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Fakultätsübergreifendes Institut für Werkstofftechnik


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INHALTE

Studienabschlussarbeiten

im Institut für Werkstofftechnik

Anzahl der Treffer: 443
Erstellt: Thu, 19 Oct 2017 23:09:10 +0200 in 0.0133 sec


Wirth, Steffen
Eigenschaftsveränderungen von Metall-Inserts im Spritzgussprozess. - 87 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

Das Ziel der vorliegenden Bachelorarbeit ist es, entscheidende Einflussfaktoren beim Insert-Molding aufzuzeigen und diese gezielt zu reduzieren. Dafür wurde exemplarisch die Maßhaltigkeit eines Geometriemerkmals an Hochdruckeinspritzventilen untersucht und ausgewertet. Hierbei wurde die statistische Versuchsplanung (DoE) angewendet, um zunächst mit der Einfaktor-Methode die relevanten Einflussparameter des Prozesses herauszuarbeiten und mit Hilfe von Literaturrecheren zu hinterlegen. Mittels Taguchi-Versuchsplanung werden die Parameter optimiert, um den Spritzgießprozess robuster gegenüber Störeinflüssen zu gestalten. Die gewonnenen Erkenntnisse werden zum Ende der Arbeit validiert. Durch eine gezielte Anpassung im zuvor stattfindenden Richtprozess kann das Geometriemerkmal gezielt berücksichtigt werden. Die Schlussfolgerung der Arbeit bestehen darin, dass der Spritzgießprozess bzw. die Faserorientierung maßgeblich zu den Schwankungen der Maßhaltigkeit beitragen. Durch die in den Untersuchungen gewonnen Erkenntnisse kann der Einfluss des Umspritzens gezielt kompensiert werden und die angestrebte Minimieren der Streuung wird erreicht. Zuletzt werden Vorschläge für Prozessanpassungen der Folgegenerationen der Hochdruckeinspritzventile gegeben.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/864770278wirth.txt
Walther, Florian
Verformungsverhalten von dielektrischen Elastomeraktoren (DEA) aus extrudierten thermoplastischen Elastomeren. - 71 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

In dieser Arbeit wurde das Verformungsverhalten dielektrischer Elastomeraktoren auf Basis thermoplastischer Elastomere näher untersucht. In bisherigen Veröffentlichungen wurden dielektrische Elastomeraktoren hauptsächlich auf Basis klassischer Elastomere, wie zum Beispiel Silikone, hergestellt. In dieser Arbeit soll aufgrund der Vorteile in der Verarbeitung versucht werden Aktoren auf Basis thermoplastischer Elastomere zu fertigen. Aufbauend auf das Funktionsprinzip dielektrischer Elastomeraktoren wurde eine Materialhypothese aufgestellt, mit dessen Hilfe es möglich ist bei gezielter Materialauswahl die Aktorbewegung zu erhöhen. Nach der Auswahl geeigneter Dielektrikumsmaterialien und Elektrodenmaterialien soll das Verformungsverhalten des gefertigten Aktors in dem für diese Arbeit entworfenen Prüfstand untersucht werden. Die hergestellten Aktoren wurden unter Aufbringung einer Vorspannkraft in die Aufnahmen des Prüfstandes eingespannt. Nach Aktivierung der Aktoren mit Hochspannung blieb die erwartete sprunghafte Kraftreduktion der Vorspannkraft durch die Vergrößerung der Aktorfläche aus. Es konnte nur eine Kraftreduktion durch den, aufgrund der aufgebrachten Vorspannkraft, eintretenden Kriecheffekt gemessen werden. Aufbauend auf die Versuchsauswertung wurde eine Fehlerbetrachtung durchgeführt, mit dessen aufgestellten Ansätzen die Materialhypothese in anschließenden Arbeiten untersucht und bestätigt werden kann.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/86182248Xwalth.txt
Linß, Felix
Analytische Untersuchungen verschiedener MOX-Sensoroberflächen. - 117 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

