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INHALTE

Publikationen

Alle Publikationen im Institut für Werkstofftechnik

Alle Publikationen im Institut für Werkstofftechnik

Anzahl der Treffer: 1796
Erstellt: Sat, 06 Jun 2020 23:11:04 +0200 in 0.0354 sec


Oliva Ramírez, Manuel; Wang, Siang-Lin; Rico-Gavira, Víctor; López-Santos, Carmen; Fan, Shih-Kang; González-Elipe, Agustín R.;
Optofluidic liquid sensing on electromicrofluidic devices. - In: Materials Research Express : MRX.. - Bristol : IOP Publ., ISSN 2053-1591, Volume 7 (2020), number 3, 036407, Seite 1-7

https://doi.org/10.1088/2053-1591/ab7fdf
Vakaliuk, Oleksii; Fröhlich, Thomas; Halbedel, Bernd;
Novel Lorentz Force Velocimetry system based on bulk high-temperature superconductors. - Ilmenau, 2020. - 1 Online-Ressource (iii, 174 Seiten).
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2020

Die Lorentzkraftanometrie (LKA) ist eine Technik zur Messung der Geschwindigkeit von elektrisch leitfähigen Flüssigkeiten. Sie ist eine nicht-invasive Messtechnik, die besonders vorteilhaft für heiße, opake und aggressive Elektrolyte ist. Die LKA wurde für Salzwasser als Modellelektrolyt erfolgreich mit Dauermagnetanordnungen (DM) ohne magnetischen Rückschluss, aber mit gezielter Flussführung (Halbach-Array) und hochpräzisen Kraftmesssytemen (KMS) auf Basis der interferometrischen Messung der Auslenkung des Magnetsystems und der elektromagnetischen Kompensation der Auslenkung demonstriert. Um die LKA für schwach leitfähige Elektrolyte zu erweitern, ist eine Magnetfelderzeugung von > 1 T erforderlich. Ein Hochtemperatursupraleiter-Bulk (Bulk-HTS) kann ein Magnetfeld von mehreren Tesla erzeugen und somit die LKA-Leistung deutlich verbessern und die bisher genutzten DM ersetzen. Diese Arbeit zielt deshalb darauf ab, Bulk-HTS's in der LKA unter Berücksichtigung der kritischen Verbindungen zwischen der Funktionalität von Bulk-HTS's und dem KMS einzusetzen und ein LKA-System mit Bulk-HTS's zu entwerfen, herzustellen und zu testen. Die Ergebnisse wurden für die Entwicklung eines neuartigen LKA-System auf Basis eines Bulk-HTS als Magnetfeldquelle und einer Torsionswaage als Kraftmesssystem genutzt. Dieses System - Superconducting High-precision Lorentz Force Measurement System (Super-LOFOS) - wurde dann erfolgreich aufgebaut und getestet. Bei Kühlung mit flüssigem Stickstoff bzw. Helium werden auf der Stirnfläche des Super-LOFOS magnetische Flußdichten von B_T = 100 mT bzw. B_T = 1,2 T erzeugt. Damit erweitert die vorliegende Arbeit die Einsetzbarkeit der LKA für gering elektrisch leitende und langsam strömende Fluide auf ([sigma] &hahog; u) = 1-10) S s^-1, sowie macht hochpräzise Kraftmessungen bis 1 nN unter kryogenen Bedingungen möglich. Darüber hinaus stellt das entwickelte Messsystem Super-LOFOS einen tragbaren Magnetfeldgenerator dar, der für NMR- und MRT-Technologien, Drug Targeting, und magnetische Trennungsverfahren einsetzbar ist.



https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2020000083
Chernyakova, Katsiaryna; Ispas, Adriana; Karpicz, Renata; Ecke, Gernot; Vrublevsky, Igor; Bund, Andreas;
Formation of ordered anodic alumina nanofibers during aluminum anodizing in oxalic acid at high voltage and electrical power. - In: Surface and coatings technology. - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science, ISSN 0257-8972, Bd. 394 (2020), 125813

https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2020.125813
Zyabkin, Dmitry V.; Vetter, Ulrich; Linderhof, Fredericus M. A.; Gunnlaugsson, Haraldur P.; Schaaf, Peter;
eMIL: advanced emission Mössbauer spectrometer for measurements in versatile conditions. - In: Nuclear instruments & methods in physics research : a journal on accelerators, instrumentation and techniques applied to research in nuclear and atomic physics, materials science and related fields in physics.. - Amsterdam : North-Holland Publ. Co., ISSN 0168-9002, Bd. 968 (2020), 163973, S. 1-6

https://doi.org/10.1016/j.nima.2020.163973
Zhong, Jin-Hui; Vogelsang, Jan; Yi, Jue-Min; Wang, Dong; Wittenbecher, Lukas; Mikaelsson, Sara; Korte, Anke; Chimeh, Abbas; Arnold, Cord L.; Schaaf, Peter; Runge, Erich; L' Huillier, Anne; Mikkelsen, Anders; Lienau, Christoph;
Nonlinear plasmon-exciton coupling enhances sum-frequency generation from a hybrid metal/semiconductor nanostructure. - In: Nature Communications. - [London] : Nature Publishing Group UK, ISSN 2041-1723, Bd. 11 (2020), 1464, S. 1-10

https://doi.org/10.1038/s41467-020-15232-w
Hadzich, Antonella; Groß, Gregor Alexander; Leimbach, Martin; Ispas, Adriana; Bund, Andreas; Flores, Santiago;
Effect of polyalcohols on the anticorrosive behaviour of alkyd coatings prepared with drying oils. - In: Progress in organic coatings : an international journal.. - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science, Bd. 145 (2020), 105671

https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2020.105671
Fey, Andreas; Ulrich, Stefan; Jahn, Simon; Schaaf, Peter;
Numerical analysis of temperature distribution during laser deep welding of duplex stainless steel using a two-beam method. - In: Welding in the world : the international journal of materials joining.. - Berlin : Springer, ISSN 1878-6669, Bd. 64 (2020), 5, S. 623-632

https://doi.org/10.1007/s40194-020-00857-8
Ivanov, Svetlozar; Sauerteig, Daniel; Dimitrova, Anna; Krischok, Stefan; Bund, Andreas;
Irreversible dilation of graphite composite anodes influenced by vinylene carbonate. - In: Journal of power sources : the international journal on the science and technology of electrochemical energy systems.. - New York, NY [u.a.] : Elsevier, ISSN 1873-2755, Bd. 457 (2020), S. 228020

https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2020.228020
Schell, Juliana; Dang, Thanh T.; Zyabkin, Dmitry V.; Mansano, Ronaldo Domingues; Gärtner, Daniel; Carbonari, Artur Wilson;
Investigation of the local environment of SnO2 in an applied magnetic field. - In: Physica. - Amsterdam : Elsevier, ISSN 1873-2135, Bd. 586 (2020), 412120, S. 1-6
- Im Titel ist "2" tiefgestellt

https://doi.org/10.1016/j.physb.2020.412120
Ziegler, Mario; Thamm, Sophie; Stolle, H. Lisa K. S.; Dellith, Jan; Hübner, Uwe; Wang, Dong; Schaaf, Peter;
3D structure evolution using metastable atomic layer deposition based on planar silver templates. - In: Applied surface science : a journal devoted to applied physics and chemistry of surfaces and interfaces.. - Amsterdam : Elsevier, Bd. 514 (2020), 145770

https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2020.145770

Bachelorarbeiten im Institut für Werkstofftechnik

Bachelorarbeiten im Institut für Werkstofftechnik

Anzahl der Treffer: 272
Erstellt: Sat, 06 Jun 2020 23:12:17 +0200 in 0.0479 sec


Anton, Johannes;
Evaluierung der optischen Eigenschaften von polymeren Materialien zur Faltmontage. - Ilmenau. - 53 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2020

