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About this book

Im Maschinenbau hatte die Werkstoffkunde stets eine fundamentale Bedeutung, da es dem Ingenieur auf diesem Arbeitsgebiet unmöglich war, ein einwandfreies Produkt ohne genaue Materialkenntnisse zu entwickeln. Solange sich die Elektrotechnik bei der kon­ struktiven Gestaltung weitgehend auf den Maschinenbau abstützen konnte, genügten dem Elektroingenieur die Werkstoffgrundkenntnisse aus dem Maschinenbau. Um dieses Grund­ wissen kommt er allerdings auch heute noch nicht herum. Die Entwicklung der modernen Mikroelektronik und ihre Folgen sind aber so eng mit den spezifisch elektrischen Problemen verknüpft, daß die Werkstoffkunde der Elektrotechnik zu einem immer eigenständigeren Gebiet herangewachsen ist. Waren es zunächst die ma­ gnetischen Werkstoffe, die ein umfangreiches Sonderwissen verlangten, so haben schließ­ lich die Halbleiter mit ihren in den Festkörper verlegten Funktionsmechanismen auf allen Gebieten zu einer viel intensiveren Beschäftigung mit der Materie geführt. Als Kon­ sequenz daraus sind altbekannte Werkstoffeigenschaften in ungeahntem Maße weiterent­ wickelt worden. Es sei hier nur an neue Dauermagnetwerkstoffe oder amorphe Metalle erinnert. Um die in der Zukunft anstehenden Probleme der Elektrotechnik einwandfrei lösen zu können, bedarf der Ingenieur eines immer umfangreicheren Wissens nicht nur auf seinem Spezialgebiet, sondern auch vom einzusetzenden Werkstoff und dessen Möglichkeiten.

Table of Contents

Frontmatter

1. Aufbau der festen Körper

Zusammenfassung
Chemie und Physik sind die ursprünglichen Quellen der Gebiete, die heutzutage unter dem Begriff Werkstoffkunde zusammengefaßt sind. Der Stoffbegriff ist dabei vollständig aus der Chemie übernommen, erfährt jedoch eine Einschränkung aus der Praxis.
Egon Döring

2. Legierungen

Zusammenfassung
Bei den Mischkristallen war der Begriff der Löslichkeit aufgetaucht. Im allgemeinen Sprachgebrauch versteht man darunter die (gleichmäßige) Verteilung eines festen Stoffes in einer Flüssigkeit. Das Ergebnis dieses Vorganges ist eine Lösung.
Egon Döring

3. Elektrische Leitfähigkeit

Zusammenfassung
Für die Elektrotechnik ist das Verhalten von Werkstoffen im elektrischen bzw. magnetischen Feld von besonderer Bedeutung. An erster Stelle steht dabei die Eigenschaft der Metalle, als elektrische Leiter zu wirken. Sie finden ihren Einsatz als Kabel, Leitungen oder Wicklungsdrähte. Metalle und ihre Legierungen, die einen hohen spezifischen Widerstand haben, werden bevorzugt als Heizleiterwerkstoffe und für Präzisions- und Lastwiderstände eingesetzt.
Egon Döring

4. Elektrische Leiter

Zusammenfassung
Wie im Kapitel 3 dargelegt, ist die elektrische Leitfähigkeit an die Existenz freier und ausreichend beweglicher Ladungsträger gebunden. Diese Bedingungen werden von den Metallen und hierbei besonders gut von Silber, Kupfer und Aluminium erfüllt.
Egon Döring

5. Magnetische Leitfähigkeit

Zusammenfassung
Neben die elektrische tritt bei einer Reihe von Stoffen die magnetische Leitfähigkeit. Diese Stoffe werden durch ein magnetisches Feld in einen Zustand versetzt, den man magnetisiert nennt. Wird das magnetische Feld entfernt und der veränderte Zustand verschwindet wieder, so spricht man von weichmagnetischen Werkstoffen. Bleibt jedoch ein magnetisierter Zustand erhalten, so nennt man die Werkstoffe hartmagnetisch. Die Magnetisierbarkeit hat ihre Ursache im Atom- und Gitteraufbau.
Egon Döring

6. Magnetika

Zusammenfassung
Unter Magnetika versteht man Werkstoffe, die wegen ihrer magnetichen Eigenschaften hergestellt und angewandt werden. Vom Werkstoff her unterscheidet man Metalle und deren Legierungen sowie Metalloxide (Ferrite); nach den Anwendungseigenschaften Weich- und Hartmagnetika, letztere durchweg kurz als (Dauer-)Magnete bezeichnet.
Egon Döring

7. Halbleiter

Zusammenfassung
Wie wir bereits im Kapitel 3 Elektrische Leitfähigkeit erfahren haben, ist die Stromleitung an freie Ladungsträger gebunden. Diese treten als Elektronen und Ionen auf. Für die Leitfähigkeit im Festkörper (Kristall) ist die Anzahl der freien Elektronen entscheidend.
Egon Döring

8. Dielektrische Eigenschaften

Zusammenfassung
Wird ein Werkstoff in ein elektrisches Feld gebracht, so wirken Kräfte auf die Ladungsträger ein, die bei ausreichender Beweglichkeit zu einem Leitungsstrom führen. Fehlt diese Beweglichkeit, so bewirken die Feldkräfte lediglich eine Verschiebung der unterschiedlich geladenen Atom- bzw. Molekülbestandteile. Das Material wird polarisiert.
Egon Döring

9. Dielektrika

Zusammenfassung
Je nach Anwendungsgebiet werden dielektrische Werkstoffe mehr zur „Isolierung“ oder als „Dielektrika“ eingesetzt. Eine scharfe Trennung ist dabei nicht möglich, da z. B. von einem Kondensator oft für Wechselspannungen eine „Verbindung“ und für Gleichspannung eine „Isolation“ gefordert wird.
Egon Döring

Backmatter

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