Kohlenstoff und Graphit - Hochleistungswerkstoffe für Schlüsselindustrien

Es wird ein Gesamtüberblick über die wichtigsten industriellen Kohlenstoff- und Graphitwerkstoffe, wie z. B. Naturgraphite, expandierter Graphit, amorpher Kohlenstoff, synthetischer Graphit, Kohlenstofffaser, kohlenstofffaserverstärkter Kohlenstoff, etc. gegeben.  Neben den physikalischen und strukturellen Eigenschaften werden die verschiedenen Rohstoffe und Herstellungs- technologien und die Hauptanwendungsfelder der kohlenstoffbasierenden Hochleistungs- werkstoffe dargestellt. Als Beispiel können hier genannt werden: Kohlenstoffelektroden für die Gewinnung von Silizium, Graphitelektroden für die Stahlerzeugung, Amorpher Kohlenstoff und Graphit für Auskleidung von Hochöfen, Feinkorngraphite und kohlenstofffaserverstärkter Kohlenstoff für die Solar- und Halbleiterindustrie, Nukleargraphit und Graphite für den chemischen Apparatebau Kohlenstoff- und Graphitpulver für die Batterietechnologie, Expandierter Graphit für die Dichtungstechnik, Kohlenstofffaserverstärkte Verbundwerkstoffe für den Leichtbau. Die Vorlesungsreihe wird abgerundet mit einem kurzen Einblick zu den jüngeren Kohlenstoffformen, wie Nanotubes, Fullerene und Graphene.

Nach der Modulveranstaltung haben die Studierenden einen Überblick über die verschiedenen kohlenstoffbasierenden Werkstoffe, die Herstellungstechnologien in der Kohlenstoffwelt, sowie über die Verwendung von Kohlenstoff in Schlüsseltechnologien erhalten und sind in der Lage Werkstoffe gezielt auszuwählen.

Strukturell erlernen die Studierenden, wie man gezielt die anisotropen Eigenschaften der Graphitstruktur in anwendungsgerechte Produkte umsetzt. Die verschiedenen Kohlenstoff- und Graphitwerkstoffe werden mit anderen Materialien, wie Metalle und Keramiken verglichen, so dass eine gewisse Materiallandkarte entsteht.