Materialefysik for ingeniører (Q2) ( efterår 2011 - 5 ECTS )
Rammer for udbud
-
Uddannelsessprog:
engelsk
-
Niveau:
Kandidat
-
Semester/kvarter:
Q2
-
Timer per uge:
7
-
Deltagerbegrænsning:
Ingen
-
Undervisningssted:
Århus
-
Hovedområde:
Det Naturvidenskabelige Fakultet
-
Udbud ID:
31967
Formål
Formålet med kurset er at give de studerende den grundlæggende teoretiske baggrund for at kunne arbejde med syntese af nye materialer og materialestrukturer. På baggrund af termodynamik i faste stoffer introduceres fasediagrammer. Som en forudsætning for at forstå bl.a. fasetransformationer fokuseres på diffusion i faste stoffer – initieret af en koncentrationsgradient eller en gradient i det kemiske potentiale. Termisk forårsagede ændringer af mikrostrukturen – herunder kornvækst og rekrystallisering – diskuteres, og sammenhængen mellem mikrostruktur og materialeegenskaber behandles. Fasetransformationer initieret ved diffusion og fasetransformationer uden diffusion behandles.
Indhold
Grundlæggende termodynamik i faste stoffer
Gibbs fri energi af binære opløsninger
Binære fasediagrammer
Ligevægts vakanse-koncentrationen
Temperaturens indflydelse på opløseligheden
Atomare diffusionsmekanismer
Diffusion i en koncentrationsgradient og i en gradient i det kemiske potentiale
Overflade energi og overflade spænding
Gibbs fri energi af korngrænser og grænselag mellem forskellige faser
Termisk aktiveret bevægelse af korngrænser
Størkning i rene metaller
Størkning i legeringer
Fasetransformationer ved diffusion kimdannelse og vækst
Vækst af precipitater
Transformations kinetik TTT diagrammer
Precipitation i anløbne legeringer
Spinodal dekomposition
Eutektiske transformationer
Dannelse af martensit-faser
Dislokationer og plastisk deformation
Mikrostruktur og mekaniske egenskaber
Nanokrystallinske materialer
Faglige forudsætninger
Diplomingeniøruddannelse
Underviser
Jørgen Bøttiger, email: bottiger@phys.au.dk
Undervisnings- og arbejdsform
4 timers forelæsninger og 3 timers teoretiske øvelser om ugen
Litteratur
D.A. Porter and K.E. Easterling: Phase transformations in Metals and alloys, second edition, Nelson Thornes Ltd, 2001
Udbyder
Aarhus School of Engineering
Læringsmål
" Baseret på Gibbs fri energier beregne fase diagrammer
" Beregne ligevægts vacancekoncentrationer
" Beregne diffusionsprofiler
" Beregne overfladeenergier ved hjælp af simple modeller
" Beregne kornvækst
" Gøre rede for kinetikken i simple størkningsprocesser
" Gøre rede for kinetikken i legeringsstørkning
" Gøre rede for kinetikken i fasetransformationer baseret på diffusion
" Anvende TTT diagrammer ved varmebehandlinger
" Anvende metastabile fasediagrammer til fremstilling af ikke-ligevægts faser
" Gør rede for sammenhængen mellem mikrostruktur og egenskaber
Bedømmelse
Mundtlig eksamen, som vurderes efter 7-trins skalaen.
Reeksamen vil blive arrangeret efter aftale med underviseren.