Im Rahmen dieser Arbeit wurden polymere Materialien hinsichtlich ihrer optischen Eigenschaften untersucht und bewertet. Der Kunststoffe soll als faltbares Gehäuse für miniaturisierte Spektrometer dienen. Dazu müssen die Kunststoffe opak sein, nicht fluoreszieren und diffus reflektieren. Zum Testen der Eigenschaften wurden die Transmissions- und Reflexions-, sowie Fluoreszenzeigenschaften gemessen. Außerdem wurde ein Ramanspektrum der Kunststoffe aufgenommen, um eine Materialanalyse zu erhalten. Als Proben kamen 3D-gedrucke und spritzgegossene Kunststoffe zum Einsatz. Es hat sich gezeigt, dass lichtempfindliche Kunststoffe, welche mittels Stereolithographie oder MultiJet Verfahren hergestellt wurden, ungeeignet sind. Als eine gute Materialklasse haben sich die Polyamide herausgestellt, welche gute optische und mechanische Eigenschaften vereinen.



Danziger, Robert;
Untersuchungen zum Kristallisations- und Deformationsverhalten hoch-SiO2-haltiger Gläser im System SiO2 - Al2O3 - CaO. - Ilmenau. - 83 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2019

- Im Titel sind "2" und "3" tiefgestellt

Ziel der vorliegenden Bachelorarbeit waren die Herstellung und Untersuchung von Aluminium- und Calciumoxid dotierten Glaskeramiken. Dabei sollte eine mögliche Route zur Stabilisierung der Hochcristobalitphase aus im Plasmaschmelzprozess erzeugten und danach definiert kristallisierten Gläsern beschrieben werden. Es wurden verschiedene Verfahren zur Herstellung geeigneter Ausgangsgranulate durchgeführt und diskutiert. Dabei wurde ein geeignetes Sol-Gel-Verfahren für die Produktion von Granulaten mit den für die Stabilisierung notwendigen gleichmäßigen Dotandenverteilungen entwickelt. Die Glaskeramiken wurden hinsichtlich ihrer Kristallisationsparameter, thermischen Dehnung und Phasenanteilen untersucht. Es gelang dabei die Herstellung von Glaskeramiken mit deutlich reduzierter thermischer Dehnung im Phasenübergangsbereich und damit verbesserter Temperaturwechselbeständigkeit. In röntgendiffraktometrischen Untersuchungen wurde eine von Tiefcristobalit verschiedene Phase nachgewiesen. Offen bleibt die Einordnung dieser Phase als Chemisch Stabilisierter Hochcristobalit, Tridymit, oder andere unbekannte Phase.



Horn, Tobias;
Potentialanalyse zur Reduktion strömungsbedingter Schallemissionen von Belüftungssystemen in Fahrgasträumen. - Ilmenau. - 65 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2019

Die Bachelorarbeit befasst sich mit dem Thema der strömungsbedingten Schallemissionen in Belüftungsanlagen von Kraftfahrzeugen. Diese werden von den Insassen als störend wahrgenommen, weshalb die Bestrebung aufkommt, sie zu reduzieren. Hierbei werden der Luftkanal und der Mittenausströmer des BMW 7er G11 als Grundlage für die Untersuchungen herangezogen. Die Bauteile werden nicht im verbauten Zustand in einem Kraftfahrzeug akustisch vermessen, sondern auf einem Prüfstand in einem Akustik-Labor. Die Messungen werden mit einer Schallkamera aufgenommen, die sowohl den Schalldruckpegel ermittelt, als auch den Ort der Schallquelle bestimmt und graphisch anzeigt. Darüber hinaus wird auch der Massestrom der Luft sowie der durch die Veränderungen auftretende statische Druckverlust aufgenommen. Für eine akustische Optimierung wird eine Vielzahl von Maßnahmen entwickelt. Zum einen wird eine Strömungssimulation durchgeführt, die etwaige Turbulenzen in dem Luftkanal und dem Ausströmer offenlegt. Durch verbesserte Strömungseigenschaften kann gleichzeitig auch die Akustik verbessert werden, weil eine verwirbelte Luftströmung ungewünschten Schall erzeugt. Weiterhin wird der Mittenausströmer gründlich untersucht. Dieser emittiert je nach Lamellen- und Schließklappenstellung einen unterschiedlichen Schalldruckpegel. Um diesen zu senken, wird Vliesstoff im Inneren des Gehäuses des Ausströmers und an die Schließklappe angebracht. Eine weitere Maßnahme, die untersucht wird, ist ein aufgerautes Gehäuse des Ausströmers. Im originalen Zustand ist dieses sehr glatt. Durch das Aufrauen wird der Mittelrauwert der Oberfläche erhöht und bei einer Reflektion tritt eine breitere Streuung der Schallwellen auf. Außerdem können durch bestimmte Oberflächenrauheiten die Strömungseigenschaften positiv beeinflusst werden. Über diese Maßnahmen hinaus, die nur die vorhandenen Bauteile betreffen, werden noch zwei Zusatzbaugruppen untersucht, die die Schallemissionen der Innenraumbelüftung reduzieren. Beide Baugruppen werden anfangs ohne den Luftkanal und den Ausströmer auf dem Prüfstand getestet. Dabei ist zuerst ein Kammerschalldämpfer zu nennen. Er besteht aus zwei Querschnittssprüngen. Der erste verdreifacht die Querschnittsfläche der Strömung und der zweite reduziert diese wieder auf den ursprünglichen Wert. Außerdem werden die Auswirkungen verschiedener Abstände zwischen den beiden Sprüngen untersucht. Die unterschiedliche Größe der Expansionskammer wirkt sich auf die Schalldämmung aus. Weiterhin wird die Einlage von schallabsorbierenden Materialien mit dem Ziel der Verhinderung von Mehrfachreflektionen bei den Querschnittssprüngen experimentell validiert. Die zweite Zusatzbaugruppe, die im Rahmen dieser Bachelorarbeit entwickelt wird, erzeugt eine künstliche Umlenkung des Luftstroms. Ein Rohr mit derselben Querschnittsfläche wie ein Ausströmer wird konstruiert. Dieses enthält im Inneren eine helixförmige Führung, die sich über die komplette Länge axial um 180˚ verdreht. Über diese Führung werden verschiedene Vliesstoffe und andere schallabsorbierende Materialien in das Rohr eingebracht. Dadurch wird der vom Lüfter bereitgestellte Luftstrom aufgeteilt. Zusätzlich wird die Innenwand des Rohres ebenfalls ausgekleidet. Das hat den Hintergrund, dass die Moleküle der Luft, die als Ausbreitungsmedium für den Schall dienen, durch die Drehung der Helix vermehrt an die Wand stoßen. Durch die ausgekleideten Wände kann diese Tatsache für einen hohen Absorptionsgrad des Helix-Rohres ausgenutzt werden. Abschließend werden die ursprünglich einzeln untersuchten Maßnahmen zusammengeführt. Dabei wird aus den vorher erlangten Erkenntnissen, welche Maßnahmen am zielführendsten sind, eine Kombination gebildet. Die Zusatzbaugruppen werden zwischen den Luftkanal und den Ausströmer in das System integriert. Dieses wird zum Schluss erneut vermessen, um ein Gesamtergebnis zu erhalten. Es beinhaltet den Schalldruckpegel sowie den Massestrom und den Druckverlust, die sich einstellen.



