Werkstoffe in der Elektrotechnik - Grundlagen - Struktur - Eigenschaften - Prüfung - Anwendung - Technologie

Werkstoffe in der Elektrotechnik - Grundlagen - Struktur - Eigenschaften - Prüfung - Anwendung - Technologie

 

 

 

von: Hansgeorg Hofmann, Jürgen Spindler

Carl Hanser Fachbuchverlag, 2013

ISBN: 9783446437487

Sprache: Deutsch

386 Seiten, Download: 21027 KB

 
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Mehr zum Inhalt

Werkstoffe in der Elektrotechnik - Grundlagen - Struktur - Eigenschaften - Prüfung - Anwendung - Technologie



  Inhalt 10  
  Verwendete Formelzeichen (Fz) mit Einheiten (E) und Abku¨rzungen 14  
  1 Grundlagen 20  
     1.0 Überblick 20  
     1.1 Atombau und Bindungen 22  
        1.1.1 Elektronenverteilung im Einzelatom 22  
        1.1.2 Bindungszustände 25  
           1.1.2.1 Atombindung 25  
           1.1.2.2 Ionenbindung 30  
           1.1.2.3 Metallbindung 32  
     1.2 Bildung von Ordnungszuständen in festen metallischen und nichtmetallischen anorganischen Werkstoffen 35  
        1.2.1 Ideale Kristallstruktur 37  
        1.2.2 Gittertypen 38  
        1.2.3 MILLERsche Indizierung zur Angabe der Lage von Gitterebenen 43  
        1.2.4 Reale Kristallstruktur 44  
     1.3 Bildung von Ordnungszuständen in flu¨ssigkristallinen Werkstoffen 49  
        1.3.1 Nematische Phasen 50  
        1.3.2 Cholesterische Phasen 52  
        1.3.3 Smektische Phasen 53  
        1.3.4 Kolumnare Phasen 54  
        1.3.5 Ausblick 54  
     1.4 Bildung von Phasen, Phasengleichgewichtsdiagramme 56  
        1.4.1 Phasenu¨bergang flu¨ssig-fest und fest-flu¨ssig 56  
        1.4.2 Zustandsdiagramme von metallischen Zweistoffsystemen 60  
           1.4.2.1 Legierungen mit vollständiger Löslichkeit der Komponenten im flu¨ssigen Zustand und Unlöslichkeit im festen Zustand (V-Diagramm) 63  
           1.4.2.2 Legierung mit vollständiger Löslichkeit der Komponenten im flu¨ssigen und völliger Löslichkeit im festen Zustand (Linsendiagramm) 65  
           1.4.2.3 Legierungen mit vollständiger Löslichkeit der Komponenten im flu¨ssigen und teilweiser Löslichkeit im festen Zustand (Mischungslu¨cke) 67  
     Selbstkontrolle zu Kapitel 1 70  
  2 Das mechanische Verhalten von Werkstoffen 72  
     2.0 Überblick 72  
     2.1 Ausgewählte mechanische und thermische Kenngrößen 73  
        2.1.1 Mechanische Werkstoffkenngrößen 73  
           2.1.1.1 Zugversuch nach DIN EN ISO 6892-1 fu¨r Metalle 73  
           2.1.1.2 Zugversuch fu¨r Kunststoffe 76  
           2.1.1.3 Härtepru¨fung 78  
           2.1.1.4 Schlagfestigkeit 79  
        2.1.2 Thermische Werkstoffkenngrößen 80  
     2.2 Das Verformungsverhalten metallischer Werkstoffe 83  
        2.2.1 Elastische und plastische Verformung 83  
        2.2.2 Kristallerholung und Rekristallisation 86  
     2.3 Das Verformungsverhalten nichtmetallischer Werkstoffe 91  
        2.3.1 Das Verformungsverhalten polymerer organischer Werkstoffe 91  
        2.3.2 Das Verformungsverhalten nichtmetallischer anorganischer Werkstoffe 94  
     Selbstkontrolle zu Kapitel 2 98  
  3 Das elektrische Verhalten von Werkstoffen 100  
     3.0 Überblick 100  
     3.1 Ursachen der elektrischen Leitfähigkeit im Festkörper 100  
     3.2 Leitungsmechanismen 103  
        3.2.1 Leiter 103  
        3.2.2 Nichtleiter 106  
        3.2.3 Halbleiter 106  
        3.2.4 Supraleiter 108  
     Selbstkontrolle zu Kapitel 3 111  
  4 Elektrochemisches Verhalten metallischer Werkstoffe 112  
     4.0 Überblick 112  
     4.1 Redox-Reaktionen und das elektrochemische Potenzial 112  
     4.2 Galvanische Zellen 117  
        4.2.1 Zellen mit Metall-Anoden (Minuspol) 120  
        4.2.2 Zelle mit Li+-Ionen als Elektroden 122  
     4.3 Brennstoffzellen 126  
     4.4 Die Elektrolyse 129  
     4.5 Die elektrochemische Korrosion 131  
     Selbstkontrolle zu Kapitel 4 135  
  5 Leiterwerkstoffe 137  
     5.0 Überblick 137  