Ziel dieser Arbeit war es die Oberflächenvergrößerung verschiedener Black-Silicon-Strukturen gegenüber planen Silizium zu bestimmen. Black-Silicon hat gegenüber planen Siliziumoberflächen eine wesentlich größere Oberfläche. Zur Herstellung geeignet sind Verfahren nach dem DRIE- und ICP-Prinzip. Black-Silicon-Strukturen zeigen sich als Nadeln mit kegelförmiger Geometrie. In Abhängigkeit des Herstellungsverfahrens ändert sich die Nadelstruktur sowie deren Verteilung und Größe. Die daraus resultierende Oberflächenvergrößerung ist proportional zur Veränderung dieser Werte. Untersucht wurden vier verschiedene Herstellungsprozesse, zwei ICP- und zwei DRIE-Prozesse. Bis zu 450% der Oberfläche eines planen Silizium-Wafers kann die Oberfläche einer Black-Silicon-Struktur betragen. Nach einem Oxidierungsschritt kann diese auf bis zu 500% steigen. Diese Vergrößerung wird durch einen ICP-Prozess mit anschließender Argon-Behandlung erzielt. Nach der Oxidierung liegen DRIE-Prozesse im Optimalfall bei circa 250%. Für den Einsatz von Black-Silicon als Substratmaterial bedeutet eine größere Oberfläche eine Steigerung der Effektivität und Sensitivität. Für die Ermittlung der Oberflächenvergrößerung bietet sich eine Kombination aus REM- und FIB-Aufnahmen an. Aus den REM-Aufnahmen ließen sich die Nadelbedeckung und die Nadeldichte gewinnen. Mithilfe der FIB-Aufnahmen im Querschnitt wurden die geometrischen Abmessungen der kegelförmigen Nadeln bestimmt. Durch die Kombination der REM- und der FIB-Aufnahmen konnte die Oberflächenvergrößerung von Black-Silicon gegenüber planen Silizium bestimmt werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/861630521linss.txt
Heise, Niclas
Adsorption von SiC-Feinstpartikeln aus wässrigen Suspensionen auf galvanisch hergestellten Zinkoberflächen. - 58 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

Im Rahmen der EU-Altautoverordnung vom 1. Juli 2007 wurde der Einsatz von hexavalentem Chrom in allen Fahrzeugteilen verboten. Heute werden diese Systeme daher durch Chrom(III)-haltige Dickschichtpassivierungen ersetzt. Diese sind allerdings aufgrund der geringeren Härte anfällig gegen mechanische Verletzungen. Somit kommt es bei Trommelware, also Bauteile die in einer Trommel unter ständiger Rotation verzinkt werden, bereits während der Herstellung der Korrosionsschutzschicht zu Beschädigungen der Passivierungsschicht und infolgedessen zu vorzeitiger Korrosion. Mithilfe des Einbaus von Hartstoffpartikeln in die Passivierungsschicht soll deren Härte gesteigert und infolgedessen die Korrosionsbeständigkeit erhöht werden. Im Rahmen einer Bachelorarbeit wurde das Adsorptionsverhalten von nanoskaligen SiC Partikeln aus stabilen, wässrigen Suspensionen auf galvanisch hergestellten Zinkoberflächen hinsichtlich verschiedener Parameter untersucht. Mithilfe des Kammpolymers Melpers 0045 und einer Dispergierung in der Rührwerkskugelmühle gelang eine elektrosterische Stabilisierung der SiC-Partikel in wässrigen Suspensionen. Um deren Stabilität zu bewerten, wurden die Partikelgrößenverteilung und das Zetapotential gemessen. Die Adsorption zeigte eine starke Abhängigkeit vom pH-Wert und ist somit gesteuert durch elektrostatische Anziehungs- bzw. Abstoßungskräfte. Die adsorbierten Schichtdicken wurden mittels Röntgenfluoreszenzanalyse ermittelt. Mithilfe einer Hydrophobierung bleibt die Adsorptionsschicht stabil gegen einen anschließenden Spülprozess in destilliertem Wasser. Durch Adsorbieren von Polymerionen kann die Partikelschicht bei einer zweiten Verzinkung verankert werden. Durch eine Konvertierung der zweiten Zinkschicht in eine Cr(III)-haltige Passivierungsschicht gelingt ein Einbau der SiC-Partikel.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/861613120heise.txt
Bauer, Erik
Entwicklung von Auslegungs- und Skalierungsregeln für Plastifizierantriebe von Spritzgießmaschinen. - 117 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

