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Fakultätsübergreifendes Institut für Werkstofftechnik


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Univ.-Prof. Dr. Edda Rädlein

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INHALTE

Studienabschlussarbeiten

im Institut für Werkstofftechnik

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Erstellt: Mon, 11 Dec 2017 07:17:39 +0100 in 0.4693 sec


Yuan, Qian
Hydrogenated WS2 as anode material for lithium-ion batteries. - Ilmenau. - 75 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2017

Übergangsmetalldichalkogenid-Nanopartikel sind in neueren Lithium-Ionen-Batterien (LIBs) als Anodenmaterial aufgrund ihrer geschichteten Struktur vorherrschend, da sie als Wirtsgitter wirken, wenn sie mit Molekülen reagieren, um eine Interkalationsverbindung zu ergeben. Andererseits zeigen plasmahydrierte Nanopartikel auch eine schnelle Lithium-Speicherleistung. Einer der wichtigen Gründe für die bemerkenswerte Verbesserung der elektrochemischen Leistung sind die ungeordneten Oberflächenschichten, die die Pseudokapazität der Lithiumspeicherung verbessern. Hier haben wir einen interessanten Ansatz vorgeschlagen, indem wir diese beiden Ideen miteinander kombinieren, um hydrierte WS2-Nanopartikel als Anodenmaterial für LIBs herzustellen. Hydrierte WS2-Nanopartikel wurden über ein Tropfgussverfahren und eine anschließende Plasmahydrierungsbehandlung bei 300 ˚ C für 2 Stunden hergestellt. Systematische Charakterisierungsmethoden wie hochauflösende Transmissionselektronenmikroskopie (HR-TEM), Röntgenbeugungsspektroskopie (XRD), Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS) und Raman-Spektroskopie wurden verwendet, um die strukturelle Entwicklung zwischen den ursprünglichen und hydrierten WS2-Nanopartikeln zu untersuchen. Die hydrierten WS2-basierten LIBs besitzen eine signifikant höhere spezifische Kapazität bei unterschiedlichen Stromdichten. Darüber hinaus zeigt die elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) eine drastische Abnahme des Ladungstransferwiderstands von 313,5 auf 7,173 [Omega], was bedeutet, dass die plasmagestützte Elektrode für den Elektronentransport während des Li-Ionen-Insertions- / Extraktionsprozesses günstiger ist.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/1006698426yuan.txt
Gorf, Thomas
Grenzschichtcharakterisierung und Haftmechanismen bei Verbindung von Kohlenstofffasern mit aufgeschäumtem Polyethylenterephthalat mithilfe eines Epoxidharzsystemes. - Ilmenau. - 70 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2017

Im Rahmen vorliegender Bachelorarbeit wird eine Theorie über wirkende Haftmechanismen bei Verbindung von Kohlenstofffasern mit aufgeschäumtem Polyethylenterephthalat durch ein Epoxidharzsystem entwickelt. Mithilfe von Resin-Transfer-Moulding- sowie Vakuuminjektions-Verfahren werden unter Variation der Kernmaterialdichte plattenförmige Sandwichverbunde hergestellt und daraus entnommene Probekörper messtechnisch untersucht. Der stoffschlüssige Haftmechanismus wird durch Kontaktwinkelmessungen am Kernmaterial charakterisiert. Der formschlüssige Haftmechanismus wird durch chemisches Auflösen des Kernmaterials hergestellter Probekörper mittels Natronlauge und anschließender bildtechnischer Untersuchung ausgebildeter Grenzschichten charakterisiert. Gewonnene Ergebnisse werden interpretiert und Empfehlungen zur Auswahl der Schaumdichte sowie des Verarbeitungsprozesses mit Zielgröße höchstmöglicher Verbundfestigkeit abgeleitet.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/1006030654gorf.txt
Kühnel, Pascal
Charakterisierung von Thermoplasten für den Spritzgießprozess mittels intelligenter Fließspirale. - Ilmenau. - 70 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2017

Ziel dieser Arbeit ist es Polyethylen hoher Dichte (PE-HD) hinsichtlich der Schlagzähigkeit zu optimieren, ohne dabei die Fließfähigkeit zu beeinträchtigen. Dazu werden die Einflüsse der Verfahrensparameter und Materialauswahl auf die mechanischen Eigenschaften und die Verarbeitbarkeit zunächst theoretisch betrachtet. Anschließend werden durch experimentelle Untersuchungen die theoretischen Betrachtungen verifiziert. Die Einflüsse werden mithilfe der mechanischen Eigenschaften: Schlagzähigkeit, Zugfestigkeit, Zugmodul und Bruchdehnung sowie der Fließweglänge charakterisiert. Nach einer Materialauswahl wurden zunächst Polyblends von PE-HD mit Polyethylen hoher (PE-HMW) und ultrahoher Molmasse (PE-UHMW) betrachtet. Ein zweiter Versuch wurde bei Variation der Parameter Zylinderwandtemperatur, Vorlauftemperatur, Nachdruck und Einspritzvolumenstrom durchgeführt. Die Ergebnisse der Experimente zeigen, dass ein PE-HD/PE-HMW Polyblend eine geeignete Möglichkeit zur Optimierung der Schlagzähigkeit darstellen kann. Nimmt dabei die Fließweglänge ab, kann diese über Erhöhung der Zylinderwandtemperatur, Vorlauftemperatur und den Einspritzvolumenstrom wieder erhöht werden, dies zeigen die Ergebnisse des zweiten Versuchs.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/1006030166kuehn.txt
Sauñi Camposano, Yesenia Haydee
Synthesis of hydroxyapatite thin films on PMMA 3D printed substrates. - Ilmenau. - 61 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2017

Jedes Jahr leiden Millionen von Menschen an Knochendefekten infolge von Traumata, Tumoren oder knochenbedingten Verletzungen. Daher besteht die Notwendigkeit, ständig neue Materialien zu entwickeln oder die Eigenschaften der derzeit verwendeten Materialien für Knochenersatz oder Implantatanwendungen zu verbessern. Polymethylmethacrylat (PMMA) hat sich als Material für Implantate als vielversprechende Alternative erwiesen; Es gibt jedoch immer noch einige Einschränkungen, die diesem Material inhärent sind, insbesondere in Bezug auf seine Oberflächeneigenschaften. Diese Arbeit konzentriert sich auf die Herstellung von Hydroxylapatit (HAp) -Dünnfilmen auf der Oberfläche von 3D-gedruckten PMMA-Substraten. Das 3D-Drucken, insbesondere das FDM-Verfahren (Fused Deposition Modeling), wurde zur Herstellung von PMMA-Substraten mit unterschiedlichen Oberflächenporositätsgraden verwendet. Die FDM-Technik weist das Potential zur Herstellung von maßgeschneiderten Freiformstrukturen für verschiedene Anwendungen auf, einschließlich der kraniofazialen Rekonstruktion. HAp-Dünnfilme wurden mittels Radiofrequenz-Magnetron-Sputtern (RFMS) und Ionenstrahl-Sputtern (IBS) -Techniken mit einem kommerziellen Target bzw. einem "in-house" gesinterten Target abgeschieden. Eine strukturelle, chemische, mechanische und morphologische Charakterisierung wurde in den erzeugten Oberflächen mittels Röntgenbeugung (XRD), Rasterelektronenmikroskopie (REM), energiedispersiver Spektroskopie (EDS) und Härte- und Rauheitsmessungen durchgeführt. Die Ergebnisse der XRD-Analyse zeigten eine amorphe Struktur für die Filme, die sowohl durch RFMS- als auch IBS-Techniken auf den PMMA-Substraten hergestellt wurden. Die durch SEM erhaltenen mikroskopischen Aufnahmen zeigten eine Säulenmorphologie und eine niedrige Dichte für die durch RFMS hergestellten Filme; Die gleiche Technik zeigte eine Struktur von Stegen von stehenden Plättchen mit gekrümmten Konturen für die abgeschiedenen IBS-Filme. Die amorphe Struktur und die Morphologie der Filme sowie die Härte und Rauheit können günstig sein, um die Oberflächeneigenschaften zu verbessern und die Osseointegrationsfähigkeiten von PMMA zu fördern. Diese Arbeit leistet einen Beitrag zur Entwicklung eines PMMA-Implantationsherstellungsverfahrens unter Verwendung von 3D-Druck- und HAp-Filmdepositionstechniken mit verbesserten Osseointegrationseigenschaften.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/1005251371sauni.txt
Bitterlich, Christoph
Einflussgrößen der Eigenspannungen einer galvanischen Rhodium Ruthenium Legierungsschicht auf Grundlage der Theorie der Elektrokristallisation. - Ilmenau. - 62 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2017

