Werkstoffe: Unsichtbar, aber unverzichtbar
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Berlin [u.a.]
Springer
2013
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INHALTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG 1
1.1 WAS SIND WERKSTOFFE? 4
1.2 MATERIALWISSENSCHAFT UND WERKSTOFFTECHNIK 4
LITERATUR 7
2 STRUKTUREN UND EIGENSCHAFTEN 9
2.1 VOM ATOM ZUM WERKSTOFF 9
2.1.1 DIE ATOMAREN BAUSTEINE DER MATERIALIEN
UND IHRE BINDUNGEN 9
2.1.2 STRUKTUR UEBER VIELE GROESSENORDNUNGEN 16
2.1.3 DIE OBERFLAECHE 28
2.2 STOFFKLASSEN 29
2.2.1 METALLE 30
2.2.2 KERAMIK UND GLAS 34
2.2.3 KUNSTSTOFFE 38
2.2.4 WERKSTOFFE DER BELEBTEN NATUR 44
2.3 EIGENSCHAFTEN 50
2.3.1 MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN 50
2.3.2 WIE BAUTEILE ANHAND
VON WERKSTOFFEIGENSCHAFTEN AUSGELEGT WERDEN . 55
2.3.3 BESTAENDIGKEIT GEGEN KORROSION UND
VERSCHLEISS . 57
2.3.4 THERMISCHE EIGENSCHAFTEN 60
2.3.5 ELEKTRISCHE, MAGNETISCHE
UND OPTISCHE EIGENSCHAFTEN 61
VN
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VIII
INHALTSVERZEICHNIS
2.3.6 VERARBEITUNGSEIGENSCHAFTEN 63
2.3.7 WIE KOMBINATIONEN VON EIGENSCHAFTEN
AUSGEWAEHLT WERDEN 64
LITERATUR 65
3 WERKSTOFFE FUER ENERGIE 67
3.1 ENERGIE UMWANDELN 68
3.1.1 HOCHTEMPERATUR-WERKSTOFFE 68
3.1.2 BRENNSTOFFZELLEN 73
3.1.3 WINDENERGIE 73
3.1.4 PHOTOVOLTAIK 77
3.2 ENERGIE SPAREN 80
3.2.1 DAEMMSTOFFE 80
3.2.2 TRANSPORT: STROMLEITUNGEN 82
3.2.3 LAMPEN 85
3.2.4 KATALYSATOREN 86
3.3 ENERGIE SPEICHERN 86
3.3.1 BATTERIEN 86
3.3.2 WASSERSTOFF-SPEICHER 91
3.3.3 LATENTWAERMESPEICHER 93
LITERATUR 94
4 WERKSTOFFE FUER INFORMATION
UND KOMMUNIKATION 95
4.1 ELEKTRONIK 95
4.1.1 SILIZIUM-HALBLEITER 96
4.1.2 JENSEITS SILIZIUM 99
4.1.3 ORGANISCHE ELEKTRONIK 100
4.1.4 NANOELEKTRONIK 103
4.1.5 METALLE: KUPFER VS. ALUMINIUM 104
4.1.6 LICHTLEITER 106
4.2 SPEICHER 109
4.2.1 PAPIER 109
4.2.2 MAGNETSPEICHER: BAENDER UND FESTPLATTEN 109
4.2.3 CD UND DVD 112
4.3 DISPLAYS 114
4.3.1 FLUESSIGKRISTALL-ANZEIGEN
(LIQUID CRYSTAL DISPLAY, LCD) 114
INHALTSVERZEICHNIS IX
4.3.2 LEUCHTDIODEN (LIGHT EMITTING DIODE, LED). 115
4.3.3 ELEKTROCHROME DISPLAYS 117
LITERATUR 118
5 WERKSTOFFE FUER MOBILITAET 119
5.1 SCHUHE 119
5.2 AUTOMOBIL 120
5.2.1 STAHL IM AUTO: IMMER FESTER, IMMER LEICHTER. . 121
5.2.2 KUNSTSTOFFE IM AUTO 124
5.2.3 WEITERE WERKSTOFFE 127
5.3 FLUGZEUG 130
5.3.1 METALL-LEICHTBAU 130
5.3.2 CARBON-FASERVERSTAERKTEN KUNSTSTOFF (CFK) . . . 132
5.3.3 KLEBEN STATT SCHWEISSEN 133
LITERATUR 135
6 QUALITAETSSICHERUNG - UND WAS TROTZDEM PASSIEREN KANN . 137
6.1 WIE QUALITAET ENTSTEHT 137
6.1.1 QUALITAETSSICHERUNG UND AKKREDITIERUNG 138
6.1.2 QUALITAETSPRUEFUNG BEI DER FERTIGUNG 139
6.1.3 WIE QUALITAET GEPRUEFT WIRD:
DAS BEISPIEL ZERSTOERUNGSFREIE PRUEFUNG 140
6.2 AUS SCHADEN WIRD MAN KLUG 143
6.2.1 WODURCH WERDEN SCHAEDEN
VERURSACHT? 144
6.2.2 BEISPIELE ZUR SCHADENSANALYSE 145
6.2.3 WIE KANN MAN SCHAEDEN VERMEIDEN? 156
6.3 BETRIEBSBEANSPRUCHUNGEN
KOENNEN EIGENSCHAFTEN AENDERN 157
6.3.1 ALTERN, KRIECHEN, ERMUEDUNG 157
6.3.2 VERSCHLEISS AN OBERFLAECHEN 160
6.3.3 EINFLUSS DER UMGEBUNG 162
6.3.4 ERHALT DER FUNKTIONSFAEHIGKEIT 169
LITERATUR 170
7 WERKSTOFFE IN DER GESELLSCHAFT 171
7.1 CHANCEN UND HERAUSFORDERUNGEN 171
7.1.1 WERKSTOFFE SIND KEINE WUNDERSTOFFE 172
X INHALTSVERZEICHNIS
7.1.2 ENTSORGUNG 173
7.2 INFORMATIONSQUELLEN 175
7.2.1 WEITERFUEHRENDE LITERATUR 178
LITERATUR 180
SACHVERZEICHNIS 183 |
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