In dieser Arbeit wurden mittels Versuchen auf den Spritzgießmaschinen KM80-380CX und KM750-180 CX V/160 der Firma KraussMaffei die Antriebsanforderungen von Schneckenantrieben für Spritzgießmaschinen ermittelt. Dazu wurden Drehmomentmessungen und Leistungsmessungen auf den Spritzeinheiten durchgeführt und ausgewertet und die Auswirkungen prozessbeeinflussender Größen auf diese untersucht. Ein weiterer Schwerpunkt der Arbeit war die Erstellung von Betriebsszenarien, aus welchen sich die Antriebsanforderungen entnehmen lassen. Die ermittelten Schneckenantriebsmomente dienten dabei als Basis der Betriebsszenarien. Für die Erstellung der Betriebsszenarien wurde davon ausgegangen, dass der Antrieb für eine Spritzgießmaschine, auf der ein Bauteil in Dauerproduktion hergestellt wird, optimiert werden soll. Des Weiteren werden die Antriebsanforderungen durch Anwendung von Skalierungsregeln auf verschiedene Schneckendurchmesser übertragen und Hinweise für die Anwendung der Betriebsszenarien gegeben.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/861263707bauer.txt
Hörmann, Christian
Untersuchungen zur galvanischen Kupferabscheidung aus alkalisch-cyanidfreien Elektrolyten. - 76 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

Die Verfahren der Galvanotechnik unterliegen einem Prozess der kontinuierlichen Optimierung. Ein Ansatz dafür ist, Verfahren so weit wie möglich umweltschonend und unter Berücksichtigung ökologischer Aspekte, wie zum Beispiel giftige cyanidhaltige Kupferelektrolyte zu ersetzen, zu optimieren. Die vorliegende Arbeit verfolgt diesen Ansatz und beschäftigt sich mit Untersuchungen zur galvanischen Kupferabscheidung aus alkalisch-cyanidfreien Elektrolyten. Der Hauptaspekt der Untersuchungen liegt in den Versuchen zur galvanostatischen Kupferabscheidung mit einer Galvanikanlage im Labormaßstab, wobei verschiedene Elektrolytansätze mit Phosphonaten als Komplexbildner gewählt werden. Im Anschluss erfolgt eine visuelle Beurteilung der Schichtqualität und mithilfe der Wägemethode und der Röntgenfluoreszenzanlyse werden die Schichtdicke sowie die Stromausbeute bestimmt. Des Weiteren werden mit einer elektrochemischen Quarzmikrowaage und einer Platin-Platin-Messzelle ebenfalls galvanostatische Untersuchungen zur galvanostatischen Kupferabscheidung und Versuche zur zyklischen Voltammetrie durchgeführt. Mithilfe der potentiometrischen und komplexometrischen Titration erfolgt eine Analyse der Elektrolytbestandteile.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/859746992hoerm.txt
Förner, Johannes
Untersuchung von leitfähig modifizierten Formmassen und deren Eignung für unterschiedliche Anwendungen. - 80 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

