Materials Science

Bei diesem Modul handelt es sich um eines der Spezialisierungsmodule des sechsten Fachsemesters. Die zugehörigen Lehrveranstaltungen werden in der Regel "kompakt" angeboten. Das heißt, dass die für die Lehrveranstaltungen angesetzten Semesterwochenstunden (2V 1Ü) in den Wochen der ersten Semesterhälfte in komprimierter Form (4V 2Ü) dargeboten werden. Die restliche Vorlesungszeit verbleibt somit für die arbeitsintensive Endphase der Bachelor-Arbeit.

In der thematisch strukturierten Vorlesung werden die Lehrinhalte im Vortrag präsentiert und durch anschauliche Beispiele sowie durch Diskussion mit den Studierenden vermittelt. Dabei werden die Studierenden auch zur eigenständigen inhaltlichen Auseinandersetzung mit den behandelten Themen sowie zum Studium der zugehörigen Literatur motiviert. Stetige Querverweise auf die bereits früher vermittelten Grundlagen lassen die universellen Konzepte der Physik mehr und mehr erkennbar werden.

In den Übungen lernen die Studierenden in Kleingruppen nicht nur den Lösungsweg nachzuvollziehen, sondern Aufgaben auch selbstständig zu lösen. Hierzu werden Aufgabenblätter angeboten, die die Studierenden zur selbstständigen Kontrolle sowie zur Vertiefung der gelernten Methoden und Konzepte bearbeiten sollen. In den Übungen werden die unter der Woche gerechneten Aufgaben von den Studierenden und einer/m wissenschaftlichen Mitarbeiter(in) an der Tafel vorgerechnet und besprochen. Die Übung bietet auch die Gelegenheit zur Diskussion und weitergehende Erläuterungen zum Vorlesungsstoff und bereitet konkret auf die Prüfungen vor.

Die verschiedenen Lernformate sind eng verzahnt und befinden sich im ständigen Austausch.

Der Lernstoff wird durch z.B. Powerpoint-Präsentation, Tablet-Anschrieb + Animationen präsentiert. Die Präsentation wird auf die Platform Moodle gestellt. Die Vorlesung wird in deutscher Sprache gehalten. Bildmaterial wird oft mit englischsprachigen Legenden verwendet.

Die Vorlesung richtet sich nach folgenden Büchern:

·         "Materials" von M. Ashby, H. Shercliff, D. Cebon, Elsevier, 3. Auflage, 2014;

·         "Introduction to Material Science", J.P. Mercier, G. Zambelli, W. Kurz, Elsevier, 2002.

·         W.D. Callister, D.G. Rethwisch "Materialwissenschaften und Werkstofftechnik", Wiley-VCH;

·         D.R. Askeland "Materialwissenschaften", Spektrum Akademischer Verlag;

·         S. Hunklinger "Festkörperphysik", Oldenbourg Verlag;

·         R. Gross/A. Marx "Festkörperphysik", Oldenbourg Verlag.

Weitere Quellen werden in der Vorlesung bekannt gegeben.

There will be an oral exam of 30 minutes duration. Therein the achievement of the competencies given in section learning outcome is tested exemplarily at least to the given cognition level using comprehension questions and sample calculations.

For example an assignment in the exam might be:

• • Name different material classes and their microstructures
• • Describe important types of bonds in molecules
• • Explain a method for the determination of crystal structures
• • Describe the structures of polymers and ceramics
• • Analyze a deformation curve of a viscoelastic material using a mechanical model
• • Name different types of defects in crystals
• • Describe a phase diagram of a binary alloy
• • Explain which effects lead to plastic deformation
• • Explain the Drude model for the electrical conductivity of metals
• • Describe the band structure of semiconductors
• • Name the four most common types of magnetism
• • Explain the effects causing refraction and absorption of light
• • Explain the effects leading to corrosion
• • Name the most important types of fiber-reinforced plastics
• • Explain the importance of interfaces in nanocomposites

In the exam the following learning aids are permitted: hand-written sheet with formulas, double-sided

Participation in the exercise classes is strongly recommended since the exercises prepare for the problems of the exam and rehearse the specific competencies.

There will be a bonus (one intermediate stepping of "0,3" to the better grade) on passed module exams (4,3 is not upgraded to 4,0). The bonus is applicable to the exam period directly following the lecture period (not to the exam repetition) and subject to the condition that the student passes the mid-term of Active participation in 5 of the total of 6 Exercise Classes