     5.1 Der spezifische elektrische Widerstand 137  
     5.2 Werkstoffe fu¨r kompakte Leiter 145  
     5.3 Werkstoffe fu¨r Leitschichten und Schichtkombinationen 156  
     Selbstkontrolle zu Kapitel 5 163  
  6 Widerstandswerkstoffe 164  
     6.0 Überblick 164  
     6.1 Werkstoffe fu¨r kompakte Widerstände 164  
        6.1.1 Präzisions- und Messwiderstände 165  
        6.1.2 Heizwiderstände (DIN 17470) 166  
        6.1.3 Werkstoffe fu¨r Dehnungsmessstreifen 167  
     6.2 Werkstoffe fu¨r Widerstandsschichten 169  
     Selbstkontrolle zu Kapitel 6 173  
  7 Kontaktwerkstoffe 175  
     7.0 Überblick 175  
     7.1 Der bewegte Kontakt 175  
        7.1.1 Physikalische und chemische Vorgänge am Kontakt 176  
        7.1.2 Werkstoffe fu¨r bewegte Kontakte 179  
     7.2 Der feste Kontakt 183  
     Selbstkontrolle zu Kapitel 7 190  
  8 Halbleiterwerkstoffe 191  
     8.0 Überblick 191  
     8.1 Werkstoffe fu¨r Sperrschicht gesteuerte Halbleiterbauelemente 192  
        8.1.1 Leitungsmechanismen, die n- und p-Leitung 194  
        8.1.2 Die spezifische elektrische Leitfähigkeit von Halbleiterwerkstoffen 197  
        8.1.3 Vorgänge am p-n-Übergang 199  
        8.1.4 Vorgänge in der p-n-p- bzw. n-p-n-Grenzschicht 207  
        8.1.5 Vorgänge im Feldeffekttransistor (FET) 209  
     8.2 Werkstoffe fu¨r Volumenhalbleiterbauelemente 211  
        8.2.1 Werkstoffe fu¨r Fotowiderstände 212  
        8.2.2 Werkstoffe fu¨r HALL-Sonden 213  
        8.2.3 Werkstoffe fu¨r Thermistoren und Varistoren 214  
     Selbstkontrolle zu Kapitel 8 217  
  9 Isolierstoffe und dielektrische Werkstoffe 219  
     9.0 Überblick 219  
     9.1 Elektrische Kenngrößen 221  
        9.1.1 Spezifischer Durchgangswiderstand (Innenwiderstand) 221  
        9.1.2 Oberflächenwiderstand 222  
        9.1.3 Kriechstromfestigkeit 223  
        9.1.4 Durchschlagfestigkeit 223  
     9.2 Dielektrisches Verhalten 226  
        9.2.1 Polarisation und Polarisationsmechanismen 226  
        9.2.2 Permittivitätszahl (Dielektrizitätszahl) 229  
        9.2.3 Dielektrischer Verlustfaktor 231  
        9.2.4 Temperatur- und Frequenzabhängigkeit 232  
     9.3 Isolierstoffe 234  
        9.3.1 Isolierstoffe fu¨r Kabel und Leitungen 235  
        9.3.2 Isolierstoffe fu¨r elektronische Baugruppen und Bauelemente 236  
     9.4 Dielektrika fu¨r Kondensatoren 245  
     9.5 Dielektrika fu¨r Sensoren und Aktuatoren 250  
     Selbstkontrolle zu Kapitel 9 256  
  10 Supraleitende Werkstoffe 258  
     10.0 Überblick 258  
     10.1 Werkstoffentwicklung und Anwendungsmöglichkeiten 258  
     Selbstkontrolle zu Kapitel 10 264  
  11 Magnetwerkstoffe 265  
     11.0 Überblick 265  
     11.1 Das magnetische Verhalten von Werkstoffen 265  
        11.1.1 Magnetische Größen 265  
        11.1.2 Ursachen des Magnetismus 267  
     11.2 Ferromagnetische Werkstoffe 273  
        11.2.1 Hartmagnetische Ferromagnetika 277  
        11.2.2 Weichmagnetische Ferromagnetika 282  
     11.3 Ferrimagnetische Werkstoffe 289  
     11.4 Magnetwerkstoffe fu¨r Speicher 293  
     Selbstkontrolle zu Kapitel 11 300  
  12 Lichtwellenleiter 302  
     12.0 Überblick 302  
     12.1 Physikalische Grundlagen 302  
     12.2 Werkstoffe und Technologie 307  
     Selbstkontrolle zu Kapitel 12 312  
  13 Fertigungsverfahren in der Elektrotechnik und Elektronik 313  
     13.0 Überblick 313  
     13.1 Verfahren der Si-Technologie 313  
        13.1.1 Einkristallines Silizium 313  
        13.1.2 Planartechnik 316  
     13.2 Metallisierung von Dielektrika 317  
     13.3 Leiterplattentechnik 322  
        13.3.1 Allgemeines 322  
        13.3.2 Technologische Varianten zur Leiterplattenherstellung 324  
     Selbstkontrolle zu Kapitel 13 332  
  Lösungsteil 333  
     Lösungen der Übungen 333  
     Lösungen zur Selbstkontrolle 363  
  Verwendete und weiterfu¨hrende Literatur 365  
  Bildnachweis 370  
  Sachwortverzeichnis 371  

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