Elektrochemisch abgeschiedenes Rhodium findet weitverbreitet Anwendung in technischen und dekorativen Bereichen. Es zeichnet sich besonders durch seine hohe Härte, exzellente Korrosionsbeständigkeit und gute Leitfähigkeit aus. Die Legierungsbildung mit Ruthenium verbessert einige dieser Eigenschaften und senkt die Herstellungskosten, da der Ruthenium Preis nur 5-8% des Rhodium Preises beträgt. Allerdings zeichnen sich die galvanisch erzeugten Schichten durch hohe Zugspannungen von bis zu 800MPa aus, wodurch nur bis maximal 1[my]m Schichtdicke rissfreie Schichten erzeugt werden können. Aufgrund der schlechten Schichtdickenverteilung kann an Ecken und Kanten die maximale Schichtdicken lokal überschritten werden, wodurch an dieser Stelle Risse entstehen. Die vorliegende Masterarbeit beschäftigt sich damit, die hohen Zugspannungen der galvanischen Rhodium-Ruthenium-Schichten zu reduzieren. Der Elektrokristallisationsprozess, der die Eigenschaften der Schicht maßgebend steuert, wird mithilfe von Pulse Plating und Pulse Reverse Plating beeinflusst. Es werden Pulsparameter erarbeitet, welche die Eigenspannungen der Schicht um ca. 13% im Vergleich zu DC-Schichten verringern können. Bei Verwendung der erarbeiteten Pulse Reverse-Parameter ist eine Senkung von bis zu 60% möglich. Jedoch wird mit der Verwendung von Pulse Reverse Plating eine deutliche Reduzierung des Wirkungsgrades beobachtet, dessen Ursachen genauer untersucht wurden. Je nachdem welche Anforderungen an die Eigenspannungen gestellt werden, kann zwischen Pulse Plating und Pulse Reverse Plating gewählt werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/1005250987bitte.txt
Glück, David
Einfluss von Additiven auf die elektrochemische Co-Abscheidung von Ti3SiC2 MAX-Phasen Partikel mit Kupfer. - Ilmenau. - 100 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2017

Die im Rahmen dieser Arbeit durchgeführten Untersuchungen der Abscheidung von Kupfer mit Ti3SiC2-MAX-Phasen Partikeln mit den Additiven L-Cystein, Thioharnstoff, Polyethylenglycol und bis-(3 Natrium Sulfopropyl) Disulfid (SPS) zeigen, dass die Konzentration und die Art der Additive einen starken Einfluss auf den Partikelgehalt der abgeschiedenen Schicht haben. Es wurden Zeta-Potentiale ([Zeta]-Potentiale) der MAX-Partikel in verdünntem CuSO4 (1mM), versetzt mit verschiedenen Additiven, gemessen. Die Ergebnisse deuten auf eine Schicht SiO2 auf der Oberfläche der Partikel hin. Außerdem zeigen die Messungen, dass die Partikel zwischen pH 2 und pH 6 zum Agglomerieren neigen. Die Rauheit von Schichten, abgeschieden aus partikelfreien Elektrolyten, beträgt zwischen 0,8 [my]m und 6,4 [my]m. Thioharnstoff führt zu glatten und glänzenden Schichten mit einer Rauheit von 0,8 [my]m bei 0,01 g l-1 bei 2 Adm-2. Die Schicht aus additivfreien Elektrolyten besitzt eine Rauheit von 3,3 [my]m. In Schichten, die aus Elektrolyten mit 10 g l-1 MAX-Phasen Partikeln abgeschieden wurden, liegt die mittlere Rauheit zwischen 6,3 [my]m und 15,0 [my]m. Dies liegt an den Partikeln, die auch als Kristallisationskeime dienen, dies führt zu Poren in der Schicht. Des weiteren haben die Additive einen starken Einfluss auf den Partikelgehalt der Schicht. Die aus additivfreien Elektrolyten abgeschiedene Schicht enthält 3,3 wt% Partikel. Wird aus einem Elektrolyten mit 1,0 g l-1 bei 2 Adm-2abgeschieden, so kann ein Partikelgehalt von 6,8 wt% erreicht werden. Thioharnstoff hat keinen Einfluss auf den Partikelgehalt. Schliffaufnahmen zeigen im REM eine gleichmäßige Verteilung der Partikel in der Kupferschicht.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/1003410685gluec.txt
Kücken, Kai-Uwe
Umweltverträgliche Hochleistungs-Holz-Kunststoff-Verbunde (HHKV). - Ilmenau. - 64 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2017

In dieser Bachelorarbeit wurde die Zweckmäßigkeit des Einsatzes von Biokunststoffen als alternatives Bindersystem für Hochleistungs-Holz-Kunststoff-Verbunde (HHKV) untersucht. In einer ausführlichen Recherche wurden kommerziell verfügbare, sowie in Entwicklung befindliche Biokunststoffe ermittelt, signifikante Herstellungsparameter identifiziert, und potentiell geeignete Biokunststoffe durch ein kriterienbasiertes Auswahlverfahren eingegrenzt. In Vorversuchen wurden prozessrelevante Materialeigenschaften der Binder überprüft. In einem plattenförmigen Werkzeug wurden Kiefernlangholzspäne und biobasierte Binder zu Prüfkörpern zusammengefügt. Werkstoffspezifische Eigenschaften dieser Prüflinge wurden untersucht, und mit denen konventioneller HHKV, sowie ähnlicher Holzspanwerkstoffe verglichen. Zum Abschluss erfolgten eine Gesamtbewertung der erhaltenen Ergebnisse und ein Ausblick zur weiteren Verwendung biobasierter HHKV-Bindersysteme.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/1002279631kueck.txt
Ugarte Díaz, Jorge Alfonso
Preparation and characterization of sputtered hydroxyapatite thin films. - Ilmenau. - 85 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2017

In dieser Arbeit, wurden Hydroxyapatit (HAp) Schichten unter Verwendung von zwei verschiedenen Sputtertechniken hergestellt: Radiofrequenz Magnetronsputtern und Ionenstrahlsputtern. Im erste Fall wurden die Schichten auf Ti-6Al-4V-Substraten unter Verwendung eines hochreinen kommerziellen HAp-Targets gewachsen, wobei eine Dicke von 200 nm erhalten wurde. Für die zweite Herstellungsmethode wurden die Schichten auf reinen Titansubstraten unter Verwendung eines selbst hergestellten HAp-Targets abgeschieden. Dieses wurde aus einem Pulver (Ca/P = 1,628, gesintert und zerkleinert) hergestellt. Die Schichtdicke war hier, nach dem Ionenstrahlsputtern 300 nm. Die Sinterversuche für die Targetherstellung wurde unter Verwendung von zwei verschiedenen Heizregimen bei einer maximalen Temperatur von 1200 ˚C (Haltezeit von 2h und 4h) unter Verwendung von verschiedenen Additiven durchgeführt. Als Additive kamen Wasser (H2O), Polyvinylalkohol (PVA) und Polyethylenglykol (PEG) zum Einsatz, um dis mechanische Festigkeit der Grünkörper zu verbessern. Als Target für das Ionenstrahlsputtern wurde die der gesinterte HAp Körper mit den Herstellparametern: Verdichtungsdruck: 72 MPa; Sintern bei 1200 ˚C für 4h unter Verwendung einer Additivmischung aus PEG und PVA in wässriger Lösung genutzt, da dieses die strukturellen und chemischen Eigenschaften aufweist, die dem Pulver sehr ähnlich sind und eine Sinterdichte von 1.78 g/cm3, was die 56% der theoretischen Dichte (3.156 g/cm3). Die erhaltenen Schichten war in beiden Fällen nach dem Sputtern amorph. Daher wurden auch die Schichten in einem Nachbehandlungsschritt erneut getempert, um die Kristallinität zu erhöhen. Das Tempern wurde in Luftatmosphäre für 2 Stunden bei verschiedenen Temperaturen durchgeführt: 400, 600 und 800 ˚C für RF-Magnetron-Sputterproben; 600 und 800 ˚C für Ionenstrahlsputternproben. Das Ergebnis für die Schichten zeigt in beiden Fällen, dass die Kristallinität von HAp nur für die mit Ionenstrahlsputtern hergestellten getemperten Proben bei 800 C verbessert wurde. In beiden Fällen zeigen die energiedispersiven Röntgenspektroskopie-Messungen eine Verringerung des Ca/P-Verhältnisses mit steigender Temperatur. Die Messung der Härte ergab eine Zunahme dieser mit dem Anstieg der Temperatur möglicherweise aufgrund der Bildung von Titanoxid. Die Rauheit für die mit dem RF-Magnetron-Sputtern hergestellten Schichten steigt bis 600 ˚C an und sinkt dann bis 800 ˚C, während die Rauheit für die mit Ionenstrahlsputtern hergestellten Schichten in den abgeschiedenen Proben höher ist und dann mit steigender Tempertemperatur abnimmt. In beiden Fällen ist es auf die Kristallbildung zurückzuführen, die die Oberfläche glatter machen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/1002279429ugart.txt
Linke, Jonathan
Untersuchung des Einflusses unterschiedlicher Verstärkungsfasern und Faserlängen auf die Festigkeit und die Struktur von geschlossenporigem Aluminiumschaum. - Ilmenau. - 101 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2017

