Vorlesungen im Wintersemester 2025/26

Die Vorlesungen finden in diesem Wintersemester als Präsenzveranstaltungen statt. Die Einladungen zu den Vorlesungs- und Übungsterminen erfolgen nach Selbstregistrierung für die jeweilige Veranstaltung in der Moodle-Plattform.

Die vorlesungsbegleitenden Dokumente (Lehrpläne, Skripte, Handouts, Lernfragen) werden in englischer Sprache auf der moodle-Plattform zur Verfügung gestellt. Der Zugang zu den vorlesungsbegleitenden Unterlagen erfolgt nach Selbstregistrierung für die beiden Vorlesungen auf der moodle-Plattform.  

Keramik Grundlagen (Ceramics Basics)

(Vorlesung und vorlesungsbegleitende Unterlagen in Englischer Sprache)

Das Verständnis keramischer Werkstoffe baut auf einem breiten Grundlagenwissen auf. Dieses beginnt bereits bei der chemischen Bindung und den Strukturen der Festkörper. Der Weg vom Rohstoff zum Endprodukt wird einerseits durch die möglichen Gleichgewichte, andererseits durch die Reaktionsgeschwindigkeiten, also die Kinetik bestimmt. Wichtige Aussagen dazu sind durch die Thermodynamik möglich. Damit ergibt sich zugleich die Anlage dieser Vorlesung. Erst nach Behandlung dieser physikalisch-chemischen Grundlagen und einiger Eigenschaften kann näher auf die Vorgänge bei der Herstellung keramischer Massen und deren Weiterverarbeitung eingegangen werden, um im einzelnen die verschiedenen Typen keramischer Werkstoffe zu vertiefen. 

Schwerpunkte bilden die folgenden Lehrinhalte:

  • Einführung, Strukturen keramischer Werkstoffe, Bindungsarten
  • Kristallformen, Gitterenergie, Systematik der Silikatkeramik und technischen Keramik
  • Oberflächen, Oberflächenspannung, Bestimmung der spezifischen Oberfläche und Korngröße
  • Thermodynamik und Kinetik keramischer Werkstoffe, Kristallisation, Gefüge keramischer Werkstoffe
  • Diffusion, Reaktionen, Sinterkinetik, Flüssigphasensintern, Drucksintern
  • Keramische Systeme: Ein-, Zwei- und Dreistoffsysteme (Komponenten, Phasendiagramme)
  • Aufbereitung, Rohstoffe, Kolloidchemie, Grundlagen der Rheologie, Organische Additive
  • Formgebung, Trocknung, Brennen, Phasenbildungen beim Brennen, Engoben und Glasuren
  • Herstellung und Eigenschaften: poröse und dichte Tonkeramik, Steinzeug und Porzellan (Transparenz, mechanische und thermische Eigenschaften)
  • Feuerfeste Werkstoffe, mechanische, thermische und chemische Eigenschaften
  • Strukturkeramiken, Herstellung und Eigenschaften, Überblick Oxid- und Nichtoxidkeramiken, Eigenschaften und Anwendungen
  • Gefüge-Eigenschaftskorrelationen keramischer Werkstoffe, Keramographie

Mit der Teilnahme an der Vorlesung ist die Selbstregistrierung in der Moodle-Plattform verpflichtend.  Link zu moodle

Glas Grundlagen (Glass Basics)

(Vorlesung und vorlesungsbegleitende Unterlagen in Englischer Sprache)

Das Verständnis der Grundlagen glasartiger Werkstoffe soll dazu befähigen, aus der Zusammensetzung eines Glases auf dessen Struktur und dessen Eigenschaften zu schließen. Aufbauend auf den materialwissenschaftlichen Grundlagen der Vorlesung wird der Glaszustand unter Berücksichtigung festkörperphysikalischer und thermodynamischer Gesetzmäßigkeiten beschrieben. Mit den technologischen Grundlagen der Glaserzeugung wird der Glaszustand als Funktion äußerer Prozessparameter erklärt. Die anwendungsbezogenen Eigenschaften der Gläser werden schließlich aus der Glaszusammensetzung, der Prozessparameter und der Glasstruktur abgeleitet. 