In der Kunststoffindustrie werden funktionalisierte Formteile in vielen Anwendungsbereichen eingesetzt. Bei der Funktionalisierung werden Füllstoffe dem Kunststoff während der Aufbereitung zugefügt, um die Eigenschaften des Kunststoffformteils zu verändern. Dabei können elektrisch leitfähige Partikel die Leitfähigkeit von Kunststoffen erhöhen und für die Substitution bestehender Werkstoffe wie Kupfer verwendet werden. Die erreichbare Leitfähigkeit hängt neben dem leitfähigen Füllstoff auch vom verwendeten Füllstoffgehalt und den Verarbeitungsbedingungen ab. Der Mechanismus der Leitfähigkeit wurde physikalisch analysiert und eine Prozessanalyse des Aufbereitungs- und Verarbeitungsprozess durchgeführt. Mittels eines DoE Versuchsplans wurden die Haupteinflussgrößen auf die elektrische Leitfähigkeit und die Verbundfestigkeit zwischen Kunststoff und Folie quantifiziert. Weitere Versuche wurden zur Kontaktierung der leitfähig modifizierten Formmasse mit Eigenteilen durchgeführt. Im Rahmen dieser Arbeit konnten leitfähige Kunststoffe auf Polycarbonatbasis mit 20 % CF hergestellt werden, die einen Widerstand von 30 k[Omega] aufweisen. Mit dieser Leitfähigkeit können Anwendungen realisiert werden, bei denen geringe Ströme anfallen. Ein Demonstrator wurde im Folienhinterspritzverfahren hergestellt und die Funktionsfähigkeit nachgewiesen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/859319199foern.txt
Funk, Florian
Erhöhung der Tieftemperatur-Riss-Unempfindlichkeit des Gelcoatsystems (Reinharzdeckschickt). - 89 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

Faserverstärkte Kunststoffe (FVK) sind Verbundwerkstoffe mit einer Harzmatrix und einer faserförmigen Verstärkung. Umwelteinflüssen ausgesetzte FVK sind in der Regel mit einer unverstärkten Harzschicht, Gelcoat genannt, vor diesen Einflüssen geschützt. Dieser Gelcoat reißt bei Temperaturwechselbeanspruchung. Ziel dieser Arbeit ist es den Gelcoat aus Polyesterharz gegen die Rissbildung unempfindlicher zu machen.