Die nachfolgende wissenschaftliche Arbeit untersuchte den Einfluss von Verstärkungsfasern auf die mechanischen Eigenschaften und die Mesostruktur von geschlossenporigem Aluminiumschaum. Es wurden Glas-, Basalt- und Kohlenstofffasern mit unterschiedlichen Längen und Konzentrationen verwendet. Über die pulvermetallurgische Route wurde die Aluminiumlegierung AlMg4Si8 inklusive Fasern mit Hilfe von Titanhydrid als Treibmittel aufgeschäumt und anschließend näher betrachtet. Ein Teil der hergestellten Proben wurde nach Anlehnung an die DIN 50134 Norm für zellulare Metalle druckgeprüft, um Rückschlüsse auf eine Veränderung der Materialsteifigkeit und Druckfestigkeit zu erhalten. Die restlichen Schäume wurden mittels angepassten metallografischen Methoden für die weitere digitale Bildverarbeitung vorbereitet. Mit Hilfe von automatisierten Programmen wurden die Porenverteilung und Porengröße ermittelt und die innere Schaumstruktur hinsichtlich Zellstege und Knoten untersucht. Es konnten verschiedene Effekte der Fasern auf die Eigenschaften des Aluminiumschaums ausfindig gemacht werden. Durch die gewonnenen Ergebnisse konnte das Verstärkungspotential festgestellt und die vorhandene Expertise zum pulvermetallurgischen Herstellungsprozess weiter vertieft werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/1001418263linke.txt
Lewerken, Robert
Analyse und Bewertung der Korrelation der Zinkverteilung auf einer Aluminiumoberfläche vor und nach dem Lötprozess. - Ilmenau. - 120 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2017

Ziel der vorliegenden Arbeit war es, eine Korrelation zwischen dem Bedeckungsgrad einer Zinkschicht auf einer Aluminiumoberfläche (EN-AW 3XXX) vor und nach dem Hartlöten zu analysieren und zu bewerten. Die Quantifizierung des minimal nötigen Bedeckungsgrades vor der Wärmebehandlung sowie die Untersuchung grundlegender Mechanismen, welche die Verteilung des Zinks beeinflussen, waren weitere Ziele. Zu diesem Zweck wurden Grundlagenversuche in einem Labor-Glasofen durchgeführt. Die Auswirkung von Flussmittel auf die Benetzung des Substrates mit Zink während des thermischen Fügens in kontrollierter Atmosphäre wurde visuell betrachtet und bewertet. Des Weiteren wurde in diesem Ofen die Temperatur-Zeitabhängigkeit der Zinkdiffusion untersucht. Die Bewertung erfolgte metallografisch an geätzten Schliffproben. Die Ergebnisse zeigen, dass ein Flussmittel nötig ist, um eine ausreichende Benetzung der Substratoberfläche mit Zink zu gewährleisten. Des Weiteren hat sich gezeigt, dass eine signifikante Zinkdiffusion in den Grundwerkstoff größtenteils zwischen der Schmelztemperatur des Zinks und der Arbeitstemperatur des Flussmittels stattfindet. Weitere Untersuchungen fanden in einem Durchlaufofen unter kontrollierter Atmosphäre statt. Verwendung fanden verschiedene Aufbauten aus un-, be- und teilbeschichteten Rohren sowie zinkhaltigen und -freien Lamellenmaterialien. Es wurden Proben mit jeweils einer, sowie Proben mit zwei zinkhaltigen Komponenten zu einem Netzsegment aufgebaut und wärmebehandelt. Nach dem Löten wurden rasterelektronische Analysen an den Oberflächen sowie der Rohrwandungen im Schliff durchgeführt. Diese wurden durch metallografische Untersuchungen an polierten und geätzten Querschliffen ergänzt. Festgestellt werden konnte, dass der oberflächliche Zinkgehalt an einem Segment aus zinkhaltiger Lamelle und zinkbeschichteten Rohr zu 40 % - 50 % aus der Lamelle resultiert. Das verdampfende und kondensierende, beziehungsweise sublimierende und resublimierende Zink wird als gleichmäßig verteilter Niederschlag auf dem Aluminiumsubstrat abgeschieden. Der vermutete Einfluss der Kapillarwirkung auf die schmelzflüssige Zinkschicht beim Löten konnte durch oberflächliche Untersuchungen nicht bestätigt werden. Allerdings zeigen die Analysen an Schliffen, dass der tiefenabhängige Zinkgehalt am Lötmeniskus bei der Verwendung eines zinkfreien Lamellenwerkstoffs erhöht ist. Was die Korrelation des Bedeckungsgrades vor und nach dem Löten angeht, so wurde die Annahme getroffen, dass ein Bedeckungsgrad nach dem Löten durch den Zinkgehalt auf und in dem Substrat sowie anhand der Gestalt der Diffusionszone charakterisiert werden kann. Die Ergebnisse zeigen, dass der oberflächliche Zinkgehalt linear mit dem Bedeckungsgrad vor dem Löten korreliert. Die Schichtmorphologie vor dem Löten hat keinen Einfluss auf diese Abhängigkeit. Die Quantifizierung des minimalen Bedeckungsgrades ergab 30 % zur Einhaltung des oberflächlichen Zinkgehalts, 60 % zum Erreichen des tiefenabhängigen Zinkgehalts und > 75 % zur Ausprägung eines ebenen Tiefenprofils. Das Ziel, den Bedeckungsgrad vor und nach dem Löten zu analysieren und zu bewerten, sowie den minimalen Bedeckungsgrad vor dem Löten zu quantifizieren wurde erreicht. Allerdings wurde festgestellt, dass eine applikationsbedingte Abhängigkeit zwischen dem Bedeckungsgrad und dem Schichtgewicht besteht. Der Zinkgehalt an und in dem Substrat sowie die Gestalt des Tiefenprofils nach dem Löten sind vor allem von dem Temperatur-Zeit-Verlauf der Wärmebehandlung abhängig. Somit sind Aussagen über einen minimalen Bedeckungsgrad als prozessspezifisch anzusehen und können somit nicht pauschalisiert werden.


Espinoza Monsalve, Sandro Renato
Synthesis and characterization of hydrogenated aluminum nitride (AlN:H) thin films for photovoltaic applications. - Ilmenau. - 82 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2017

AlN:H ist ein vielversprechendes Material unter anderem für die Oberflächenpassivierung in Silizium-Sonnenzellen, um höhere Effizienzen zu erreichen. Oberflächenpassivierung ist die Verminderung der Oberflächenrekombinationsrate von Ladungsträgern (Elektronen und Löcher). Um ein besseres Verständnis des AlN:H als Passivierungsschicht zu erhalten, ist es entscheidend, zuvor die strukturellen und morphologischen Eigenschaften von verschiedenen dünnen AlN:H Filmen zu kennen. Diese Masterarbeit untersucht den Einfluss von Wasserstoff auf die strukturellen und morphologischen Eigenschaften von hydrierten dünnen Aluminiumnitrid Filmen (AlN:H) mit einer Dicke von ˜ 100 nm. Um dieses Ziel zu erreichen, wurden Proben durch reaktives Sputtering auf p-Typ c-Si (CZ, 100, Boron) unter Zugabe von drei verschiedenen Wasserstoffflüssen und bei unterschiedlichen Substrattemperaturen während der Deposition erzeugt. Die Charakterisierung und Analyse der dünnen Filme wurde mittels EDX, FTIR und GDOES Messungen für die Analyse der chemischen Zusammensetzung und mittels XRD und XRR Messungen für die strukturelle und morphologische Analyse durchgeführt. In dieser Arbeit wurde schließlich herausgefunden, dass der Wasserstoffgehalt in den dünnen Filmen einige morphologische und strukturelle Änderungen in dünnen AlN Filmen erzeugt. Alle abgelegten dünnen Filme haben die sechseckige wurtzite Kristallstruktur. Die XRD Messungen zeigen eine Abnahme des (002) Peaks und eine Erhöhung der (100) und (110) Peaks, mit Zunahmen des H2-Flusses. Diese Variation impliziert, dass sich die c-Achse des Films von senkrecht (002) zu parallel (100, 110) bezüglich der Substratoberfläche ändert. Die XRR Messwerte offenbaren, dass eine Zunahme des H2-Flusses die Oberflächenrauheit reduziert und die Grenzflächenrauheit (Rauigkeit zwischen zwei Flächen) unwesentliche Änderungen aufweist. Mittels GDOES Messungen wurde die Gegenwart von Wasserstoff im kompletten Dünnschichtvolumen bestätigt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/1000912655espin.txt
Haase, Sarah
Ultraschalluntersuchungen zur Bestimmung von Materialparametern in verschiedenen Werkstoffgruppen. - Ilmenau. - 127 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2017

