MN 11: Materialwissenschaften I+II

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Modulinhalt:
Die Kristallographie beschäftigt sich mit den Gesetzmäßigkeiten der atomaren Struktur kondensierter Materie und bildet das Bindeglied zwischen der Kristallstruktur und den physikalischen Eigenschaften dieser. Sie beschäftigt sich mit dem atomaren Aufbau von Kristallen, deren Entstehung und Herstellung (Kristallzüchtung) und mit deren Eigenschaften und Anwendungsmöglichkeiten (Kristallchemie und -physik). Die Kernmethode zur Aufklärung der Kristallstrukturen ist dabei die wissenschaftliche Disziplin der Röntgenkristallographie. Die LV gliedert sich in folgende Themenbereiche:

• Definition des kristallinen Zustands, Einführung in die Konzepte von Kristallgitter, Gitterebenen und Kristallstruktur

• Darstellungsmöglichkeiten von Kristallmorphologie, tensorieller Größen und Struktur in der Kristallographie (stereographische Projektion)

• Grundbegriffe der Kristallchemie (Koordination, Ionenradien, Polymorphie, Polytypie, …)

• Strukturen der Metalle (Packungsdichten, Laves Phasen, NiAs – Typ..)

• Struktur von Ionenkristallen (Pauling – Regeln, Radien-Quotient, …)

• Oxidische Strukturen (Perovskite, Spinelle, Al2O3, TiO2, …)

•  Bauprinzipien komplexer Silikat – Strukturen

• Symmetrielehre: Einführung der Symmetrieelemente, Ableitung der Punktgruppen, Raumgruppen, Schwarz-Weiß- und Farbsymmetrie, periodische und aperiodische Kachelungen, Quasikristalle

• Mathematische Betrachtung von Symmetrie

• Einführung in die Konzepte der Röntgenkristallographie (Bragg’sche Gleichung, reziprokes Gitter, Eigenschaften und Beugung von Röntgenstrahlung, experimentelle Durchführung) Kristallphysik: Verknüpfung tensorieller Größen mit kristallographischen Konzepten (Symmetrie) und physikalischen Eigenschaften von Kristallen

Lehrveranstaltungen	Typ	ECTS	Semester
MN 11.1 Materialwissenschaften I (Kristallographische und kristallchemische Grundlagen)	VO	1	1
MN 11.2 Materialwissenschaften II (Symmetrielehre und Methoden in der Kristallographie)	VU	4	2