Böttcher, René
Werkstoffwissenschaftliche Untersuchungen an Kompakt- und Schichtmaterialien mit dem GD-OES-Verfahren. - 117 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Die optische Glimmentladungsspektroskopie zählt zu den Oberflächenanalyseverfahren und ermöglicht die Untersuchung von leitfähigen, wie auch isolierenden Materialien. Sie erlaubt es, hochauflösende Tiefenprofile zu erstellen, welche Aufschluss über die Elementverteilung in Randschichtbereichen und in komplizierten Schichtsystemen geben. Trotz seiner schlechten lateralen Auflösung aufgrund größer Anodendurchmesser (2 - 8 mm) besitzt das Verfahren großes Potential beim Einsatz in der Charakterisierung und Entwicklung von Schichtmaterialien, z.B. in der Sensortechnologie. Im Rahmen dieser Masterarbeit wird eine Multielementemessmethode für isolierende Sensorschichten auf Silicium entwickelt. Die Problematik der Kalibrierprobenauswahl und der Methodenkalibrierung wird eingehend vorgestellt und beschrieben. Das Verfahren kommt herkömmlicher Weise bei der Analyse von ebenen Schichten zum Einsatz. Es wurden daher unterschiedliche Schichtmaterialien (TiO2, SnO2, In2O3, WO3) im Dickenbereich von 25 nm - 800 nm untersucht. Dadurch ist eine Beurteilung und Optimierung des Herstellungsprozesses dieser möglich. Das Verfahren liefert Aussagen, welche mit weiteren angewendeten Messverfahren (EDX, RFA, XRD) nicht möglich sind. Die Schichtstöchiometrie kann auch beim Einsatz von SiO2-Sperrschichten ermittelt und damit eine Prozesskontrolle realisiert werden. Weiterhin ist der Prozess der Kristallisation und Annahme der stöchiometrischen Zusammensetzung, beispielsweise bei der thermischen Nachbehandlung von WO3-Schichten bei 460˚C, beobachtbar. Schlussfolgerung dessen ist, dass die Prozessdauer schichtdickenabhängig anzupassen ist, um eine vollständige Umwandlung zu erzielen. Des Weiteren können, bei der Schichtherstellung mit Hilfe von Sputtertargets, Abweichungen von der Stöchiometrie durch Verlust von Sauerstoff während der Deposition auftreten und mit dem GD-OES-Verfahren nachgewiesen werden. Der weitreichende Einfluss von Adsorbaten auf die Analyse ist in den Tiefenprofilen erkennbar. Somit eröffnet sich hier eine neue Möglichkeit, den Anlagerungsprozess von Brandgasen an Sensorschichten zu bewerten und Optimierungen der Schichten vorzunehmen. Erstmalig wurde die Eignung der Tiefenprofilanalyse mittels GD-OES auch für strukturierte Substrate mit Beschichtung nachgewiesen. Es ist eine Bestimmung der Schichtstöchiometrie realisierbar. Der Abtragsprozess durch das Plasma wurde für Black Silicon sowie Schichten auf Black Silicon beschrieben. Der Einfluss der Abtragscharakteristik auf den Verlauf des Tiefenprofils geht daraus hervor. Aus den Untersuchungen ergeben sich neue, interessante Fragestellungen für die Anwendung des Verfahrens im Bereich strukturierter Oberflächen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/857733826boett.txt
Müller, Andre
Charakterisierung von Elektrolytadditiven für Li-Ionen-Batterien. - 70 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Die Masterarbeit beschäftigt sich mit dem Vergleich verschiedener Elektrolyte für Lithium-Ionen-Batterien hinsichtlich ihrer Modifizierung mit Additiven und den daraus resultierenden Verbesserungen der elektrochemischen Eigenschaften. Im Fokus steht dabei der Vergleich der beiden Elektrolytadditive Vinylencarbonat (VC) und Diphenyloctylphosphat (DPOF). Während VC als konventionell eingesetztes Additiv für Li-Ion-Batterien gilt, wird DPOF nur in einigen wissenschaftlichen Veröffentlichungen genannt. Dort werden ihm SEI-Schicht (solid electrolyte interface) verbessernde Eigenschaften und ein positiver Effekt auf die Zyklenrate zugeschrieben. Die verbesserten SEI-Schichteigenschaften hängen dabei mit der Bildung von Li3PO4 zusammen, was die Li-Ionen-Beweglichkeit in der SEI-Schicht verbessert. Weiterhin hat der Elektrolyt mit DPOF eine bessere thermische und elektrochemische Beständigkeit als additivfreier Elektrolyt. Die Untersuchungsverfahren die in dieser Masterarbeit zum Einsatz kommen sind Zyklovoltammetrie (ZV), galvanostatische Zyklierung, Rasterelektronenmikroskopie (REM) und Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS). Es wurden die Potentialgrenzen der Elektrolyte mit verschiedenen Arbeitselektroden untersucht und dabei festgestellt, dass die Potentialgrenzen mit DPOF erweitert werden. Weiterhin wurden die Zyklierbarkeit, die Zyklenstabilität und die Ladung mit verschiedenen C-Raten verglichen. Hier konnte man auch eine positive Wirkung von DPOF feststellen. Durch REM-Aufnahmen von Graphitelektroden vor und nach dem Zyklieren konnten auch morphologische Unterschiede festgemacht werden. XPS-Messungen zeigten ebenfalls Unterschiede in der chemischen Zusammensetzung der Oberflächenschicht (SEI-Schicht) der Graphitelektrode nach dem Zyklieren mit verschiedenen Elektrolyten.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/857620487muell.txt