Die Werkstoffprüfung mit Ultraschall stellt einen wichtigen Bestandteil der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung dar. Durch dieses Verfahren kann eine Vielzahl von Werkstoffen untersucht werden. Die Anwendungsgebiete liegen hauptsächlich in der Fehlerlagenbestimmung, der Wandstärkenmessung und der Ermittlung von elastischen Materialkennwerten, wie der Elastizitätsmodul und der Poissonsche Konstante. Es besteht die Möglichkeit Bauteile jeder Größe und Geometrie zu vermessen. Die vorliegende Arbeit richtet das Hauptaugenmerk auf die Bestimmung von elastischen Materialkennwerten, den Elastizitätsmodul und die Poissonsche Konstante, von zwei verschiedenen Werkstoffgruppen. Bei den untersuchten Materialien handelt es sich um Silizium, Kieselglas und Fensterglas. Für die Bestimmung der Materialkennwerte ist es notwendig die Schallgeschwindigkeit der Transversalwellen und der Longitudinalwellen zu messen, da zwischen diesen eine Abhängigkeit besteht. Es wird außerdem die Schallschwächung gemessen. Gläser weisen isotrope Materialeigenschaften auf. Dies wird durch die Untersuchung der Kieselglasproben gezeigt. Des Weiteren ergibt die Untersuchung von mit Titan dotiertem Kieselglas im Vergleich zu reinem Kieselglas, sowie die Untersuchung von eingefärbten Fensterglasproben, dass die Zusätze einen Einfluss auf die elastischen Eigenschaften nehmen. Die Ultraschallmessungen sind von der Dichte abhängig, folglich auch die Materialparameter, weswegen die Zusätze diese beeinflussen werden. Außerdem wird eine Inhomogenitätsuntersuchung von Fensterglasplatten vorgenommen, welche ergibt, dass sich keine Inhomogenitäten zeigen, begründet durch die relativ großen Schwankungen der Messwerte. Silizium ist ein anisotropes Material. Für die Untersuchung der anisotropen Materialeigenschaften werden Siliziumeinkristalle mit verschiedenen Orientierungen herangezogen. Auch hier werden, zur Berechnung des Elastizitätsmodul, die Schallgeschwindigkeiten benötigt. Für die Transversalwellengeschwindigkeitsmessung ergibt sich dabei eine Winkelabhängigkeit. Letztendlich werden für Silizium, da es sich um ein kubisches Kristallsystem handelt, nur drei Schallgeschwindigkeitsmessungen benötigt, um für jede beliebige Kristallrichtung einen Elastizitätsmodul zu bestimmen. Es wird wieder bestätigt, dass die Dichte, in dem Fall die Netzebenendichte, die Ultraschallmessung und im Besonderen die Schallschwächung beeinflusst. Die gemessenen und berechneten Werte finden sich in guter Übereinstimmung mit der Literatur.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/1000066835haase.txt
Munante Palacin, Paulo
Characterization of carbon based nanostructures for the detection of tuberculosis. - Ilmenau. - 103 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2017

Tuberkulose ist weltweit eine führende tödlichen Krankheiten mit mehr als 9 Millionen Neuinfektionen pro Jahr. Aktuelle diagnostische Methoden weisen mehrere Nachteile auf. Eine der vielversprechendsten Alternativen, um dies zu überwinden, ist die Entwicklung von nanostrukturierten Diagnosesystemen, die in der Lage werden, Moleküle zu erkennen, die mit bestimmten Krankheiten assoziiert sind. Seit seiner Entdeckung ist Graph eine vielversprechende Möglichkeit für die Entwicklung dieser Sensorelemente aufgrund seiner hervorragenden elektronischen Eigenschaften. In dieser Arbeit wurde ein Graphen-basierter Feldeffekttransistor (FET) für die Tuberkulose-DNA-Detektion entwickelt, um die Grundlage für ein diagnostisches Verfahren zu schaffen, das die gegenwärtigen Einschränkungen überwindet. Die Sensorelemente aus Graphenmonoschichten wurden in den Stufen: Glühen des Substrats, dem Zugeben des Linkers und der Funktionalisierung unter Zugabe einer Probe-DNA zur TB-Detektion hergestellt. Zusätzlich wurden zwei Sensorelemente hergestellt: Ein System mit der Zugabe einer komplementären DNA Sequenz ("DNA Target") und die andere mit einer nicht übereinstimmenden DNA-Sequenz ("Non-complementary DNA"). Das Graphen und der Transistor wurden in jeder Stufe des Herstellungsprozesses strukturell, chemisch und morphologisch mittels Raman-Spektroskopie, energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDS), Optische Mikroskopie, Laserscanning-Mikroskopie (LSM), Rasterelektronenmikroskopie (SEM) und Rasterkraftmikroskopie (AFM) charakterisiert. Die Ergebnisse zeigten eine geeignete Funktionalisierung der Graphen-Oberfläche mit dem Linker, die Immobilisierung der Sonden - Tuberkulose - DNA und die Hybridisierung mit dem entsprechenden ("DNA Target"), nachgewiesen durch Beobachtung unterschiedlicher homogener Morphologien und eine entsprechende Erhöhung der Rauhigkeit in jedem Stadium des Herstellungsprozesses sowie durch die Anwesenheit von charakteristischen Peaks der stickstoffhaltigen Basen in der energiedispersiven Röntgenspektroskopie und durch die Variation von Graphen-Absorptionsbänder im Raman-Spektrum. Im Gegensatz dazu zeigte, das Sensorelement mit der "nicht-komplementaren DNA" eine Agglomeration der Moleküle und die Segregation von Salzen auf einer heterogenen Oberfläche. Die Ergebnisse der Charakterisierung stimmen mit den zuvor durchgeführten elektronischen Merkmalen überein. Diese Untersuchung bildet die Grundlage für die Entwicklung eines Tuberkulose-Nachweissystems auf der Basis der Nanotechnologie für den klinischen Einsatz.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/898980682munan.txt
Alwan, Lina
Korrosionsphänomene in der Automobilelektronik. - Ilmenau. - 87 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2017

In der Arbeit handelt sich um die Korrosionsphänomene in der Automobilelektronik unter Halogen Atmosphäre ausschließlich Jod Umgebung. In der Elektronik und Elektromobil Industrie sind Jodhaltige Verbindungen weit als Hitzestabilisatoren eingesetzt, z.B. Kunststoffe (Polyamid-6- und -66-) die als Gehäusematerialien eingesetzt wurde. Obwohl die Konzentration des Halogenstoffes im Kunststoff sehr niedrig ist, führt sie manchmal zum Anfang der Korrosion oder zum Korrosionsbeschleunigung der elektronischen Bauelemente. Damit hat die Arbeit fokussiert, dass die üblichen und versprechenden Materialien (die in der Elektronik Industrie eingesetzt wurden) unter Einfluss Jodhaltige Polyamid-Granulate und Diiodmethan-Lösung als Korrosionbeschleuniger untersucht wurden. Die angewendeten Prüflinge sind: Kupferblech, Silberband, Silber-Dünndraht, Kupfer-Aluminium-Dickdraht, Aluminium-Dickdraht, Des Weiteren sind die Multylayer Bauelemente z.B. MR-QFN-Package, und Drucksensor.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/898654483alwan.txt
Klauer, Christian
Herstellung und Charakterisierung von feuerfesten, offenporigen Kieselglasgefügen. - Ilmenau. - 100 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2017

