Fachrichtung 8.4 - Materialwissenschaft und Werkstofftechnik

Materialwissenschaft - was ist das?

Die Materialwissenschaft ist eine Disziplin im Spannungsfeld von Physik, Chemie und Biologie einerseits und den Ingenieurwissenschaften andererseits.

Die Chemie beschäftigt sich mit der Zusammensetzung von Stoffen und den daraus resultierenden Eigenschaften, die Festkörperphysik mit den physikalischen Eigenschaften (optische, magnetische und elektrische Eigenschaften) und deren Zusammenhang mit der Kristallstruktur und der chemischen Zusammensetzung, die Humanbiologie mit der Funktionsweise des Menschen und seinen Reparaturmöglichkeiten.

Die Materialwissenschaft greift diese Ansätze auf mit dem Ziel, die Eigenschaften der Materialien zu verbessern und zu kombinieren, um Werkstoffe zu erhalten, die für bestimmte Anwendungen optimiert sind.

Dies gelingt durch die intensive Mischung von Materialien (Phasen) im Größenbereich von Mikro- bis Nanometer. Die neuen Charakteristiken werden dann durch die Eigenschaften dieser Phasen und ihrer Grenzflächen bestimmt (grenzflächenbestimmte Materialien). Ein einfacher Stahl besteht z.B. aus einem feinskaligen Gefüge aus Eisen und Zementit und eine einfache Superlegierung für Flugturbinen aus Nickel und Ni3Al. Das Finden solcher Zusammensetzungen (ein modernen Stahl besteht aus bis zu 24 Legierungselementen) und die Entwicklung von Verfahren zu ihrer großtechnischen Herstellung ist die Aufgabe der Materialwissenschaft und Werkstofftechnik.

Studium der Materialwissenschaft und Werkstofftechnik an der Universität des Saarlandes

Alle Informationen über das Studium der Materialwissenschaft und Werkstofftechnik und die verschiedenen Bachelor- und Master-Studiengänge an unserer Fakultät finden Sie auf dem Fachrichtungsportal, Link

Forschungsprofil

Die Materialwissenschaft und Werkstofftechnik an der Universität des Saarlandes ist einer der renommiertesten Standorte auf diesem Gebiet in Deutschland und Gründungsmitglied des Studientages "Materialwissenschaft und Werkstofftechnik e.V."

Durch das naturwissenschaftliche Umfeld ist die Forschung im Fachbereich stark grundlagenorientiert mit einem Forschungsschwerpunkt auf dem Einfluss von Grenzflächen auf die Funktionseigenschaften. Diese übergreifende Zielsetzung sieht man an der gemeinsamen Grundausrichtung der Lehrstühle. Am Lehrstuhl für Pulvertechnologie für Glas und Keramik (Clasen) werden Hochleistungwerkstoffe aus Glas und Keramik hergestellt und neue Verfahren zur Verarbeitung (strukturierte Formkörper und Schichten) von Nanopulvern entwickelt. Am Lehrstuhl "Metallische Werkstoffe" (Busch) werden ebenfalls Gläser untersucht, diesmal aber aus Metallen. Aus den Gläsern entstehen durch Wärmebehandlung Nanomaterialien. Ferner wird am Lehrstuhl die Biokompatibilität zwischen Werkstoff und Gewebe (Implantate) untersucht. Die Lehrstühle für Polymerwerkstoffe beschäftigen sich mit der Adhäsion zwischen Polymerwerkstoffen und anderen Substraten (Possart) sowie mit Fertigung von und Konstruktion mit Polymerwerkstoffen (Stommel). Die Rolle der Oberfläche und wie man ihr besondere Eigenschaften und Strukturen verleiht, wird am Lehrstuhl für Funktionswerkstoffe (Mücklich) und am Leibniz-Institut für Neue Materialien INM (Arzt) untersucht.

Eine gezielte Entwicklung ist ohne Modellbildung nicht möglich. Diese wird an den Lehrstühlen für Technische Mechanik (Diebels) und Werkstoffinformatik (Müser) durchgeführt. Ohne eine Überprüfung der Ergebnisse bis hin zu den Eigenschaften der einzelnen Grenzfläche ist eine Weiterentwicklung von Modell und Produkt dem Zufall überlassen. Für die Eigenschaftsüberprüfung und Lebensdauerprognose sind der Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaft (Vehoff) und das Fraunhofer Institut für zerstörungsfreie Prüfung IzfP (Boller) zuständig. Über den Lehrstuhl für Leichtbausysteme (Herrmann) ergibt sich die Verknüpfung mit der Dimensionierung von Hochleistungswerkstoffen und Fertigungstechnologien für gewichts- und kostenoptimierte Strukturen. Damit bietet der Fachbereich in der Zusammenarbeit mit dem INM und dem IzfP in Forschung und Lehre die komplette Entwicklungskette an: von der Idee zum Prototyp in den Großinstituten bis zur Selbstüberprüfung des Werkstoffs im Einsatz.