Der Lehrstuhl für Struktur- und Funktionskeramik ist Teil des Departments Werkstoffwissenschaft. Die Forschungsschwerpunkte des Lehrstuhls umfassen die
- Mechanische Prüfung von Keramiken
- Fraktographie-Schadensanalyse keramischer Bauteile
- Bruchstatistik
- Elektrokeramik-Modellierung (elektrokeramischer) Systeme
- Herstellung von Keramiken (neue „bioinspirierte“ Materialien)
- Mikroelektronik
Im Bereich der Werkstoffprüfung werden neue Prüfverfahren (z. B. B3B-Test, Notched Ball Test) entwickelt. Mit dem B3B-Test ist es zum Beispiel möglich die Festigkeit von kleinen Proben (Abmessungen 2 x 2 x 0,1 mm) schnell und einfach zu prüfen.
Fraktographische Untersuchungen dienen dazu um die aus den Festigkeitsversuchen erhaltenen Werte richtig interpretieren zu können. Der Grund dafür ist, dass Keramiken aufgrund von Defekten, die zufällig im Volumen oder auf der Oberfläche verteilt sind, versagen. Mit Hilfe der Fraktographie wird versucht diese Defekte (z. B. Poren, Agglomerate, Einschlüsse, Schleiffehler) zu identifizieren. Fraktographische Untersuchungen sind auch grundlegend für die Schadensanalyse von keramischen Bauteilen.
Da die Defekte zufällig verteilt sind, benötigt man Informationen über deren Verteilung. Deswegen werden die in den Festigkeitsversuchen erhaltenen Ergebnisse statistisch ausgewertet. Für Keramiken wird dabei normalerweise die Weibull-Verteilung verwendet.
Bei der Modellierung werden eigene Softwarelösungen für verschiedenste Probleme erstellt. Zum Beispiel kann man mithilfe einer 3d-Simulation eines Gefüges die ideale Korngröße für bestimmte Anwendungen berechnen.
Ein Beispiel für die Entwicklung von neuen Materialien ist die Entwicklung hochfester Gläser für Handydisplays (z. B. „Gorilla“-Glas). Bioinspirierte Werkstoffe sind oft die Lösung für viele Probleme. So werden in Verbundwerkstoffen Schichten mit Druckspannungen eingebracht. An diesen werden Risse abgelenkt (sie brauchen dann mehr Zeit bis sie auf kritische Größe wachsen) und im Idealfall sogar gestoppt. Als Vorbild dafür dient der Aufbau von Muschelschalen.
Der Entwurf, die Entwicklung und die Herstellung von miniaturisierten elektronischen Schaltungen wird immer wichtiger. Dies geht mit einer kontinuierlichen Verkleinerung dieser Bauelemente einher. So hatten Transistoren anfangs Größen von ca. 10 µm; inzwischen liegt diese Größenordnung im Bereich von ca. 30 nm. Das bedeutet, dass sie ungefähr um einen Faktor 3000 kleiner geworden sind.
Der Lehrstuhl pflegt enge Beziehungen zur Industrie. Inzwischen arbeiten viele Absolventen, die ihre Diplom- oder Doktorarbeiten am Institut fertiggestellt haben bei den verschiedensten Unternehmen in leitender Position.