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Erzeugung und Untersuchung offenporiger Sintergefüge aus Kieselglas, welche über einen Schlickerguss aus wiederverwendeten Scherben eines internen Materialkreislaufes hergestellt werden können. Es besteht die Möglichkeit dies mit einer Sol-Gel Synthese zu ergänzen. Dabei unterteilt sich die Aufgabenstellung in die zwei Themengebiete feuerfeste Werkstoffe und Filtermaterialien. Es wurde eine Vielzahl an Zusammensetzungsmöglichkeiten getestet, um die nach Aussehen und Stabilität vielversprechendsten Materialien den anschließenden Untersuchungen zu unterziehen. Im Bereich der Feuerfestmaterialien wurden zwei und bei den Filterwerkstoffen sieben Zusammensetzungen charakterisiert. Die beiden feuerfesten Materialien wurden auf ihre mechanischen und thermischen Eigenschaften mittels Kalt- und Heißbiegefestigkeit sowie Temperaturwechselbeständigkeit untersucht. Weiterhin fand eine Analyse der Ausgangsstoffe, der Porosität, des Gefügeaufbaus, der Kristallisation und der chemischen Zusammensetzung statt. Die Filtermaterialien wurden im Nachgang der Herstellung mit einer im Rahmen dieser Arbeit umgesetzten Durchströmungsmessapparatur auf die Permeabilität und die vorherrschende Porositätsklasse untersucht. Es sollte dadurch eine etwaige Abhängigkeit der Herstellungsparameter auf die Porosität nachgewiesen werden. Die Ergebnisse konnten eine erste umfangreiche Charakterisierung der neuen Materialien liefern, um im Weiteren einen Vergleich zu bestehenden kommerziellen Produkten darzustellen. Es konnte nachgewiesen werden, dass die Kieselglasgefüge im Zuge der Herstellung und bei längerer Beanspruchung auf maximaler Arbeitstemperatur von 1100˚C nicht kristallisieren. Eine Grundlage dafür stellt die chemische Reinheit von circa 99,7% SiO2 dar. Im Bereich der mechanischen Kennwerte zeigten die feuerfesten Materialien teilweise höhere Biegefestigkeiten und Elastizitätsmodule als handelsübliche Werkstoffe wie Silicastein und Schamotte. Durch Computertomographie, Rasterelektronenmikroskopie und Quecksilberporosimetrie gelang eine genaue Betrachtung der Porosität und des Gefüges, wodurch Einflüsse der Herstellung und Verbesserungsansätze gewonnen und interpretiert werden konnten. Für die Filtermaterialien konnten die Messungen der Durchströmbarkeit und des Bubble-Point-Tests keine eindeutigen Aussagen bezüglich der Herstellungsparameter und der sich einstellenden Porosität und Durchströmung zulassen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/898455596klaue.txt
Böhm, Sascha
Entwicklung und Umsetzung von Fahrzeug-Interieur-Komponenten mit dezentralisierter Klimatisierungsfunktion. - Ilmenau. - 85 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2017

Die zukünftigen Entwicklungen in der Automobilbranche zielen auf Elektromobilität und autonomes Fahren ab. Diese Fahrzeuge bringen neue Herausforderungen mit sich. Besonders im Bereich der Klimatisierung sind neue und effektive Konzepte zu entwickeln. Der allgemeine Trend der Branche deute auf personalisierte und somit auf dezentralisierte Klimatisierung des Innenraumes hin. Diese Systeme sind energiesparend was besonders im Hinblick auf die Elektromobilität, sehr reizvoll ist. Weiterhin wird durch solche Maßnahmen der Komfort des Verbrauchers gesteigert. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung und Umsetzung von Fahrzeug-Interieur-Komponenten mit dezentralisierter Klimatisierungsfunktion. Die Auslegung, prototypenhafte Umsetzung und Bewertung der Klimatisierungs-Funktionalität ist durchzuführen. Es ist eine dezentrale Heizung/Kühlung in der B-Säule und ein beheizbarer Handschuhfachdeckel zu entwickeln. Im Anschluss werden verschiedene Zielgrößen durch Tests überprüft. Dies ermöglicht eine Aussage über die Leistungsfähigkeit der Prototypen. Der Vergleich mit bestehenden Systemen ist zu ziehen. Ein Ausblick auf weitere Anwendungsmöglichkeiten und Funktionalität der Klimatisierungsfunktion wurde angefertigt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/898453666boehm.txt
Li, Hao
Förderwirksame Schneckenelemente mit verbesserter Konvektion : Simulation und Experiment. - Ilmenau. - 77 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2017

Im Einschneckenextruder finden Schneckenelemente zur Förderung und Homogenisierung der Kunststoffschmelze häufig Anwendung. Ziel dieser Arbeit ist die numerische Auslegung eines förderwirksamen Schneckenelementes zur besseren Abkühlung und Homogenisierung der Schmelze. Im Fokus der Arbeiten steht dabei zunächst die qualitative Untersuchung der vorliegenden Schneckenelemente. Nach der Analysephase werden die zu untersuchenden Schneckenelementgeometrien und Betriebsparameter definiert. Mithilfe des Programmes ANSYS-Polyflow wird der Druck- und Temperaturverlauf bei verschiedenen Schneckenelementen berechnet. Die Simulationsergebnisse dieser Schneckenelemente werden analysiert und nach den Zielgrößen und der Priorität geordnet. Die Auslegung eines kombinierten Schneckenelementes wird auf Basis der zusammengefassten Analyseergebnisse durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Schmelze kann mittels dieses Schneckenelementes gut gefördert, abgekühlt und homogenisiert werden kann.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/898415608li.txt
Mai, Sebastian
Interfacial properties of Lithium-Sulfur battery anodes in presence of additives. - Ilmenau. - 105 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2017

Der Einfluss von Additiven und Salzkonzentration auf das solid electrolyte interface (SEI) der Lithium Metall Anode wurde untersucht. Die Charakterisierung wurde mittels galvanostatischer Zyklierung (GSC), symmetrischer elektrochemischer Impedanzspektroskopie (EIS) und Röntgen-Photoelektronen Spektroskopie (XPS) durchgeführt. Erhaltene Ergebnisse der galvanostatischen Zyklierung, SEI Zusammensetzung und elektrochemische Parameter wurden erfolgreich kombiniert um chemische Änderungen in der Zusammensetzung der SEI zu korrelieren. Es wurde gezeigt, dass die Verteilung von SEI Schichtkomponenten und LiS Zell Leistungsdaten abhängig sind von LiTFSI Konzentration, der Anwesenheit von Lithium Nitrat (LiNO$_3$), Butyl-methyl-pyrrolidinium Trifluorosulforylimid ([BMP][TFSI]) und Lithium Polysulfiden. Die Ergebnisse lassen den Schluss zu, dass die Kombination von LiNO$_3$, Polysulfiden und höherer Salzkonzentration die Coulombische Effizienz, zusätzlich zur Zyklen-Lebensdauer signifikant erhöhen kann. Die entwickelte Methode kann als systematischer Ansatz zur Evaluierung von LiS Zellkomponenten und Zyklen-Leistung eingesetzt werden um eine effiziente Iteration von LiS Zellchemie zu ermöglichen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/898111420mai.txt
Peter, Willy
Tribologische Analyse von Ventiltriebskomponenten. - Ilmenau. - 100 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2017

Diese Masterarbeit befasst sich mit dem Verschleiß einer Rastkontur mit Kugel-Feder-Mechanismus unter hohen Hertzschen Pressungen als Bestandteil von verschiebbaren Nockenstücken für Zylinderabschaltungen. Es wurden verschiedene Werkstoffe für Rastkontur und Kugel mit Hinblick auf Verschleiß und Reibwert auf einem speziellen Tribometer geprüft, welches praxisnahe Anzahlen von Schaltzyklen innerhalb einiger Stunden realisiert. Neben Werkstoffen wurden auch Beschichtungen sowie Beölungszustände getestet. Ziel war es, die Verschleißmechanismen dieses Kontaktes zu identifizieren sowie eventuelles Optimierungspotenzial aufzuzeigen. Als Rastzahn-Material wurden 100Cr6, 42CrMoS4 sowie nitrierte 42CrMoS4 und 51CrV4 verwendet. Kugelmaterialien waren 100Cr6, Si3N4 und DLC-beschichteter 100Cr6. Ferner wurden zwei verschiedene Festschmierstoff-Varianten geprüft. Es hat sich gezeigt, dass die Ölmenge maßgeblich für die Art des vorherrschenden Verschleißmechanismus verantwortlich ist. Bei Ölbad-Schmierung dominiert Oberflächenzerrüttung bei geringem Verschleiß. Wird die Ölmenge reduziert, nehmen Abrasion und Adhäsion zu. Verschleiß und Reibwert steigen folglich an. Siliziumnitrid-Kugeln zeigen bei Mangelschmierung tendenziell verhältnismäßig hohen Verschleiß bei vergleichsweise geringen Reibwerten auf. Die Verschleißraten bei Versuchsende sind dabei stets sehr gering. DLC-beschichtete Kugeln haben trotz Mangelschmierung durchgängig sehr geringen Verschleiß bei minimalen Reibwerten und sind mit Schmierungsbedingungen im Ölbad vergleichbar. Nitrierte Nockenstücke erzielten dagegen sehr hohe Verschleißwerte. Die Verbindungsschicht hält der Belastung nicht Stand. Bei Versuchen mit Festschmierstoffen konnte eine leichte Verschleißreduzierung nachgewiesen werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/897127668peter.txt
Eggert, Lara
Photoelektrochemische Charakterisierung von MOCVD präparierten p-GaP für die photoelektrische Wasserspaltung. - Ilmenau. - 67 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2017

