A-modul, E2003 (1 & 2 Kvarter), 2 point, 10 ECTS
Målsætning:
En introduktion til krystalstrukturer og krystallers kemiske og fysiske egenskaber.
At give en forståelse for geologiske og beslægtede tekniske materialers (metal, keramik, cement) mekaniske egenskaber.
En præsentation af fasediagrammer og fasetransformationer, som redskab til analyse af ligevægte og uligevægte i materialer.
Indhold:
Atomernes elektronstruktur, kemiske bindinger i faste materialer.
Introduktion til krystallografi; punktgrupper og rumgrupper.
Alternative beskrivelser af strukturer. Diskussion af udvalgte enkle mineralstrukturer.
Introduktion til krystal-defekter. Typer af defekter. Defekt energi og mobilitet. Diffusion. Indflydelse på krystallers makroskopiske egenskaber. Stress/strain og krystallers mekaniske egenskaber. Elastisk deformation, Hookes lov. Permanent deformation, plastisk styrke, brudstyrke. Krybning, deformationsmekanismer. Superplasticitet. Rekrystallisation, kornvækst. Brud mekanik.
Grundbegreber. Gibbs faseregel. Unære og binære fasediagrammer. Smelte-faststof ligevægte. Eksempler fra geologi og materialeteknologi. Energetik og faseligevægte. T-x diagrammer og G-x diagrammer. Elementær nukleationsteori. Metastabil krystallisation. Underafkøling. Fase transformationer, kinetik. Ternære fasediagrammer. Alkemade-teoremet. Rekonstruktion af krystallisations- og opsmeltningsforløb. Komplekse ternære systemer (uden faststofopløselighed). Anvendelser. Cement. Eh-ph diagrammer - Brug af fasediagram databaser.
Form og omfang:
2 f/uge + 2 ø/uge i efterårssemestret.
En èn-dags ekskursion til Aalborg Portland cementfabrikken.
Obl. program:
Øvelser med afleveringsopgaver.
Forudsætninger:
Grunduddannelsen.
Litteratur:
Anderson, J.C. et al: Materials Science, Stanley Thornes Ltd., 1998.
Putnis, A.: Introduction to Mineral Sciences. Cambridge University Press, 1992.
Ehlers, E.G.: The interpretation of geological phase diagrams. Freemann, 1986.
Eksamen:
4 timers skriftlig prøve. Bedømmelse efter 13-skalaen under medvirken af censor.
Lærere:
Niels Ø. Olesen, Hans Dieter Zimmermann, Sidsel Grundvig