Material Science I (MSE)

Module MW1121

This Module is offered by TUM Department of Mechanical Engineering.

This module handbook serves to describe contents, learning outcome, methods and examination type as well as linking to current dates for courses and module examination in the respective sections.

Basic Information

MW1121 is a semester module in German or English language at Bachelor’s level which is offered in winter semester.

Total workloadContact hoursCredits (ECTS)
180 h 75 h 6 CP

Content, Learning Outcome and Preconditions

Content

Generell behandelt Material Science (MS1 & MS2) alle Teilbereiche der Materialwissenschaften von den physikalischen und chemischen Grundlagen der Stoffe bzw. Werkstoffe bis hin zur Auswahl von Werkstoffen, ihrem konstruktionsgerechten Einsatz und der Charakterisierung von Bauteilen. In MS1 werden die physikalisch und chemischen Grundlagen für ein tiefes Verständnis der Stoffstruktur gelegt. Basierend auf den grundlegenden Wechselwirkungen in Festkörpern werden die Strukturen und deren Bestimmung mittels physikalischer Messmethoden vermittelt. Wichtige Aspekte von ausgesuchten Stoffklassen werden in Bezug auf die anwendungstechnische Relevanz in den Materialwissenschaften hergeleitet und ihre Struktur-Eigenschaftsbeziehungen wie Zugfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Härte, Duktilität, Sprödigkeit oder Anisotropie beleuchtet. Einzelne Inhalte sind: Einleitung: Bindungskräfte im Festkörper 1. Die atomare Struktur fester Stoffe (Kristallstrukturen, reziproker Raum, beugungs- und spektroskopische Methoden) 2. Stoffklassen (Metalle / Legierungen, Halbleiterverbindungen, Keramik, Oxide, Zeolithe, Polymere, Nanomaterialien) 3. Physikalische Eigenschaften der Werkstoffe auf atomarer Ebene (mechanische, thermische, elektrische, magnetische und optische Eigenschaften)

Learning Outcome

Nach der Teilnahme am Modul Material Science I verstehen die Studenten den physikalischen und chemischen Aufbau von Stoffen auf atomarer Ebene und kennen Methoden um diesen zu untersuchen. Desweiteren sind sie in der Lage, die gebräuchlichsten Stoffklassen des Ingenieurswesens zu identifizieren und zu charakterisieren und die verschiedenen physikalischen Eigenschaften der Werkstoffe zu definieren. Sie können die unterschiedlichen Stoffklassen in den Materialwissenschaften unterscheiden und Verbindungen aufgrund des erlernten Stoffumfangs einordnen. Durch die Verknüpfung der grundlegenden Aspekte des Atombaus, der chemischen Bindung und der stoffchemischen Inhalte werden die Studierenden in die Lage versetzt, chemische Fragestellungen zur Synthese, Reaktivität und Stabilität von Materialien selbstständig zu bearbeiten und zu bewerten. Nach dem Besuch der Veranstaltung Materials Science I haben die Studierenden einen Überblick über die Strukturchemie von Festkörpern und sind der Lage, Beziehungen zwischen Struktur und Symmetrie zu verstehen.

Preconditions

Grundlagen in Mathematik, Physik und Chemie, die im 1. und 2. Semester des Studiengangs Ingenieurwissenschaften vermittelt worden sind: Mathematische Grundlagen 1 und 2, Physik 1 und 2 (Experimentalphysik 1 und 2), Chemie I und II (Einführung in die Chemie, Chemische Grundlagen der anorganischen und organischen Materialien)

Courses, Learning and Teaching Methods and Literature

Courses and Schedule

Learning and Teaching Methods

Das Modul besteht aus einer Vorlesung und einer begleitenden Übungsveranstaltung. Die Inhalte der Vorlesung werden im Vortrag und Präsentationen vermittelt. Begleitend sollen die Studierenden ein Lehrbuch durcharbeiten, welches zur weiteren Vertiefung auch durch weitere Literatur ergänzt werden kann. In der Übung werden die Inhalte der Vorlesung in praktischen Versuchen veranschaulicht.

Media

Die in der Vorlesung verwendten Medien setzen sich aus Präsentationen, Videos und Tafelaufschrieben zusammen. Studierende sollen zum Studium der Literatur und der inhaltlichen Auseinandersetzung mit den Themen angeregt werden

Literature

Als Lehrbuch begleitend zur Vorlesung: Callister, William D.:Materials Science and Engineering, 8th Ed., Wiley Desktop Edition 2010; zusätzlich: Askeland, Donald R., Materialwissenschaften, 1. Aufl., Spektrum Akandem. Verlag 2010 / The Science and Engineering of Materials, 5th Ed., Thomson Learning 2006 ; Roos, E. und Maile, K., Werkstoffe für Ingenieure, 3. Aufl., Springer-Verlag 2008; Chemischer Teil: Englische Literaur: A. Burrows, J. Holman, A. Parsons, G. Pilling, G. Price, Chemistry, Oxford University press 2009, ISBN 978-0-19-927789-6; C. E. Housecroft, E. Constable, Chemistry, Pearson Education Limited Harlow, 3rd edition 2006, ISBN 978-0-131-27567; P. Atkins, T. Overton, J. Rourke, M. Weller, F. Armstrong, Inorganic Chemistry, Oxford University press, 4th edition 2006, ISBN 978-0-19-926463-6; Deutsche Literatur: E. Riedel, Allgemeine und Anorganische Chemie, de Gruyter, 10. Auflage 2010, ISBN 978-3-11-022781-9; M. Binnewies, M. Jäckel, H. Willner, G. Rayner-Canham Allgemeine und Anorganische Chemie, Spektrum Akademische Verlag Heidelberg, 1. Auflage 2004, ISBN 3-8274-0208-5; U. Müller, Inorganic Structure Chemistry, Whiley,Second Edition, ISBN 978-0470018651

Module Exam

Description of exams and course work

Die Prüfung erfolgt am Ende des Semesters in schriftlicher Form und überprüft das in der Vorlesung und Übung erworbene Wissen.

Exam Repetition

There is a possibility to take the exam in the following semester.

Condensed Matter

When atoms interact things can get interesting. Fundamental research on the underlying properties of materials and nanostructures and exploration of the potential they provide for applications.

Nuclei, Particles, Astrophysics

A journey of discovery to understanding our world at the subatomic scale, from the nuclei inside atoms down to the most elementary building blocks of matter. Are you ready for the adventure?

Biophysics

Biological systems, from proteins to living cells and organisms, obey physical principles. Our research groups in biophysics shape one of Germany's largest scientific clusters in this area.