Eine wichtige Quelle der Energieproduktion sind in Deutschland die Regenerativen Energien. Eine Möglichkeit die produzierte Energie zu nutzen, ist die Umwandlung zu Wasserstoff. Wasserstoff ist ein Energieträger, der sich einfach speichern und transportieren lässt. Durch die Kombination von Wasserstoff mit Sauerstoff in einer Brennstoffzelle können Elektrizität, Wärme und Wasser produziert werden. Derzeit wird Wasserstoff hauptsächlich über klassische Methoden wie Dampfreformierung von Kohlenwasserstoffen (fossile Brennstoffe) oder Wasserelektrolyse und Thermolyse produziert. Neue technische Verfahrensweisen zur Wasserstoffproduktion kombinieren die direkte Sonnenenergie und Wasserelektrolyse in einer einzelnen Photoelektrode, auch bekannt als photoelektrochemische Wasserspaltung. Diese neue Methode ist sehr interessant und beinhaltet viele technische Herausforderungen. In der vorliegenden Arbeit wurden Untersuchungen an p-dotiertem Galliumphosphid (GaP) durchgeführt, um dies photoelektrochemisch zu charakterisieren und die Eigenschaften des Materials zu analysieren. Einige Proben wurden mit einer phosphorreichen Oberfläche präpariert (GaP(100)P), die anderen wiesen eine oxidierte Oberflächenrekonstruktion auf (GaP(100) und GaP(111)). Über zwei wichtige elektrochemische Messmethoden, Linear Sweep Voltammetry (LSV) und Chronoamperometry (CA), wurden die photoelektrochemischen Charakterisierungen des GaP durchgeführt. Die Ergebnisse von GaP(100), GaP(111) und GaP(100)P sind sehr unterschiedlich. Zum Anfang zeigt die GaP(111)-Probe die höchsten Stromdichten, verglichen zu den anderen beiden Proben auf, aber nach einer vierstündigen CA sinkt die Stromdichte und ist relativ ähnlich zu den GaP(100)-Proben. Hingegen weist die GaP(100)-Probe eine höhere Stabilität und die GaP(100)P zeigen die schlechtesten Ergebnisse in Bezug auf Leistung und Stabilität zu den beiden anderen Proben auf. Für die Charakterisierung der Oberflächenmorphologie von GaP wurden Untersuchungen mit Rasterkraftmikroskopie (AFM), Rasterelektronenmikroskopie (REM) und Lichtmikroskopie durchgeführt. Die gewonnenen Erkenntnisse lassen auf eine starke Abhängigkeit von der Art der Oberflächenpräparation, der Rekonstruktion in den verschiedenen Kristallorientierungen und den damit einhergehenden Oberflächenzuständen schließen. Für zukünftige Untersuchungen sollte die Stabilität von GaP optimiert werden. Dies beinhaltet eine Festlegung der Oxidschichtdicke sowie der Phosphorschicht an der Halbleiteroberfläche. Des Weiteren ist es wichtig, unterschiedliche Materialschichten für eine Tandemzelle zu untersuchen, um die photoabsorptions Effizienz zu steigern und somit auch die Effizienz Wasser zu spalten.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/895575485egger.txt
Almenara, Carlos
Anysotropy and humidity effect on tensile properties and electrical volume resistivity of fused deposition modeled acrylonitrile butadiene styrene composites. - Ilmenau. - 106 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2017

In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss von Anisotropie und Feuchtigkeit auf die Zugeigenschaften und den elektrischen Volumenwiderstand von ABS/CNT und ABS/mCF, hergestellt durch FDM-3D-Druck, untersucht. Um den Einfluss der Anisotropie zu untersuchen, wurden drei unterschiedliche Schichtdruckorientierungen (0 ˚, 45 ˚ und 45 ˚ / -45 ˚) in einer Schichthöhe von 0,2 mm verglichen. Es wurde festgestellt, dass der Einfluss der Anisotropie auf das ABS/mCF-Zugverhalten aufgrund der Beziehung zwischen der Leistung/dem Widerstand und der Ausrichtung der Bewehrung wichtig ist. Auf der anderen Seite wurde kein signifikanter Einfluss auf die ABS/CNT gefunden. Bei dem elektrischen Volumenwiderstand wurde keine signifikante Variation bei ABS/CNT durch die Anisotropie der Schichten gefunden. ABS/mCF konnte wegen des hohen Widerstandes des Verbundwerkstoffes nicht getestet werden. Um den Einfluss von Feuchtigkeit zu untersuchen, wurden zwei Bedingungen auf den Filamenten der Materialien in der Studie verglichen: trocken und Feuchtigkeit ausgesetzt. Es wurde festgestellt, dass der Einfluss der Feuchtigkeit auf ABS/mCF-Zugverhalten ebenfalls bemerkenswert ist, da die von den Filamenten absorbierte Feuchtigkeit durch Dampfblasenexplosionen während des 3D-Druckens entfernt wird, wodurch die Haftung zwischen den Fasern und der Matrix verarmt. Auf der anderen Seite wurde erneut kein signifikanter Einfluss auf ABS/CNT gefunden. Der elektrische Volumenwiderstand wird stärker durch Feuchtigkeit beeinflusst, was auf die dank der zuvor erwähnten Dampfexplosionen weniger einheitliche Struktur der Proben zurückzuführen ist, die mit der Feuchtigkeit ausgesetzten Filamenten gedruckt wurden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/895397676almen.txt
Stolze, Christoph
Modifizierung basaltfaserverstärkter Compounds. - Ilmenau. - 80 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2017

Basaltfasern weisen höhere mechanischen Eigenschaften als Glasfasern auf und eignen sich auch aus wirtschaftlicher Sicht zur Verstärkung von Kunststoffen. Für eine technische Nutzung in Faserverbundkunststoffen wird die Faser-Matrix-Anbindung untersucht. Dazu wird ein existierender Modellansatz verwendet der um einen Haftungs-Korrekturfaktor erweitert wurde. Der Korrekturfaktor stützt sich auf die Faser Matrix Kompatibilität anhand der Grenzflächeneffekte zwischen beiden Materialpartnern. Benetzungseigenschaften und Oberflächenspannungen von Fasern und Matrices werden analysiert. Ausgehend von dispersen und polaren Spannungsanteilen werden geeignete Matrixwerkstoffe für einen Verbund mit Basaltfasern bestimmt. Im Zuge dessen wird der Einfluss von maleinsäureanhydridhaltigen Haftvermittlern auf niederpolare Polymere untersucht. Ein Polyamid 6.6 wird als geeignetes Matrixpolymer ermittelt. Der Basaltfaserverbund wird auf mechanische Zugeigenschaften untersucht. Abschließend werden die Ergebnisse von Messung und Berechnung gegenübergestellt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/895389932stolz.txt
Mösle, Christian
Orientierende Voruntersuchungen zur Entwicklung eines zyanidfreien Silberelektrolyten. - Ilmenau. - 114 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2017

Galvanisch abgeschiedene Silberschichten werden in vielen Bereichen der modernen Technik eingesetzt. Die Gründe dafür sind die hervorragenden Eigenschaften von Silber wie die elektrische und thermische Leitfähigkeit. Anwendungsfelder sind die Elektrotechnik, die Energiegewinnung und die Medizin. Mit der zunehmenden Automatisierung, wie die Elektromobilität, das Internet der Dinge oder die fortschreitende Miniaturisierung bei gleichzeitiger Leistungssteigerung, wird die Nachfrage noch weiter steigen. In der Industrie werden hauptsächlich zyanidhaltige Silberbäder verwendet, um die benötigten Silberschichten herzustellen. Jedoch wird in der Forschung stetig daran gearbeitet zyanidfreie Ansätze zu entwickeln, um die Gefahren für Mensch und Umwelt zu reduzieren. Dies versucht auch die vorliegende Masterarbeit. Deren Aufgabe darin besteht, mittels potentiometrischer Titration, Stromdichte-Potential-Kurven, Hull-Zellenabscheidungen und REM-Aufnahmen, in orientierenden Voruntersuchungen einen zyanidfreien Silberelektrolyten zu entwickeln. Dazu werden zyanidfreie Ansätze aus der Literatur untersucht und mit eigenen Elektrolytzusammensetzungen ergänzt. Aus Vergleichen mit einer zyanidhaltigen Referenz ergibt sich ein Ansatz, der mittels Variation der Abscheideparameter und der Zugabe von Additiven optimiert wird. Dieses Vorgehen führt zu einer alkalischen Elektrolytzusammensetzung, deren Abscheidung mit der aus zyanidhaltigen Silberelektrolyten vergleichbar ist. Mit diesem ist es möglich, über einen breiten Stromdichtebereich homogene, geschlossene und matte Silberschichten abzuscheiden. Dabei kommt ein Komplexbildner zum Einsatz, der ungiftig und deutlich umweltfreundlicher ist als Zyanid. Allerdings sollte in weiterführenden Untersuchungen die Glanzbildung und die Prozesssicherheit sowie die Anwendbarkeit in größerem Maßstab erforscht werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/895168146moesl.txt
Pohle, Lisa
Abscheidung von Zinnoxidschichten mittels Atmosphärenduckplasmajet. - Ilmenau. - 129 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2017

