Kohlenstoff und Graphit - Hochleistungswerkstoffe für Schlüsselindustrien
Carbon and Graphite - High Performance Materials for Key Industries

Modul MW1384 [C&G]

Dieses Modul wird durch Lehrstuhl für Carbon Composites (Prof. Drechsler) bereitgestellt.

Diese Modulbeschreibung enthält neben den eigentlichen Beschreibungen der Inhalte, Lernergebnisse, Lehr- und Lernmethoden und Prüfungsformen auch Verweise auf die aktuellen Lehrveranstaltungen und Termine für die Modulprüfung in den jeweiligen Abschnitten.

Basisdaten

MW1384 ist ein Semestermodul in Deutsch auf Bachelor-Niveau und Master-Niveau das im Wintersemester angeboten wird.

Das Modul ist Bestandteil der folgenden Kataloge in den Studienangeboten der Physik.

  • Allgemeiner Katalog der nichtphysikalischen Wahlfächer
GesamtaufwandPräsenzveranstaltungenUmfang (ECTS)
90 h 30 h 3 CP

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Es wird ein Gesamtüberblick über die wichtigsten industriellen Kohlenstoff- und Graphitwerkstoffe, wie z. B. Naturgraphite, expandierter Graphit, amorpher Kohlenstoff, synthetischer Graphit, Kohlenstofffaser, kohlenstofffaserverstärkter Kohlenstoff, etc. gegeben. Neben den physikalischen und strukturellen Eigenschaften werden die verschiedenen Rohstoffe und Herstellungstechnologien und die Hauptanwendungsfelder der kohlenstoffbasierenden Hochleistungswerkstoffe dargestellt. Als Beispiel können hier genannt werden: Kohlenstoffelektroden für die Gewinnung von Silizium, Graphitelektroden für die Stahlerzeugung, Amorpher Kohlenstoff und Graphit für Auskleidung von Hochöfen, Feinkorngraphite und kohlenstofffaserverstärkter Kohlenstoff für die Solar- und Halbleiterindustrie, Nukleargraphit und Graphite für den chemischen Apparatebau Kohlenstoff- und Graphitpulver für die Batterietechnologie, Expandierter Graphit für die Dichtungstechnik, Kohlenstofffaserverstärkte Verbundwerkstoffe für den Leichtbau. Die Vorlesungsreihe wird abgerundet mit einem kurzen Einblick zu den jüngeren Kohlenstoffformen, wie Nanotubes, Fullerene und Graphene.

Lernergebnisse

Nach der Modulveranstaltung haben die Studierenden einen Überblick über die verschiedenen kohlenstoffbasierenden Werkstoffe, die Herstellungstechnologien in der Kohlenstoffwelt, sowie über die Verwendung von Kohlenstoff in Schlüsseltechnologien erhalten und sind in der Lage Werkstoffe gezielt auszuwählen. Strukturell erlernen die Studierenden, wie man gezielt die anisotropen Eigenschaften der Graphitstruktur in anwendungsgerechte Produkte umsetzt. Die verschiedenen Kohlenstoff- und Graphitwerkstoffe werden mit anderen Materialien, wie Metalle und Keramiken verglichen, so dass eine gewisse Materiallandkarte entsteht.

Voraussetzungen

keine

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

Lern- und Lehrmethoden

In der Vorlesung werden die Lehrinhalte anhand von Vortrag, Präsentation und Tafelanschrieb vermittelt. Die Hauptlehrinhalte des Vortermins werden in der darauf folgenden Vorlesungstermin noch wiederholt, um den Lerneffekt zu unterstützen. Zusätzlich wird Raum für Fragen in jeder Vorlesungssession eingeplant. Die Vorlesungsunterlagen werdenals Hard-Copy zur Verfügung gestellt.

Medienformen

Vortrag, Präsentation, Tafelanschrieb

Literatur

Otto Vohler, Gabriele Nutsch, Gerd Collin, Ferdinand von Sturm, Erhard Wege, Wilhelm Frohs, Klaus-Dirk Henning, Hartmut von Kienle, Manfred Voll, Peter Kleinschmit, Otto Vostrowsky, Andreas Hirsch:Carbon, Ullmann`s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, 7th Edition, Release 2009. Erich Fitzer, Rudolf Kleinholz, Hartmut Tiesler, Martyn Hugh Stacey, Roger De Bruyne, Ignace Lefever, Andrew Foley, Wilhelm Frohs, Tilo Hauke, Michael Heine, Hubert Jäger, Sandra Sitter: Fibers, 5. Synthetic Iorganic, Ullmann`s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, 7th Edition, Release 2009.

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

In einer schriftlichen Prüfung sind die vermittelten Inhalte auf verschiedene Problemstellungen anzuwenden.

Kondensierte Materie

Wenn Atome sich zusammen tun, wird es interessant: Grundlagenforschung an Festkörperelementen, Nanostrukturen und neuen Materialien mit überraschenden Eigenschaften treffen auf innovative Anwendungen.

Kern-, Teilchen-, Astrophysik

Ziel der Forschung ist das Verständnis unserer Welt auf subatomarem Niveau, von den Atomkernen im Zentrum der Atome bis hin zu den elementarsten Bausteinen unserer Welt.

Biophysik

Biologische Systeme, vom Protein bis hin zu lebenden Zellen und deren Verbänden, gehorchen physikalischen Prinzipien. Unser Forschungsbereich Biophysik ist deutschlandweit einer der größten Zusammenschlüsse in diesem Bereich.