Bier, Lukas;
Untersuchung der Adsorption von Schichtsilikatpartikeln aus wässrigen Suspensionen auf galvanisch hergestellten Zinkoberflächen. - Ilmenau. - 64 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2019

Diese Arbeit befasst sich mit der chemischen Delamination von Kaolinitpartikeln. Ziel waren vollständig delaminierte Kaolinitpartikel. Dieses Ziel sollte über die Schritte der direkten Interkalation mit Kaliumacetat, der indirekten Interkalation mit HEMA und der Polymerisati-on des in Kaolinit gebundenen HEMAs erreicht werden. Das Ergebnis der Experimente zur direkten Interkalation mit Kaliumacetat ergaben, dass mit steigendem Kaliumacetatgehalt auch der Interkalationsgrad α steigt. Ab einer Konzentration von 30 %-wt. Kaliumacetat wurde über röntgenografische Analysen eine nahezu vollständige Interkalation (α = 98 %) bestimmt. Die Einlagerungsdauer lag bei etwa 24h. Die indirekte Interkalation mit HEMA wurde innerhalb von 6 Tagen ebenfalls erfolgreich durchgeführt und mit röntgenografischen Analysen verifiziert (α = 97 %). Die Polymerisation von HEMA mit dem Initiatorsystem aus Kaliumpersulfat und TEMED wurde außerhalb von Kaolinit erfolgreich durchgeführt. Eine Polymerisation des in Kaolinit interkalierten HEMAs konnte nicht erreicht werden. Es wird vermutet, dass der Grund dafür ein "Auswaschen" der HEMA-Moleküle durch das bei der Polymerisation verwendete Wasser ist. Eine Möglichkeit dieses Problem zu lösen, könnte eine deutliche Verringerung des Wassergehaltes sein, wodurch jedoch das Erreichen der HEMA-Moleküle, durch die von Kaliumpersulfat gebildeten Radikale erschwert wird. Weiter Experimente müssen folgen, um eine funktionierende Zusammensetzung zu bestimmen.



Meyer, Felix;
Optimierung von Montagehilfsmitteln mit Oberflächenkontakt. - Ilmenau. - 68 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2019

Die vorliegende Bachelorarbeit beschäftigt sich mit der Optimierung von Montagehilfsmitteln mit Oberflächenkontakt, welche im Montageprozess der Daimler AG zum Einsatz kommen. Diese, aus Polyoxymethylen (POM) gefertigten Hilfen, verursachen regelmäßig Beschädigungen an den lackierten Oberflächen der Fahrzeuge. Die Folgen daraus sind aufwändige Nacharbeiten, welche mit zusätzlichen Kosten verbunden sind. Zudem ist die spanende Fertigung der Montagehilfen aus POM kostenintensiv. Ausgehende von dieser Problematik wird deshalb im Rahmen der Arbeit ein Alternativmaterial für POM gesucht, welches als Fertigungsmaterial für Montagehilfen herangezogen werden kann. Hierdurch sollen durch Montagehilfen hervorgerufene Oberflächenbeschädigungen an Fahrzeugen vermieden und Kosten bei der Herstellung der Hilfen gesenkt werden.



Experimente zur zeitaufgelösten Photolumineszenz mit einem Streak-Kamera-System. - Ilmenau. - 53 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2019

Um die Effizienz von Solarzellen zu steigern werden Materialien anhand von Materialparametern optimiert. Einer dieser Parameter ist die Lebensdauer von angeregten Ladungsträgern, welche unter anderem mit der zeitaufgelösten Photolumineszenz erfasst wird. Das Ziel der Bachelorarbeit ist es, ein Streak-Kamera-System in Betrieb zu nehmen und erste Messungen von zeitaufgelöster Photoluminesz durchzuführen. Durch Vergleich von Referenzmessungen mit einem anderen Messsystem (Zeitkorreliertes Einzelphotonenzählen) wird ermittelt, ob diese benutzt werden können um den Einfluss von lateraler Diffusion auf den Messprozess abschätzen zu können. Dafür wurden zwei GaAs-Proben, je p- und n-dotiert, mit beiden Systemen vermessen und aus den Ergebnissen die effektive Lebensdauer der Proben ermittelt. Die Ergebnisse zeigen zunächst einen Unterschied der effektiven Lebensdauer zwischen den beiden Messsystemen. Diese Differenz konnte in erster Näherung durch eine Abschätzung des Diffusionseinflusses bei beiden Messsystemen erklärt werden. Zunächst zeigen die Ergebnisse, dass die Messungen von zeitaufgelöster Photolumineszenz mit dem Streak-Kamera-System qualitativ gute Ergebnisse liefern. Außerdem lässt sich der Einfluss von lateraler Diffusion näherungsweise durch Referenzmessungen mit einem weiteren Messsystem abschätzen.



Schöberl, Jan;
Ruhespannungs-Schätzung von Li-Ionen-Zellen. - Ilmenau. - 101 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2019

Um Elektrofahrzeuge gegenüber den auf dem Markt etablierten Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor konkurrenzfähig zu machen, ist eine Verbesserung der Batterieperformance und eine genaue Kenntnis der Batterieparameter notwendig. Die Ruhespannung (OCV) ist dabei eine der wichtigsten Kenngrößen für eine erhöhte Genauigkeit in der Ladezustandsbestimmung unter Berücksichtigung von Alterungseffekten. Bei einer nichtrelaxierten Lithium-Ionen-Zelle wird die Ruhespannung von Überspannungen überlagert und ist somit im Fahrbetrieb nicht direkt messbar. Um auch im nichtrelaxierten Zustand der Zelle eine Aussage über die Ruhespannung machen zu können, wird im Rahmen dieser Arbeit ein Kalman-Filter zur Ruhespannungs-Schätzung in MATLAB als Proof of Concept implementiert. Nach einer ausgiebigen Analyse des Kalman-Filters werden die elektrochemischen Hintergründe von Überspannungen untersucht und anschließend nach ihrer Dynamik klassifiziert. Unter Berücksichtigung des Impedanzspektrums einer Lithium-Ionen-Zelle werden Modelle für die Batteriedynamik in Form eines elektrischen Ersatzschaltbilds gebildet und in die Zustandsraumdarstellung überführt. Es werden zwei dieser Modelle im Kalman-Filter angewendet und untersucht. Im ersten Modell wird die Dynamik der ohmschen Überspannung, sowie der dynamische Überspannungen durch Polarisation abgebildet. Im zweiten Modell werden zusätzlich dynamische Überspannungen in Folge von Diffusionsprozessen in Form einer approximierten Warburg-Impedanz betrachtet. Anschließend folgt die Validierung des Kalman-Filters beider Modelle anhand von Simulationen, die auf Messdaten von verschiedenen Fahrprofilen, Temperaturen und Relaxationsphasen der Zelle basieren. Des Weiteren wird eine Methode zur Bestimmung der Kapazität einer Lithium-Ionen-Zelle über die Ruhespannung analysiert. Ziel aller Simulationen ist es eine Einschätzung der zu erwartenden Fehler bei der Ruhespannungs-Schätzung vorzunehmen und das Verfahren hinsichtlich seiner Einsatzgebiete im Batteriemanagementsystem eines Elektrofahrzeugs zu evaluieren.