Schwerpunkte bilden die folgenden Lehrinhalte:

  • Geschichte des Glases, Glasbildung, Einteilung der Gläser, Glasstruktur, Modelle, Strukturbestimmung mit verschiedenen Methoden
  • Netzwerk- und Kristallittheorie, Nichtsilikatische Gläser, glasartiger Kohlenstoff und metallische Gläser, Glasbildungsbereiche, Reaktionen beim Einschmelzen, Entmischung
  • Kristallisation, Glaskeramik, Dichte und Viskosität: Einfluss von Glaszusammensetzung, Messverfahren
  • Überblick zur Hohl- und Flachglasherstellung, Fertigungstechnik, Nachbearbeitung, Qualitätsparameter
  • Mechanische Eigenschaften: Festigkeit, Härte, Temperaturwechselbeständigkeit, Elastizität, mech. Spannungen
  • Chemische Beständigkeit, Messverfahren, Charakterisierung der Glasoberfläche, Wechselwirkung Wasser-Glas, Gase im Glas, Reboil-Effekte
  • Thermochem. Eigenschaften: Wärmedehnung, spez. Wärme, Oberflächenspannung, Bedeutung für die Beschichtung von Glas
  • Thermische Leitfähigkeit, elektronische und ionische Leitfähigkeit, dielektrische Eigenschaften
  • Optische Eigenschaften: Reflexion, Absorption, Emission (opt. Konstanten), Brechungsindex, Dispersion, Fluoreszenz, Messverfahren
  • Färbungsmechanismen in Gläsern, spektroskopische Messmethoden
  • Optische Bauelemente, Lichtleitfasern, Wechselwirkung mit Strahlung, nichtlineare Effekte

Mit der Teilnahme an der Vorlesung ist die Selbstregistrierung in der Moodle-Plattform verpflichtend.    Link zu moodle

Sustainable Glass and Ceramics

(Vorlesung und vorlesungsbegleitende Unterlagen in Englischer Sprache)

Die Vorlesung „Sustainable Glass and Ceramics“ bietet einen umfassenden Überblick über die nachhaltige Entwicklung und Anwendung von Glas- und Keramikwerkstoffen. Sie behandelt ökologische und ökonomische Aspekte entlang des gesamten Lebenszyklus – von der Rohstoffgewinnung und -verarbeitung über energieeffiziente Herstellungs- und Verarbeitungsverfahren bis hin zu Strategien für Wiederverwendung und Recycling. Neben den technologischen Grundlagen werden aktuelle Forschungsansätze und innovative Konzepte vermittelt, die zur Reduzierung von Emissionen und Ressourcenverbrauch beitragen.

Besonderer Schwerpunkt liegt auf folgenden Lehrinhalten:
• Einführung, Literatur, Umfang der Vorlesung, Schlüsseltechnologien des 21. Jahrhunderts, Pariser Klimaabkommen, Europäisches Klimagesetz, Kennzahlen zu Treibhausgasemissionen, Konzept der Kreislaufwirtschaft

• Anwendungsbeispiel Glas- und Keramikindustrie, Zahlen und Fakten, Kernprodukte, Roadmaps für die nachhaltige Verarbeitung von Kalk, Glas und Keramik

• Einführung in die Ökobilanz, LCA-Fallstudie Sanitärkeramikindustrie, LCA-Phasendefinitionen, LCA-Ergebnisse

• Grundlagen der Keramikverarbeitung, Klassifizierung von Keramik, Struktur und Eigenschaften von Keramik, allgemeine Merkmale von Keramik

• Siliciumdioxid-Polymorphe und Eigenschaften, Tonminerale und Eigenschaften, Oxidkeramik und Eigenschaften, Nichtoxidkeramik und Eigenschaften

• Grundlagen der Glasverarbeitung, Definition des glasartigen Zustands, Ordnungsbereiche, Klassifizierung von Glasmaterialien

• Keramik- und Glasressourcen und -verbrauch, keramische Rohstoffe, Glasrohstoffe, Rohstoffzugang, kritische Glas- und Keramikrohstoffe

• Material- und Energieeffizienz, Definition von Materialeffizienz, Richtlinien, Strategien und Messprinzipien, Definition von Energieeffizienz, Richtlinien, Messprinzipien, Industrietechnologie Roadmap

• Prinzipien der nachhaltigen Keramikverarbeitung, Prozessablauf und Phasen der Kreislaufwirtschaft, Rohstoffverarbeitung, Formgebung, Glasieren, Engobieren, Trocknen, Sintern, Nachbehandlung

• Fallstudien zur nachhaltigen Verarbeitung von Keramik, Bau- und Gebrauchskeramik, Hochleistungskeramik, Dekarbonisierungstechnologien in der Keramikindustrie, Pfadanalyse

• Prinzipien der nachhaltigen Glasverarbeitung, Prozessablauf und Phasen der Kreislaufwirtschaft, Rohstoffverarbeitung, Schmelzverfahren und Ofendesign, Techniken zur Emissionskontrolle

• Fallstudien zur nachhaltigen Verarbeitung von Glas, Behälterglas, Flachglas, Glasfasern, Haushaltsglas, Spezialglas, Mineralwolle und Glasfrittenherstellung

 

Mit der Teilnahme an der Vorlesung ist die Selbstregistrierung in der Moodle-Plattform verpflichtend.  Link zu moodle