Werkstoffe

ISBN-13: 9783322848482 / Niemiecki / Miękka / 2012 / 404 str.

Hanno Schaumburg

Opis

Dieses ist der erste Band einer Reihe "Werkstoffe und Bauelemente" mit den Folgebanden "Halbleiter," "Sensoren" und "Quanten," in denen die Grundla- gen der Werkst off wissenschaften und Festkorperphysik und deren Anwendung auf die Herstellung und Funktionsweise elektronischer Bauelemente dargestellt werden. Dabei wird angestrebt, die theoretischen Grundlagen der Werkstoffseite (uberwiegend Eigenschaften von Atomen und Festkorpern) mit denen der Bau- elementseite (Eigenschaften von Elektronen und Dipolen) weitgehend zu ver- einheitlichen. Es wird ausgegangen von bekannten Prinzipien der Thermo- dynamik, die in vereinfachter Form eingefuhrt und weiterentwickelt werden. Eine zentrale Rolle spielt dabei das chemische Potential (in der Halbleiterphy- sik Fermi-Energie genannt), dieses ist bestimmend fur das Transportverhalten, sowie die thermischen und galvanischen Eigenschaften der Systeme. Im Vordergrund steht das Ziel, ein auf Anschauung begrundetes und trotz- dem theoretisch fundiertes Verstandnis fur den Aufbau und das Verhalten der elektronischen Bauelemente zu vermitteln. Die physikalischen und mathema- tischen Grundlagen werden in moglichst einfacher Form dargestellt, so da nur Grundkenntnisse der Mathematik (Differential- und Integralrechnung, Vektor- und Matrizenrechnung) vorausgesetzt werden mussen. Die Buchreihe ist daher besonders geeignet fur Studenten der Technischen Universitaten und Fach- hochschulen. Sie ist aber auch ausgelegt zum Selbststudium, zur fachlichen Weiterbildung von Studenten anderer Fachrichtungen und fur den Anwender in der industriellen Praxis.

Spis treści

1 Atome und Festkörper.- 1.1 Atomaufbau und Periodensystem.- 1.2 Größen von Atomen und Ionen.- 1.3 Atombindung und Kristallstruktur.- 1.3.1 Atombindung und Aggregatzustand.- 1.3.2 Ionische Bindung.- 1.3.3 Kovalente Bindung.- 1.3.4 Metallische Bindung.- 1.3.5 Andere Bindungsarten.- 1.4 Raumgitter und reziproke Gitter.- 1.4.1 Kristallgitter und Kristallrichtungen.- 1.4.2 Kristallebenen und Millersche Indizes.- 1.5 Bragg-Reflexion.- 2 Einfuhrung in die Gibbs’sche Thermodynamik.- 2.1 Entropie.- 2.2 Chemisches Potential.- 2.3 Kristallenergie.- 2.4 Freie Energie von Legierungen.- 2.5 Zustandsdiagramme.- 2.6 Ternäre Legierungen.- 2.7 Punktfehler und Diffusion.- 2.7.1 Löslichkeit und Leerstellendichte.- 2.7.2 Diffusion.- 2.7.3 Stromdichtegleichung und Ionenleitung.- 2.8 Ubergang in das thermische Gleichgewicht.- 2.8.1 Phasenmischung.- 2.8.2 Ausscheidung und Entmischung.- 2.8.3 Dipolschichten.- 3 Mechanische Formgebung und Stabilität.- 3.1 Elastizität.- 3.2 Plastizität und Härte.- 3.2.1 Metalle und Keramiken.- 3.2.2 Kunststoffe.- 3.3 Pulvertechniken.- 3.4 Mikromechanik.- 3.5 Rißbildung und Bruch.- 3.6 Übersicht über die Verbundwerkstoffe.- 3.7 Verfahren der Werkstoffprüfung.- 4 Leiter und Widerstände.- 4.1 Elektronenleitung.- 4.1.1 Ohmsches Gesetz.- 4.1.2 Gebundene Elektronen.- 4.1.3 Elektronengas.- 4.2 Leiter und Verbindungen.- 4.2.1 Leiterwerkstoffe.- 4.2.2 Verbindungstechnik.- 4.3 Widerstände.- 4.3.1 Joulesche Wärme.- 4.3.2 Widerstandswerkstoffe.- 4.3.3 Heizleiter.- 5 Wärme in Festkörpern.- 5.1 Wärmekapazität.- 5.2 Wärmeleitfähigkeit.- 5.3 Thermische Ausdehnung.- 6 Isolatoren und Kondensatoren.- 6.1 Isolatoren.- 6.2 Dielektrische Polarisation.- 6.3 Kondensatoren.- 6.3.1 Bauformen.- 6.3.2 Folienkondensatoren und Papierkondensatoren.- 6.3.3 Keramische Kondensatoren.- 6.3.4 Elektrolytkondensatoren.- 6.4 Optische Werkstoffe.- 7 Magnete.- 7.1 Magnetische Felder und Momente.- 7.1.1 Magnetfeld und Induktion.- 7.1.2 Magnetische Polarisation.- 7.1.3 Diamagnetismus und Paramagnetismus.- 7.1.4 Ferro-, Ferri- und Antiferromagnetismus.- 7.1.5 Magnetische Domänen.- 7.2 Weichmagnete.- 7.2.1 Induktivität.- 7.2.2 Metallische Weichmagnete.- 7.2.3 Keramische Weichmagnete.- 7.3 Permanentmagnete.- 7.3.1 Metallische Permanentmagnete.- 7.3.2 Keramische Permanentmagnete.- 7.3.3 Magnetische Datenspeicherung.- 7.3.4 Magneto-optische Dielektrika.- A FORMELZEICHEN UND DIMENSIONEN.- B Naturkonstanten.- C Teilchenbewegung und Teilchenstrom.- Literatur.

O autorze

Prof. Dr. Dr. h.c. Hanno Schaumburg, TU Hamburg-Harburg