Altendorf, Luisa-Marie;
Festigkeitssteigerung von Glaskapillaren für den Einsatz im tubulären Kontinuumsroboter. - Ilmenau. - 98 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2019

Das Ziel dieser Arbeit ist die Weiterentwicklung eines Operationsinstrumentes, mit dem es möglich wird, Gehirngewebe mit gebogenen Kapillaren auf gekrümmten Trajektorien zu durchqueren. Die vorliegende Arbeit untersucht den Einsatz von Glas als Kapillarenwerkstoff und beschäftigt sich mit dem Biegeverhalten chemisch vorgespannter Kapillaren bestehend aus Borosilicatglas 3.3 und Thermometerglas I860. Mit Hilfe des Draw-Down-Prozesses wurden aus Preformen mit 3 mm Außen- und 1,6 mm Innendurchmesser, Kapillaren mit Außendurchmessern von 2 mm und Innendurchmessern von 1,6 mm erzeugt und im Anschluss chemisch vorgespannt. Für den Prozess des chemischen Vorspannens wurde ein geeigneter Versuchsaufbau entwickelt, mit dem die Proben in einer Kaliumnitratsalzschmelze für jeweils zwei, acht und 20 Stunden behandelt wurden. Es wurde ein geeigneter Vierpunkt-Biegeversuch konstruiert, mit dem die Durchbiegung der Kapillare und die dafür aufgewendete Kraft bestimmt wurde. Daraus wurden die mechanischen Kennwerte der Proben wie die maximale Biegespannung [sigma]_b, der Elastizitätsmodul E, die Biegedehnung [epsilon]_b und der Biegeradius Rb der Kapillaren vor und nach dem chemischen Vorspannen berechnet und vergleichen. Durch EDX-Analysen wurde die Einlagerung der Kaliumionen bestätigt und die Eindringtiefe der Kaliumionen auf 12 [my]m bestimmt. Außerdem wurde der Verlauf der Mikrohärte der Proben vor und nach dem chemischen Vorspannen untersucht. Schlüsselworte: Ionenaustausch, Chemisches Vorspannen, Vierpunktbiegeversuch, mechanische Eigenschaften



Burkard, Jens;
Entwicklung und Herstellung eines Messaufbaus zur Bestimmung der Reaktionsgeschwindigkeit von Reaktivfolien. - Ilmenau. - 58 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2019

Das Ziel der vorliegenden Bachelorarbeit ist es, die Geschwindigkeit der Reaktionsfront von Reaktivfoilen zu bestimmen. Hierzu wurde ein Messplatz konstruiert. Es wird ein Überblick über Reaktive Mehrschichtsysteme gegeben. Besonders wird hierzu auf die Bedeutung der Reaktionsgeschwindigkeit und auf Einussfaktoren eingegangen. Außerdem wird die Wahl des Messplatzes und dessen Funktion erläutert. Der Messplatz wird anhand von Ni/Al-Proben bewertet, eine korrekte Bestimmung ist möglich. Anhand der gemessenen Geschwindigkeit wird mit dem Modell von Armstrong eine Reaktionstemperatur bestimmt.



Schäfer, Mario;
Gewichtsoptimierte Krafteinleitungselemente für Faserverbund-Rotorscheiben in Axialflussmaschinen. - Ilmenau. - 63 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2019

Der Einsatz von Faserverbund-Werkstoffen in Rotorscheiben stellt einen Ansatz zur Reduzierung bewegter Massen in Axialflussmaschinen dar. In dieser Arbeit werden Konzepte zur gewichtsoptimierten Krafteinleitung aus der Faserverbund-Rotorscheibe in die Motorwelle aus Metall als Hybridverbund erarbeitet. Dabei werden ausgehend von der Untersuchung der Haftungsmechanismen über Scherversuche die Eigenschaften der stoffschlüssigen Verbindung beider Komponenten akquiriert, die in den Vergleich mit kraft- und formschlüssigen Konzepten mit einfließen. Es wird eine Berechnungsmethode entwickelt, mit der sich Hybridbaugruppen in ANSYS Workbench modellieren und hinsichtlich des Verbundversagens untersuchen lassen. Es werden Gestaltungsrichtlinien formuliert und Festlegungen für den Lagenaufbau getroffen.




Master-/Diplomarbeiten im Institut für Werkstofftechnik

Master-/Diplomarbeiten im Institut für Werkstofftechnik

Anzahl der Treffer: 434
Erstellt: Sat, 06 Jun 2020 23:12:21 +0200 in 0.0539 sec


Gong, Qing;
Development of halogen salts as low-temperature electrolytes in Na-based liquid metal batteries for low-cost large-scale electricity storage. - Ilmenau. - 65 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2020

Bei der Dekarbonisierung der Energiesystems der Zukunft spielen Speichersysteme eine zentrale Rolle. Sie erlauben die effiziente Zwischenspeicherung dezentraler, erneuerbarer Stromerzeuger und erlauben eine bedarfsgerechte Stromzeugung am Markt. Derzeitige Batteriesysteme sind jedoch zu teuer um realistische Alternativen im GWh-Bereich darzustellen. Die Entwicklung von Flüssigmetallbatterien ist eine der bedeutendsten Technologieentwicklungen der letzten Jahre, die hohe Speicherkapazität bei geringen Kosten und hoher Langlebigkeit voraussagt. Die Entwicklung eines geeigneten Flüssigsalz-basierten Elektrolyten, der niedrige Betriebstemperaturen erlaubt bei gleichzeitig hoher Lebensdauer und minimierten Selbstentladungseffekten, spielt hier eine wesentliche Rolle. Ein hoher Schmelzpunkt der Elektrolyten führt zu hohen Anforderungen an Korrosionsbeständigkeit während eine hohe Natriumlöslichkeit die Selbstentladung und damit die Energieeffizienz der Batterie beeinflusst. In dieser Arbeit wurden geschmolzene Li-K-Na//X Salze (X = Cl und I) untersucht, um Elektrolyte mit niedrigem Schmelzpunkt und niedriger Natriumlöslichkeit für Na-LMBs zu finden. Zunächst werden Simulationen mit FactSage durchgeführt, um die eutektische Mischung der Halogensalze zu ermitteln. Die Schmelzvorgänge wurden mittels Dynamischer Differenzkalorimetrie (DSC) ermittelt und mit einer Schmelzpunktapparatur (OptiMelt) verifiziert. Mittels Simulationen und Experimenten wurden ternäre Li-K-Na//X-Systeme in ein pseudobinäres System überführt, um den Einfluss des Natriumgehalts auf das Schmelzverhalten der Mischung zu ermitteln. Es wurde festgestellt, dass das kleine Menge Auflösen der NaX-Phase den Schmelzpunkt des eutektischen binären Systems LiX-KX leicht beeinflusst, so dass dieses ternäre System als pseudobinäres System bezeichnet wird. Das pseudobinäre LiCl-KCl-NaCl-System mit einem molaren Verhältnis von 53,9: 37,1: 9 und einem Schmelzpunkt 352 ˚C konnte als eutektische Mischung identifiziert werden. Analog dazu kann das quasi binäre iodid-basierte LiI-KI.-NaI (59,2: 33,8: 7 mol%) als eutektisch schmelzend charakterisiert werden. Für beide Systeme werden die Vor-und Nachteile der jeweiligen Salzklassen diskutiert und die Ergebnisse im Hinblick auf die Anwendung bewertet. Die Identifizierung dieser eutektischen Salzmischung stellt einen wesentlichen Schritt in der Entwicklung realer Batteriesysteme dar und trägt somit zur Implementierung skalierbarer und langzeitbeständiger Batteriesysteme bei.



