Haben Sie sich jemals gefragt, warum Keramiken hart und spröde sind, während Metalle eher dehnbar sind? Warum manche Materialien Wärme oder Strom leiten, während andere isolierend sind? Warum die Zugabe einer kleinen Menge Kohlenstoff zu Eisen zu einer Legierung führt, die so viel stärker ist als das Grundmetall? In diesem Kurs lernen Sie, wie die Eigenschaften eines Materials durch seine Mikrostruktur bestimmt werden, die wiederum von der Zusammensetzung und der Verarbeitung des Materials abhängt. Dies ist der erste von drei Coursera-Kursen, die den Kurs Einführung in die Materialwissenschaft widerspiegeln, der von den meisten Studenten der Georgia Tech belegt wird. Ziel des Kurses ist es, den Studenten ein besseres Verständnis der technischen Materialien zu vermitteln, die in der Welt um sie herum verwendet werden. In diesem ersten Teil werden die Grundlagen der Materialwissenschaft behandelt, einschließlich der atomaren Struktur und Bindung, der Kristallstruktur, atomarer und mikroskopischer Defekte und nichtkristalliner Materialien wie Gläser, Gummi und Polymere.
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In diesem Kurs gibt es 6 Module
Dieses Modul führt Sie in die Grundprinzipien der Materialwissenschaft ein. Zu den behandelten Themen gehören die verschiedenen allgemeinen Materialtypen (Metall, Keramik, Polymer usw.) und die mit jedem Typ verbundenen Eigenschaften, einige Methoden, die zur experimentellen Bestimmung und Quantifizierung der Eigenschaften eines Materials verwendet werden, und wie ein Werkstoffingenieur bei der Auswahl eines geeigneten Materials für eine einfache Anwendung vorgehen könnte. Dieses Modul führt auch in das Konzept der Beziehung zwischen Mikrostruktur, Verarbeitung und Eigenschaften ein, das den Kern der gesamten Materialwissenschaft bildet.
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14 Videos4 Lektüren2 Aufgaben
In diesem Modul werden wir die Struktur des Atoms besprechen, wie Atome miteinander interagieren und wie diese Interaktionen die Materialeigenschaften beeinflussen. Wir werden untersuchen, wie die Art der in einem Material vorhandenen Atome bestimmt, welche Art von Bindung auftritt, was die drei Arten von Primärbindungen unterscheidet - metallische, ionische und kovalente Bindungen - und welche Auswirkungen die Art der Bindung auf die Mikrostruktur des Materials hat. Sie werden lernen, wie sich Atome aufgrund ihrer Größe und ihrer Bindungen anordnen. Dieses Wissen bietet Ihnen eine Grundlage für das Verständnis der Beziehung zwischen der Mikrostruktur eines Materials und seinen Eigenschaften.
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18 Videos3 Lektüren4 Aufgaben
Dieses Modul behandelt die Anordnung der Atome in kristallinen Materialien. Viele der Materialien, mit denen wir täglich zu tun haben, sind kristallin, das heißt, sie bestehen aus einer sich regelmäßig wiederholenden Anordnung von Atomen. Der "Baustein" eines Kristalls, das so genannte Bravais-Gitter, bestimmt einige der physikalischen Eigenschaften eines Materials. Ein Verständnis dieser kristallographischen Prinzipien ist für die Diskussion über Defekte und Diffusion, die im nächsten Modul behandelt werden, von entscheidender Bedeutung.
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21 Videos2 Lektüren4 Aufgaben
Im vorigen Modul haben wir gelernt, wie die Gitterstruktur eines kristallinen Materials zum Teil die Eigenschaften dieses Materials bestimmt. In diesem Modul werden wir lernen, wie Defekte - Abweichungen von der erwarteten Mikrostruktur - ebenfalls einen großen Einfluss auf die Eigenschaften haben. Dieses Modul befasst sich mit eindimensionalen oder punktuellen Defekten, bei denen es sich um fehlende Atome (Leerstellen) oder überschüssige Atome (Zwischengitterlösung) oder um die falsche Art von Atomen an einem Gitterpunkt (Substitutionslösung) handeln kann. Aufbauend auf diesen Konzepten wird ein Teil dieses Moduls die Diffusion behandeln - die Bewegung von Atomen durch die Kristallstruktur.
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19 Videos2 Lektüren3 Aufgaben
Dieses Modul behandelt zwei- und dreidimensionale Defekte wie Versetzungen, Korngrenzen und Ausscheidungen. In der Diskussion wird erläutert, wie die Verformung eines Materials auf mikroskopischer Ebene abläuft. Abschließend werden wir uns damit befassen, wie das Vorhandensein und die Eigenschaften von Defekten die Festigkeit eines Materials erhöhen oder verringern können.
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23 Videos2 Lektüren4 Aufgaben
In diesem Modul besprechen wir Materialien, die nicht vollständig kristallin sind, wie z.B. Polymere, Gummi und Gläser. Sie werden lernen, wie sich das Fehlen von Kristallinität auf das Verhalten dieser Materialien auswirkt und welche Faktoren ihre Bildung und Eigenschaften beeinflussen. Die Lektionen beinhalten Diskussionen über die Mikrostruktur und Defekte in amorphen Materialien, partielle Kristallinität in Polymeren und Demonstrationen von Materialien, die bei unterschiedlichen Temperaturen ein duktiles und sprödes Verhalten zeigen.
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24 Videos3 Lektüren3 Aufgaben
Dozent
Empfohlen, wenn Sie sich für Maschinenwesen interessieren
University of Pennsylvania
Institut Mines-Télécom
ISAE-SUPAERO
Arizona State University
Warum entscheiden sich Menschen für Coursera für ihre Karriere?
Bewertungen von Lernenden
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Geprüft am 20. Okt. 2024
It was such a professional course, it reviewed all I've been studied in university and be honest I understood some of them right now😊
Geprüft am 23. Apr. 2024
Just Awesome. Greately Enjoyed with all the graphical and diagrammatical representation. Strongly recommended for matreial engineering!
Geprüft am 16. Juni 2016
The course was excellent. A lot of in-depth material, beyond even what I remember from college. Coverage of polymer systems in addition to the usual metals was very nice, and the
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