In der vorliegenden Arbeit wurden undotierte Zinnoxidschichten mittels Atmosphä-rendruckplasmajet (APPJ) auf Glas- und Siliziumsubstrate abgeschieden. Als Precursor wurde Tetrabutylzinn (TBT) verwendet und mit Hilfe einer Aerosolerzeugereinheit in den Plasmastrahl eindosiert. Die Einflüsse der Auftragsanzahl und der Substrattemperatur auf die Schichteigenschaften wurden untersucht. Die Bestimmung der Leitfähigkeit erfolgte mittels 4-Punkt-Messung. Um die Transmission und die optischen Bandlücken zu ermitteln, kam UV-Vis-Spektroskopie zum Einsatz. Die Schichtdicken sowie optische Eigenschaften wurden mit Hilfe der Spektralellipsometrie analysiert. Die Charakterisierung von Schichtaufbau und Morphologie erfolgte auf Grundlage von REM-, AFM- und TEM-Untersuchungen. Zusätzlich fand die Beurteilung der Oberflächenbeschaffenheit anhand von Lichtmikroskopie, Profilometrie und Kontaktwinkelmessung statt. Basierend auf GI-XRD-Untersuchungen wurden Struktur, Textur und Korngröße der Zinnoxidschichten bewertet. Bei Substrattemperaturen unter 300 ˚C auf Si abgeschiedene SnOx-Schichten bestehen aus einem 20 bis 30 nm dicken, relativ dichten und feinkörnigen Film, der mit steigender Entfernung von der Substratoberfläche in ein poröses Gerüst aus Partikelaggregaten und -clustern übergeht. Mit steigender Substrattemperatur verdichtet sich die Schicht, die scharfkantigen Partikel runden sich deutlich ab und lagern sich dichter zusammen. Für die APPJ-Schichten auf Glassubstraten konnte kein Zusammenhang zwischen Substrattemperatur oder Anzahl der Beschichtungsdurchläufe und spezifischem Widerstand festgestellt werden. Er schwankt zwischen 0,01 [Omega]cm und 0,4 [Omega]cm und ist etwas geringer als die Widerstände der durch Sputtern hergestellten Vergleichs-SnOx-Schichten (0,15 1,5 [Omega]cm). Die Schichten sind überwiegend röntgenamorph bzw. nanokristallin. Ansätze von Röntgenpeaks zeigen sich erst ab einer Substrattemperatur von 500 ˚C. Der Leitsilberlack, der zur Substratfixierung bei hohen Temperaturen verwendet wurde, induziert eine Kristallisation bzw. Umkristallisation der SnO2-Schicht. Sie setzt unmittelbar nach dem Abscheidevorgang auf beheizten Substraten ein und wird durch die Abkühlung auf Raumtemperatur unterbrochen. Hierbei bilden sich komplexe und stark verzweigte Kristalle in einem kurzen Zeitraum, was auf ein thermodynamisches Ungleichgewicht in den abgeschiedenen Schichten hindeutet.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/894806912pohle.txt
Gensowski, Katharina
Entwicklung leitfähiger Druckpasten zur elektrochemischen Strukturierung von Aluminiumschichten für die Solarzellenmetallisierung mittels statistischer Versuchsplanung. - Ilmenau. - 100 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2017

Die vorliegende Arbeit thematisiert die Entwicklung von leitfähigen Druckpasten für neuartige elektrochemische Druckverfahren. Mit diesen Verfahren können dünne Metallschichten strukturiert werden, um Leiterbahnen auszubilden. Die ECM-Technologie (Electrochemical Machining) und die lokale Oxidation zur Strukturierung von Metallschichten werden in dem elektrochemischen Druckprozess kombiniert. In der Anwendung auf Solarzellen bietet sich mit diesem maskierungsfreien, flexiblen und kostengünstigen Verfahren die Perspektive, ein sehr effizientes (eta = 26,6%), jedoch bisher unwirtschaftliches Solarzellenkonzept (Rückseitenkontaktsolarzellen), attraktiver für die industrielle Massenproduktion zu gestalten. Durch die Neuheit des Verfahrens gibt es für den elektrochemischen Druckprozess keine kommerziell erhältlichen leitfähigen Druckpasten. Die Pastenentwicklung wurde mittels vollfaktoriellem Versuchsplan in dieser Arbeit durchgeführt. Zudem wurden die Pasten bezüglich der rheologischen Eigenschaften, der Benetzbarkeit und der Druckbarkeit charakterisiert. Es wurden die elektrische Leitfähigkeit, die Ätzwirkung und die Druckbarkeit als Hauptanforderungen definiert. Die Zielgröße des Versuchsplans ist das Druckergebnis der Pasten. Die Druckpasten sind wasserbasierte Systeme mit NaNO3, welches als elektrochemisch aktive Spezies fungiert. Lösungsmittel, Verdickungsmittel und Rheologieadditive sind weitere Komponenten der Druckmedien. Die Pastenherstellung und die Pastenhomogenisierung wurden ebenfalls entwickelt. Die rheologischen Eigenschaften und die Partikelgröße der Pasten hängen von den Konzentrationen des Kieselgels und des Rheologieadditivs BYK-420 (modifizierter Harnstoff) ab. Mit steigender Konzentration der Additive nimmt die Viskosität der Paste zu und die Partikelgröße der Paste ab. Mittels elektrochemischem Siebdruck wurden vollflächige Aluminiumschichten mit unterschiedlichen Druckpasten strukturiert. Das Druckergebnis wird von der Viskosität, der Pastenhomogenität und der NaNO3-Konzentration maßgeblich beeinflusst. Es konnte eine Standardrezeptur bestimmt werden, die auf 20 %iger NaNO3-Lösung basiert und mit Xanthan verdickt wird. 2,3% Kieselgel und 2,4% Rheologieadditiv BYK-420 sind zudem enthalten. Damit wurden Druckergebnisse mit Konturengenauigkeit und durchgängigen Ätzbereichen mit Pasten erreicht, die die höchsten Additivkonzentrationen enthielten. Die Pastenrezeptur konnte reproduzierbar hergestellt werden. Zukünftig ist eine weitere Pastenoptimierung mit dem Schwerpunkt der Partikelgrößenreduzierung notwendig, um den elektrochemischen Druckprozess prozesssicher durchführen zu können.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/894755110genso.txt
Drößler, Marcel
Prozesintegration der Siphonimprägnierung als neue Imprägniertechnik für das Fasernasswickelverfahren zur Herstellung von Epoxidhochleistungsverbundwerkstoffen. - Ilmenau. - 115 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2017

Die Fasernasswickeltechnik ist einer der wichtigsten Herstellungsverfahren für die Fertigung von unidirektionalen (UD) faserverstärkten Kunststoffen. Hochbelastete Bauteile wie Wasserstoffdrucktanks, Antriebswellen oder auch Armierungshülsen für Permanentmagnetmotoren werden mit der Wickeltechnik hergestellt. Durch die kontinuierlich ansteigende Nachfrage an UD-Verbundwerkstoffen, ist die Faserverbundindustrie gefordert die Produktionseffizienz zur Kostenreduzierung zu steigern. Im Rahmen dieser Arbeit wurde bei der Schunk Kohlenstofftechnik GmbH die Prozessintegration der Siphonimprägnierung (SI) als neue Imprägniertechnik durchgeführt. Aktuell wird mit der Walzen- und Tauchimprägnierung mit bis zu 100 Prozent Harzüberschuss gearbeitet. Besonders für sehr teure Matrixsysteme ist mit diesen Imprägniertechniken keine Wirtschaftlichkeit mehr gegeben. Hinzu kommt, dass die Geschwindigkeit des Wickelprozesses begrenzt ist. Das Ziel der Siphonimprägnierung war es die Menge des Harzüberschusses drastisch zu reduzieren und die Wickelgeschwindigkeit zu erhöhen, bei gleichbleibender Bauteilqualität. Dafür wurden Versuchsrohre bei sukzessiv ansteigenden Geschwindigkeiten hergestellt. Simultan zur Geschwindigkeitserhöhung erfolgte die Anpassung der Dosiermenge, um den Harzüberschuss zu minimieren. Die aus den Rohren hergestellten Probekörper wurden schließlich einer Reihe an Untersuchungen unterzogen und mit Referenzproben, die mit der Walzenimprägnierung (WI) hergestellt wurden, verglichen. Die Senkung des Harzüberschusses war erfolgreich, muss aber noch durch Anpassungen Dosieranlagensoftware verbessert werden. Es zeigte sich das eine Erhöhung der Wickelgeschwindigkeit keine Minderung der Bauteilqualität zur Folge hat. Die Versuchsreihe mit der Maximalgeschwindigkeit von 75 m/min erzielte in allen Bereichen gleichwertige Ergebnisse wie die Referenzproben und wiesen zudem die höchsten Zugfestigkeiten von allen Versuchsreihen auf. Die Fadenspannung erwies sich dennoch als zu niedrig, da die Schliffbilder noch deutliche Poren- und Porenzeilen im Laminat der Bauteile aufwiesen. Es hat sich herausgestellt, dass die Laminatqualität der hergestellten Bauteile besonders von der Prozessführung abhängig ist. Störungen während der Imprägnierung verursachten nicht akzeptable Fehlstellen in den Bauteilen. Kritische Porenzeilen führten zu einer deutlichen Senkung der mechanischen Eigenschaften. Durch weitere Prozessanpassungen, wie die Erhöhung der Fadenspannung sowie der Softwareoptimierung der benutzen Dosieranlage, wird es möglich sein mit der SI porenfreie Bauteile bei einem geringen Harzüberschuss und hohen Abzugsgeschwindigkeiten zu realisieren.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/89333121Xdroes.txt
Trautvetter, Tom
Elektrische Leitfähigkeitsuntersuchungen an MOX-Schichten für die Gassensorik. - Ilmenau. - 105 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2017