Sottor, Robert;
Elektrochemische Abscheidung von FeCr im Hinblick auf die Entwicklung von Elektrolyten für Mehrkomponenten Legierungen. - Ilmenau. - 69 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2020

Die galvanische Abscheidung von Edelstahllegierungen wird in zahlreichen Publikationen erwähnt, allerdings gibt es noch keinen Elektrolyten, der die Marktreife erlangt hat. Derartige Abscheidungen sind als Korrosionsschutz interessant und könnten auch potenziell für die Galvanoformung eingesetzt werden. In dieser Arbeit wurde ein Eisen-Chrom-Legierungselektrolyt entwickelt, der zuverlässig eine Legierung mit etwa 40% Chrom abscheidet. Es wurden verschiedene Prozessparameter, wie Stromdichte, pH-Wert und Temperatur untersucht. Das Augenmerk liegt dabei auf Legierungszusammensetzung, Stromausbeute und Gleichmäßigkeit der Schicht über die gesamte Oberfläche. Für die Anode wurde der mögliche Einsatz von Edelstahlanoden untersucht. Die abgeschiedenen Schichten wurden mit Rasterelektronenmikroskopie, mit Röntgenfluoreszenzanalyse und der Röntgendiffraktometrie untersucht. Das Korrosionsverhalten der Schichten wurde mit konventionellen Stahlproben verglichen.



Omar, Nurul Amanina Binti;
Optimierung von chemisch Nickel-Bor Dispersionsschichten. - Ilmenau. - 56 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2020

Materialien mit sehr hohe Oberflächenhärte sind für Industriemesser und Großwerkzeuge für die Umformtechnik wie für die Spritzgusswerkzeuge in der Kunststoffverarbeitung sehr gefragt. Stand der Technik zur Steigerung der Härte der Oberflächen sind das Nitrieren, das Borieren, das Hartverchromen, die galvanische und chemische Abscheidung von Ni-P-Schichten sowie Dispersionsschichten Ni-Diamant, Ni-SiC, Ni-BN mit anschließende thermische Behandlung. Das Nitrieren ist ein Verfahren, bei dem Nitride auf der Stahloberfläche durch den Diffusionsvorgang gebildet werden, wenn das Stahlwerkstück bei 500 - 550 ˚C für 1 bis 100 h in einer Ammoniak-Atmosphäre bei leichtem Überdruck wärmebehandelt wird. Ein Härtewert von 1200 HV ist durch Nitrieren erreichbar. Das Borieren, erfolgt durch eine Wärmebehandlung bei 750 - 950 ˚C für 4 - 6 h. Dabei wird zunächst Borpulver oder -paste auf das Werkstück aufgetragen. Durch den Diffusionsvorgang können Boride bis in einer Tiefe von 250 [my]m gebildet werden. Genel et. al. haben ein Härtewert von ca. 1500 HV erreicht. Campos Silva et al. hat eine Nickelbasislegierung bei 950 ˚C für 6 h boriert und hat dabei ein Härtewert von 2200 HV erzielt. Beide Verfahren sind aber energie- und zeitintensiv. Hartchromschichten besitzt ein Härtewert von 600 bis 1200 HV und dienen zum Korrosions- und Verschleißschutz. Eine dicke Schichtdicke von 20 bis 500 [my]m lässt sich gut durch dieses Verfahren abgeschieden werden. Dennoch stehen die Cr(VI)-Ionen im Elektrolyt als problematisch, das sie krebserregend sind. Die Anwendung von Chromtrioxid in der EU laut REACH ohne Zulassungsgenehmigung ist seit 2017 verboten. Galvanisch Nickel bietet eine höhere Abscheiderate und eine höhere Badlebensdauer im Vergleich zur chemisch Nickel. Allerdings sind die Schichtdickenverteilung der galvanisch Nickel stark von den Feldlinien abhängig und die Härtewerte der galvanisch abgeschiedene Nickel, auch mit eine anschließende thermische Behandlung kleiner als die Härtewerte von chemisch Nickel. Daher steht chemisch Nickel in dieser Arbeit im Mittelfeld. Das Borpartikel, aufgrund seine höhere Härte und inerte chemische Eigenschaften beim Raumtemperatur sowie seine Fähigkeit um Borid nach thermische Behandlung zu bilden, wurde als Dispersoid ausgewählt. Zielsetzung dieser Arbeit ist es, die Qualität der Schichten durch Einlagerung von Bor-Partikeln in außenstromlos abgeschiedenen Nickelschichten zu steigern. Dabei soll untersucht werden, wie die Wärmebehandlung die Härte der Dispersionsschichten beeinflusst. Der Einbau der Partikel in den Ni-P Schichten soll homogen und steuerbar sein. Das Arbeitsfenster und die Parametereinflüsse auf die Abscheidung der Ni-P-B-Schicht zur Einstellung der Oberflächenhärte sind Teil dieser Untersuchung. Darunter sind die Parameter, die die Abscheiderate, die Vermeidung der Wildabscheidung und der Partikeleinbau beeinflussen können, gemeint. Auch Untersuchungen der kommerziellen Borpartikeln in Bezug auf ihrer Tendenz zur Agglomeration im Elektrolyt wurden durchgeführt. Die nötigen Messgeräte und Messtechniken für die Untersuchungen sind das Zetasizer, Metallographie, optische Mikroskopie, EDX-REM, XRD und Härtemessungen nach Vickers. Die Arbeit hat gezeigt, dass eine Abscheidung von Ni-P Schichten mit homogenen und steuerbaren eingebauten Borpartikeln durch chemisches Verfahren möglich ist. Keine Wildabscheidung ist aufgetreten, wenn die Hydrodynamik des Elektrolyten gut kontrolliert wurde. Die Härte der Ni-P-B Schichten ist nach der Wärmebehandlung gestiegen.



