GATE Section-XE-C Lehrplan für Materialwissenschaften

Lehrplan

Einheit 1: Materialbearbeitung

• Pulversynthese
• Sintering
• Chemische Methoden
• Kristallwachstumstechniken
• Zonenverfeinerung
• Herstellung von Nanopartikeln
• Dünne Filme

Einheit 2: Charakterisierungstechniken

• Röntgenbeugung
• spektroskopische Techniken wie UV-Vis
• IR, Raman
• Optische und Elektronenmikroskopie

Einheit 3: Struktur und Unvollkommenheiten

• Kristallsymmetrie
• Punktgruppen
• Raumgruppen
• Indizes von Flugzeugen
• Packung in Feststoffen schließen
• Verkleben in Materialien
• Konzepte für Koordination und Radiusverhältnis
• Punktfehler
• Dislocations
• Korngrenzen
• Oberflächenenergie
• Gleichgewichtsformen von Kristallen

Einheit 4: Thermodynamik und Kinetik

• Phasenregel, Phasendiagramme
• Feste Lösungen
• Invariante Reaktionen
• Hebelregel
• Grundlegende Wärmebehandlung von Metallen
• Erstarrung und Phasenumwandlung
• Ficks Diffusionsgesetze
• Diffusionsmechanismen
• Temperaturabhängigkeit der Diffusivität

Einheit 5: Materialeigenschaften

• Mechanische Eigenschaften -

  • Spannungs-Dehnungs-Reaktion von Metall

  • Keramik- und Polymermaterialien

  • Streckgrenze

  • Zugfestigkeit und Elastizitätsmodul

  • Toughness

  • Plastische Verformung

  • Müdigkeit, Kriechen und Bruch

• Elektronische Eigenschaften -

  • Theorie der freien Elektronen

  • Fermi Energie

  • Zustandsdichte

  • Elemente der Bandentheorie

  • Semiconductors

  • Hall-Effekt

  • Dielektrisches Verhalten

  • Piezo

  • Ferro

  • Pyroelektrische Materialien

• Magnetische Eigenschaften -

  • Ursprung des Magnetismus in metallischen und keramischen Materialien

  • Paramagnetism

  • Diamagnetism

  • Ferro

  • Ferrimagnetism

• Thermische Eigenschaften -

  • Spezifische Wärme

  • Wärmeleitfähigkeit und Wärmeausdehnung

  • Thermoelectricity

• Optische Eigenschaften -

  • Brechungsindex, Absorption und Transmission elektromagnetischer Strahlung in Festkörpern, elektrooptischen und magnetooptischen Materialien

  • Spontane und stimulierte Emission

  • Gas- und Festkörperlaser

Einheit 6: Materialtypen

• Konzept aus amorphen Einkristallen und polykristallinen Materialien
• Kristallinität und ihre Auswirkung auf die physikalischen Eigenschaften
• Metall, Keramik, Polymere
• Klassifizierung von Polymeren, Polymerisation, Struktur und Eigenschaften
• Zusatzstoffe für Polymerprodukte
• Verarbeitung und Anwendungen
• Einfluss der Umwelt auf Materialien
• Composites

Einheit 7: Umweltzerstörung

• Corrosion
• Oxidation
• Prevention

Einheit 8: Elemente der Quantenmechanik und Mathematik

• Grundlagen der Quantenmechanik
• Quantenmechanische Behandlung von elektrischen
• Optische und thermische Eigenschaften von Materialien
• Analytische Festkörpergeometrie
• Differenzierung und Integration
• Differentialgleichung
• Vektoren und Tensoren
• Matrices
• die Fourierreihe
• Komplexe Analyse
• Wahrscheinlichkeit und Statistik

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