Wetterauer, Andre;
Materialwissenschaftliche Beurteilung von Werkstoffkombinationen für die Photokatalyse. - Ilmenau. - xvii, 104 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Diplomarbeit 2019

In der Umwelttechnik gibt es einen großen Bedarf an Verfahren für den Abbau von Gefahr- und Problemstoffen. Ziel der Arbeit ist es, ein reproduzierbares und gut skalierbares Verfahren zur Abscheidung von photokatalytisch wirksamen Substanzen auf verschiedenen Trägermaterialien zu entwickeln. Dazu wurde eine geeignete Apparatur konstruiert und gefertigt. Die verwendeten Ausgangsstoffe sind kommerziell erhältliche Faserträgermaterialien und photokatalytisches Pulver. Die Proben werden materialwissenschaftlich begutachtet. Die Eignung der so hergestellten Proben, als Photokatalysator in einem kommerziell erhältlichen Luftreinigungsgerät wird untersucht und diskutiert. Die erzielten Abbauraten für einen beispielhaften Luftschadstoff sind vergleichbar mit kommerziellen Systemen.



Furiak, Daniel;
Weiterentwicklung und elektrochemische Charakterisierung einer Vanadium-Redox-Fluss-Batterie. - Ilmenau. - 84 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2019

Basierend auf einer bestehenden Vanadium-Redox-Fluss-Batterie (VRFB) wird ein neues VRFB-System entwickelt und optimiert. Für eine gleichmäßige Elektrolytverteilung in den porösen Graphit-Elektroden werden Strömungsfelder aus einem Graphit Kompositmaterial eingesetzt. Die geometrische Auslegung und Optimierung der Strömungsfelder wird in Kombination mit einer Strömungssimulation durchgeführt. Zur Verringerung der ohmschen Verluste werden in der Reaktionszelle Stromkollektoren aus Kupfer eingesetzt. Zudem werden die Elektroden durch konzentrierte Schwefelsäure sowie durch eine thermische Behandlung bei 400 ˚C oxidiert. Dadurch steigt die Anzahl der funktionellen Gruppen an der Elektrodenoberfläche an, wodurch Überspannungen reduziert und die Redoxreaktionen elektrochemisch katalysiert werden. Mittels der Cyclovoltammetrie kann nachgewiesen werden, dass durch die Elektrodenmodifikation das Redox-Paar V2+/V3+ deutlich stärker elektrochemisch katalysiert wird als das Redox-Paar V5+/V4+. Zudem zeigt sich anhand der elektrochemischen Impedanzspektroskopie, dass durch die Modifikation der Durchtrittswiderstand beim Redox-Paar V5+/V4+ um ca. 85 % und beim Redox-Paar V2+/V3+ um ca. 94 % gesenkt werden kann. Gleichzeitig steigt durch die Erhöhung der funktionellen Gruppen die Doppelschichtkapazität um den Faktor zwei an. Bei den Strom-Spannungskennlinien zeigt sich bereits durch den Einsatz der Strömungsfelder eine Verringerung der Durchtrittsüberspannung und eine Erhöhung der elektrochemischen Kinetik. Die größte Steigerung wird durch die Oxidation der Elektroden erzielt, was zu einer Erhöhung der Betriebsstromdichte um den Faktor 35 führt. Damit zusammenhängend kann die maximale Leistungsabgabe von 206 mW auf über 477 mW angehoben werden. Das neue System kann ca. 25 % mehr Ladungsmenge speichern. Die Spannungseffizienz steigt von ca. 53 % auf 83 % an. Insgesamt erhöht sich die Energieeffizienz des VRFB-Systems von ca. 50 % auf ca. 80 %, für eine Stromdichte von ± 3 mA cm^(-2).



Zeitner, Maximilian;
Bewitterung von Flachglas mit Sanden als extrinsische Initiatoren der Alterung. - Ilmenau. - 96 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2019

Die vorliegende Arbeit wurde aufbauend auf die Erkenntnisse aus der Dissertation von Stephanie Reiß erstellt. Eines ihrer Themen war das Alterungsverhalten von Flachglas unter Einfluss eines natürlichen Sahara-Sandes. Ziel der vorliegenden Masterarbeit ist es, den Einfluss einzelner Sandbestandteile auf die Alterung der Glasoberfläche mit Hilfe von Klimaschrankversuchen bei 80 ˚C und 80 % r.h. zu evaluieren. Außerdem soll die Wechselwirkung zwischen Sandpartikeln und der Glasoberfläche untersucht werden. Die Bewitterungsversuche erfolgten mit einem kommerziellen Kalk-Natron-Floatglas. Als Sandvertreter wurden ein hochreiner natürlicher Quarzsand (SiO2> 99,9 Gew%), ein mit 1,1 Gew% Al2O3 verunreinigter natürlicher Quarzsand und ein Kalifeldspat-Sand mit 17,9 Gew% Al2O3 ausgewählt. Außerdem wurden drei Sahara-Sande aus verschiedenen Regionen Algeriens verwendet. Anhand einer Betrachtung der Ausscheidungen im Lichtmikroskop und ausgewählter Proben im Rasterelektronenmikroskop wurden die Erscheinungsbilder auf der Glasoberfläche charakterisiert und mit bisherigen Erkenntnissen verglichen. Außerdem wurden mittels Röntgenbeugung die kristallinen / mineralogischen Phasen auf der Glasoberfläche sowie die qualitative chemische Zusammensetzung der Sandvertreter untersucht. Zuletzt wurden die 7 Tage lang im Klimaschrank bewitterten Luftseiten mittels Röntgenphotoelektronenspektroskopie untersucht. Durch Argon-Sputtern wurden Tiefenprofile erstellt, um die Ionenaustauschprozesse in den obersten Glasschichten (bis ca. 60 nm) zu charakterisieren und die Auslaugung der Netzwerkwandlerionen (insbesondere Na+) und dem Zwischenoxidion Mg2+ zu beschreiben. Zusätzlich wurden anhand der XPS-Spektren der obersten Schicht die Na1s- und O1s-Zustände ausgewertet, um den Anteil an brückenbindendem und nicht-brückenbindendem Sauerstoff zu bestimmen und Aussagen über eventuelle Na-haltige Reaktionsprodukte (mit dem Sand oder Bestandteilen der Luft) zu treffen. Es entstanden in dieser Arbeit erste Ansätze zur Beschreibung des Einflusses bestimmter, definierter Mineralphasen natürlicher Sande auf die Diffusion von Netzwerkwandlerionen und Kristallisationsprozesse auf der Glasoberfläche. Es wurde nachgewiesen, dass schon ein geringer Gehalt an Al2O3 im Sand die Auslaugung von Na-Ionen in den obersten Glasschichten beschleunigt. Somit wurde bestätigt, dass Aluminiumverbindungen auf der Glasoberfläche eine andere Wirkung haben, als im Glas. Bei der Bewitterung ohne Sandeinfluss ist eine Na-Anreicherung an der Oberfläche festzustellen und es können sich Phasen durch Reaktion mit den Bestandteilen der Luft bilden, wie beispielsweise Carbonate. SiO2-reicher Quarzsand wie der IOTA-Sand führt zu einer um 30 % verringerten Anreicherung im Vergleich zur natürlich bewitterten Probe ohne Sandeinfluss.



Analyse der Whiskerbildung bei Einpresskontakten. - Ilmenau. - 144 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2019

In der Automobilindustrie werden Lötverbindungen zunehmend von Einpresskontakten abgelöst. Hierbei wird ein Pin mittels Übermaßpassung in eine metallisierte Bohrung eingepresst. Ein Nachteil dieser Verbindungstechnik ist die Whiskerbildung. Bei dem Werkstoffphänomen wachsen Kristalle unkontrolliert aus metallischen Oberflächen heraus. Stellt ein Whisker einen elektrischen Kontakt mit einem benachbarten Bauelement her, kommt es zu einem Kurzschluss. Um das Whiskerwachstum zu analysieren und zu bewerten wurde ein Versuchsaufbau und -ablauf entwickelt. Im ersten Schritt wurde mit dem Versuchsaufbau das Kristallwachstum an üblichen Serienteilen untersucht. Abhängig von der Orientierung können die gefundenen Whisker theoretisch einen Kurzschluss verursachen. Daher werden anschließend mögliche Abstellmaßnahmen wie Pingeometrie, Beschichtungsmaterial und Bohrungsdurchmesser untersucht. Es konnte nachgewiesen werden, dass das Whiskerwachstum durch einen Wechsel des Beschichtungselementes signifikant reduziert werden kann.



Herstellung von Elastomer-Stempeln für die Mikrotransferdruck-Technologie und Untersuchung derer Eigenschaften hinsichtlich der Prozessfähigkeit. - Ilmenau. - 80 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2019

Mit dem Verfahren Mikrotransferdruck können Werkstoffe oder funktionelle Elemente mittels Elastomer-Stempel transferiert werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurden Master-Wafer, die als Stempelnegativ dienten, durch unterschiedliche Ätz-Prozesse strukturiert und zur Herstellung von Elastomer-Stempeln genutzt. Zur Strukturierung der Master-Wafer wurden DRIE und KOH-Ätzungen durchgeführt. Die Herstellungsprozesse bzw. Ätz-Ergebnisse wurden analysiert und interpretiert. Bei einem Lieferant wurde der Silikon-Gussprozess eingerichtet und durchgeführt. Die hergestellten Stempel wurden anschließend hinsichtlich verschiedener Eigenschaften wie Oberflächenrauheit, Adhäsionsfestigkeit, Geometrie/Form und Langzeitstabilität vergleichend untersucht. Die Prozessfähigkeit der Stempel und die Nutzbarkeit hinsichtlich der Transferdruck-Technologie wurden abschließend geprüft und beurteilt.



Böning, Max;
Konstruktionsmethodik zur Überführung von Blechbauteilen zu Organoblechbauteilen. - Ilmenau. - 148 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2019

Die steigende Bedeutung des Leichtbaus in der Automobilindustrie bedingt, dass Bauteile aus konventionellen, metallischen Konstruktionswerkstoffen vermehrt durch leichtere Bauteile aus Faserkunststoffverbunden, wie beispielsweise Organoblechen, ersetzt werden. Bei Organoblechen handelt es sich um flächige, endlosfaserverstärkte Halbzeuge mit thermoplastischer Matrix, die sich im Thermoformverfahren zu dreidimensionalen, schalenförmigen Bauteilen umformen lassen. Die anisotropen mechanischen Eigenschaften und das komplexe Umformverhalten des Verbundes verlangen nach einem speziell auf sie abgestimmten Vorgehen bei der Auslegung und Dimensionierung der Bauteile. Aus diesem Grund wird in der vorliegenden Masterarbeit eine Konstruktionsmethodik entwickelt, mit deren Hilfe bestehende Blechbauteile in Organoblech-Bauteile überführt werden können. Die neuen Bauteile sollen auf den bisher verwendeten Umformpressen hergestellt werden können. In einer Literaturrecherche werden zunächst die Umformmechanismen endlosfaserverstärkter Kunststoffe behandelt und bestehende Konstruktions- und Gestaltungsmethoden technischer Produkte analysiert. Der Prozessablauf des Thermoformens und der Aufbau der verwendeten Umformwerkzeuge werden präsentiert. Zum Vergleich werden Grundlagen des Tiefziehens metallischer Bleche vorgestellt. Anhand von Umformversuchen ausgewählter Geometrien erfolgt die Beschreibung des Drapierungsverhaltens eines mehrlagigen, gewebeverstärkten Organoblechs. Die in den Versuchen gewonnenen Erkenntnisse fließen in die entwickelte Methodik ein. Zusätzlich werden Versuche zur Funktionalisierung der Bauteile unternommen, bei denen das im Organoblech vorhandene Matrixmaterial zur Formung von Rippen und Schraubdomen genutzt wird. Abschließend wird die erstellte Methodik zur Gestaltung eines Probekörpers komplexer Geometrie verwendet und das für seine Herstellung benötigte Thermoformwerkzeug wird entwickelt.



Utz, Michael;
Simulation des Deformationsverhaltens hybrider Crashabsorber bestehend aus Aluminiumschäumen und faserverstärkten Thermoplasten. - Ilmenau. - 67 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2019

Für den Einsatz als hybrides Crashelement wurde eine Materialpaarung von Aluminiumschaum, der im Spritzgussverfahren mit einem glasfaserverstärkten Thermoplast ummantelt wird, untersucht. Durch das hohe Energieabsorptionsvermögen des Aluminiumschaums und die guten mechanischen Eigenschaften des Kunststoffverbunds sollte ein Crashelement entwickelt werden, das bis zum Versagen hohe Belastungen schadensfrei ertragen kann und in einem Crashfall die kinetische Energie aufnehmen kann. In der Arbeit wurden die verwendeten Materialien hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften untersucht. Da insbesondere die Eigenschaften des faserverstärkten Kunststoffs zahlreiche Abhängigkeiten unter anderem von der Faserorientierung, der Verformungsgeschwindigkeit und der Faserlänge aufweisen, wurde versucht diese Abhängigkeiten aufzuzeigen. Dabei wurden die Messungen an spritzgegossenen Probekörpern durch Simulationen mit Digimat-FE unterstützt. In den Simulationen war es möglich die geometrischen Parameter der Fasern gezielt einzustellen, wie es bei spritzgegossenen Proben nur unzureichend ist. Die Materialeigenschaften wurden für diese Simulationen für die Kunststoffmatrix und die Fasern getrennt voneinander zugeordnet, so dass die Ergebnisse der Simulation die kombinierten Materialeigenschaften des Verbunds wiedergeben. Zuletzt wurde ein Simulationsmodell erstellt, in dem die zuvor betrachteten Abhängigkeiten für eine Crashsimulation berücksichtigt werden können. Dafür wurden die drei Softwarekomponenten Ansys LS-Dyna, Moldex, und Digimat verknüpft, um den Lastfall vollständig abzubilden. Mit Ansys LS-Dyna wird das mechanische Modell der Simulation erstellt, indem die Vernetzung durchgeführt wird und die Materialeigenschaften des Aluminiumschaums eingefügt werden. In Moldex wird eine Fließsimulation des Spritzgießvorganges durchgeführt, mit dem Ziel die lokalen Faserorientierungen im Bauteil zu bestimmen, um diese in der Simulation berücksichtigen zu können. In Digimat werden die Materialeigenschaften des verwendeten Verbunds hinterlegt und entsprechend der lokalen Faserorientierung auf das mechanische Modell übertragen. Die Auswertung der Simulationen erfolgt über die Analyse der resultierenden Spannungen und des Energieabsorptionsvermögen des Crashelements.




Kongressbeitrag, Tagungsbeitrag - Abtract

Kongressbeitrag, Tagungsbeitrag - Abtract im Institut für Werkstofftechnik

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Erstellt: Sat, 06 Jun 2020 23:12:00 +0200 in 0.0428 sec


Ortlepp, Ingo; Kühnel, Michael; Hofmann, Martin; Weidenfeller, Laura; Kirchner, Johannes; Supreeti, Shraddha; Mastylo, Rostyslav; Holz, Mathias; Michels, Thomas; Füßl, Roland; Rangelow, Ivo W.; Fröhlich, Thomas; Dontsov, Denis; Schäffel, Christoph; Manske, Eberhard;
Tip- and laser-based nanofabrication up to 100 mm with sub-nanometre precision. - In: Novel Patterning Technologies for Semiconductors, MEMS/NEMS and MOEMS 2020 : 24-27 February 2020, San Jose, California, Unites States.. - Bellingham, Washington, USA : SPIE, (2020), S. 113240A-1-113240A-17

Although the field of optical lithography is highly investigated and numerous improvements are made, structure sizes smaller than 20 nm can only be achieved by considerable effort when using conventional technology. To cover the upcoming tasks in future lithography, enormous exertion is put into the development of alternative fabrication technologies in particular for micro- and nanotechnologies that are capable of measuring and patterning at the atomic scale in growing operating areas of several hundred square millimetres. Many new technologies resulted in this process, and are promising to overcome the current limitations^1, 2, but most of them are demonstrated in small areas of several square micrometers only, using state-of-the-art piezo stages or the like. At the Technische Universitat Ilmenau, the NanoFabrication Machine 100 (NFM-100) was developed, which serves as an important experimental platform for basic research in the field of scale-spanning AFM tip-based and laser-based nanomeasuring and nanofabrication for simultaneous subnanometre measuring and structuring on surfaces up to Ø100 mm. This machine can be equipped with several probing systems like AFM, laser focus probes and 3D-micro probes as well as tools for different nanofabrication technologies like tip-based technologies, optical technologies and mechanical two-dimensional technologies in a large working range with subnanometre reproducibility and uncertainty. In this paper, the specifics and advantages of the NFM-100 will be described as well as nanofabrication technologies that are currently worked on e.g. advanced scanning proximal probe lithography based on Fowler-Nordheim-electron-field emission, direct laser writing and UV-nanoimprint lithography.



https://doi.org/10.1117/12.2551044
Eliseyev, Ilya A.; Smirnov, Alexander N.; Lebedev, Sergey P.; Panteleev, V. N.; Dementev, Peter A.; Pezoldt, Jörg; Hartung, Gerd; Kröger, Jörg; Zubov, Alexander V.; Lebedev, Alexander A.;
Transformation of the buffer layer grown on 4H-SiC to single-layer graphene by ex situ hydrogen intercalation. - In: Fullerenes, nanotubes & carbon nanostructures : an international and interdisciplinary journal.. - London [u.a.] : Taylor & Francis, ISSN 1536-4046, Bd. 28 (2020), 4, S. 316-320

https://doi.org/10.1080/1536383X.2019.1708733
Biermann, Steffen; Magi, André; Sachse, Patrick; Hoffmann, Martin; Wedrich, Karin; Müller, Lutz; Koppert, Ralf; Ortlepp, Thomas; Baldauf, Julia;
Advanced broadband MEMS infrared emitter based on high-temperature-resistant nanostructured surfaces and packaging solutions for harsh environments. - In: Proceedings of SPIE. - Bellingham, Wash. : SPIE, Bd. 11279 (2020), S. 1127908-1-1127908-15

https://doi.org/10.1117/12.2545119
Liborius, Lisa; Bieniek, Jan; Nägelein, Andreas; Tegude, Franz-Josef; Prost, Werner; Hannappel, Thomas; Poloczek, Artur Christoph; Weimann, Nils;
n-doped InGaP nanowire shells in GaAs/InGaP core-shell p-n junctions. - In: Physica status solidi. - Weinheim : Wiley-VCH, ISSN 1521-3951, Bd. 257 (2020), 2, S. 1900358, insges. 9 S.

https://doi.org/10.1002/pssb.201900358
Sevillano-Bendezú, Miguel Ángel; Dulanto, Jorge A.; Conde, L.A.; Grieseler, Rolf; Guerra, Jorge A.; Töfflinger, Jan Amaru;
Capacitance voltage curve simulations for different passivation parameters of dielectric layers on silicon. - In: Journal of physics. - Bristol : IOP Publ., ISSN 1742-6596, Bd. 1433 (2020), 012007, S. 1-8

https://doi.org/10.1088/1742-6596/1433/1/012007
Ulrich, Stefan; Gemse, Felix; Jahn, Simon; Schaaf, Peter;
Influence of the process parameters on the transformation behaviour of 2205 Duplex Stainless Steel during laser beam welding. - In: . - Red Hook, NY : Curran Associates, Inc., (2019), S. 1018-1026

Schwager, Anne-Marie; Dellith, Jan; Bruder, Armin; Baierl, Hardy; Lasch, Patricia; Barz, Andrea; Bliedtner, Jens; Reichel, Volker; Rädlein, Edda;
Hochtemperatur-Laserstrahlsintern von Glaspulverwerkstoffen. - In: 11. Mittweidaer Lasertagung. - Mittweida : Hochschule Mittweida, (2019), S. 181-184

Petrich, Rebecca; Bartsch, Heike; Tonisch, Katja; Jaekel, Konrad; Barth, Stephan; Bartzsch, Hagen R.; Glöß, Daniel; Delan, Annekatrin; Krischok, Stefan; Strehle, Steffen; Hoffmann, Martin; Müller, Jens;
Investigation of ScAlN for piezoelectric and ferroelectric applications. - In: 2019 22nd European Microelectronics and Packaging Conference & Exhibition (EMPC) : technical papers.. - [Piscataway, NJ] : IEEE, (2019), insges. 5 S.

https://doi.org/10.23919/EMPC44848.2019.8951824
Bartsch, Heike; Pezoldt, Jörg; Morales Sanchez, Francico M.; Jimenez Rios, Juan J.; Mánuel Delgado, Jose M.; Breiling, Jonas; Müller, Jens;
LTCC as substrate - enabling semiconductor and packaging integration. - In: 2019 22nd European Microelectronics and Packaging Conference & Exhibition (EMPC) : technical papers.. - [Piscataway, NJ] : IEEE, (2019), insges. 4 S.

https://doi.org/10.23919/EMPC44848.2019.8951794
Pezoldt, Jörg; Zgheib, Charbel; Stauden, Thomas; Ecke, Gernot; Kups, Thomas; Jacobs, Heiko O.; Weih, Petia;
Germanium Incorporation in Silicon Carbide Epitaxial Layers Using Molecular Beam Epitaxy on 4H-SiC Substrates. - In: Silicon carbide and related materials 2018. - Zurich, Switzerland : Trans Tech Publications Ltd, (2019), S. 127-130