Für die Erkennung von Bränden in der frühen Entstehungsphase, ist es erforderlich Sensoren mit hoher Sensitivität, Langzeitstabilität und geringer Querempfindlichkeit zu entwickeln. Gassensoren auf Basis von Metalloxiden zeichnen sich durch unterschiedliche Sensitivitäten gegenüber verschiedenen Rauch- und Brandgasen aus. Ziel dieser Arbeit war es, anhand von Komplexuntersuchungen die elektrischen Kenndaten der untersuchten Metalloxidschichten in Abhängigkeit von Prozessführung, Struktur-, Gefüge- und Eigenschaftsbeziehungen zu evaluieren. Dazu wurden Schichten aus WO3 und SnO2 auf ebenem Siliziumsubstrat untersucht. Mittels Magnetronsputtern in Sauerstoffatmosphäre wurden diese aufgetragen und in einem anschließenden Temperprozess behandelt. Zu den Ermittlungen der elektrischen Eigenschaften kamen Untersuchungen der Oberflächenbeschaffenheit, Kristallinität, Korngröße und Schichtdicke hinzu (Masterarbeit Anna Franz). Parallel dazu wurden quantitative Tiefenprofil- und Stöchiometrieanalysen mittels optischer Glimmentladungsspektroskopie erstellt (Masterarbeit Rene Böttcher). Auf Basis von theoretischen Modellen zum Ladungstransport in dünnen Schichten, wurden die Ergebnisse der elektrischen Leitfähigkeitsuntersuchungen bewertet. Es stellte sich heraus, dass für die untersuchten Metalloxidschichten das Modell nach Mayadas und Shatzkes, welches einen Korngrenzeneinfluss auf den elektrischen Widerstand als vordergründig propagiert, als valide eingestuft werden kann. Die für WO3 und SnO2 optimalen Prozessparameter konnten im Rahmen der Untersuchungen bestimmt werden. Zudem wurden im Rahmen des EU-Projektes SAFESENS weiterführende Gassensortests vom Projektpartner Bosch am Standort Reutlingen durchgeführt. Mit abnehmender Schichtdicke konnte die Sensitivität der untersuchten Metalloxidschichten gesteigert werden. Wolframoxid zeigte gegenüber NO2 und Zinnoxid gegenüber H2 sehr gute Sensorreaktionen mit entsprechenden Sensitivitäten. Es konnte zudem ein kurzes Ansprechverhalten auf die zugeführten Gase, für beide Materialsysteme in Dünnschichtkonfiguration, nachgewiesen werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/892913754traut.txt
Utz, Michael
Krafteinleitungselemente für einen Hybridverbund aus CFK und Kunststoffschaum. - Ilmenau. - 62 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2017

Das Substituieren von bestehenden Baugruppen durch leichtbaugerecht gestaltete Alternativen bietet häufig die Möglichkeit Prozesse und Maschinen energieeffizienter und vielseitiger zu betreiben. So kann durch eine Gewichtsreduzierung der in dieser Arbeit betrachteten Vertikalschwingplatte eines Schwingungsprüfgerätes die eingesparte Last im gleichen Maße zur Masseerhöhung der Prüfkörper genutzt werden oder alternativ kann die Prüfeinrichtung innerhalb eines höheren Frequenzbereichs betrieben werden. Die Kombination von Deckschichten aus kohlefaserverstärktem Kunststoff und einem Kern aus Kunststoffschaum zu einem Sandwichverbund ermöglicht es Lasten unter geringerem Gewichtseinsatz als bei einem metallischen Festkörper aufzunehmen, ohne dass ein Absinken der mechanischen Eigenschaften zu erwarten ist. Zugleich erfordert eine solche Maßnahme eine genaue Betrachtung der Krafteinleitungselemente, die sich leicht als Schwachpunkt einer solchen Konstruktion erweisen können. Diese Wechselwirkung zwischen Sandwichverbund und Krafteinleitungselement stellt den betrachteten Forschungsschwerpunkt der folgenden Arbeit dar. Es werden verschiedene Gestaltungsmöglichkeiten für solche Krafteinleitungselemente aufgezeigt, die auf den vorliegenden Lastfall und die Vorgaben aus dem Lastenheft angepasst, sowie nach den entscheidenden Kriterien bewertet und ausgewählt werden. Für die vielversprechendsten Konzepte wird ein Ablauf zur Auslegung mittels der Finiten Elemente Methode aufgezeigt, deren Ergebnisse durch eine mechanische Prüfung der hergestellten Modellbauteile validiert wird, sodass ein Versagen der Bauteile ausgeschlossen werden kann. Für eine der zwei geprüften Varianten des Inserts kann nach den durchgeführten Messungen eine Eignung für den geprüften Lastfall angenommen werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/890482810utz.txt
Li, Zhibin
Konzipierung, Realisierung und Validierung eines Fluidisierungs-Prüfstandes für Schüttgüter. - Ilmenau. - 82 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2017

Die Betrachtung des Fließverhaltens von Schüttgütern dient der erforderlichen Verarbeitung von Thermoplasten mittels Schneckenmaschinen. Um das Fließverhalten von Schüttgütern effizient charakterisieren zu können, kann ein Fluidisierungs-Prüfstand für Schüttgüter mit Hilfe zwei typischer Kennwerte, dem Lawinenwinkel und der Lawinenhöhe, konzipiert und realisiert werden. Das Messprinzip aus der Pulververarbeitung wird in dieser Arbeit zu Hilfe genommen und optimiert. Zur Analysierung der physikalischen Bewegungsgrundlagen des Schüttguts wird das Einzelkugelmodell untersucht. In der vorliegenden Arbeit wird ein Fluidisierungs-Prüfstand entwickelt, der aus Antriebsmechanismus, digitalem Bildverarbeitungssystem sowie digitalen Steuerungssystem besteht. Mit diesem Prüfstand werden mögliche Konstruktionsparameter und Betriebsparameter untersucht. Die Versuchsergebnisse der Variation von Füllungsgrad der Schüttgüter, Drehzahl und Umfangsgeschwindigkeit der Trommel und Trommeldurchmesser werden mit Hilfe der Standardabweichung analysiert und ausgewertet. Die Auswertung des Fließverhaltens mit diesem Fluidisierungs-Prüfstand ermöglicht die Vergleichbarkeit und Übertragbarkeit zwischen unterschiedlichen Schüttgütern.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/890356084li.txt
Berlin, Werner
Werkstoffentwicklung und Bauteiloptimierung bei NFK-Organoblechen. - Ilmenau. - 200 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2017

Die Arbeit behandelt Untersuchungen an flächigen, thermoplastischen, faserverstärkten Halbzeugen. Vor allem soll dabei die Möglichkeit einer Substitution von Glasfasern durch pflanzliche Naturfasern und die entsprechende Additivierung von Kunststoffen für den Gebrauch mit pflanzlichen Naturfasern betrachtet werden. Dazu werden verschiedene Additive in verschiedenen Dosierungen auf Schneckenanlagen zu Kunststoffen und in einem nächsten Schritt zu Organoblechen verarbeitet. An den Kunststoffen werden thermische und mechanische, an den Organoblechen chemische und mechanische Prüfungen durchgeführt. Die Ergebnisse erlauben eine Aussage über die Eignung der jeweiligen Additive und deren Dosierung. Als Ergebnis wird eine an den Einsatz von pflanzlichen Naturfasern angepasste Kunststoffformulierung herausgestellt. Das daraus hergestellte Organoblech hat die im Rahmen der Betrachtungen höchsten mechanischen Eigenschaften.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/890122466berli.txt
Heinisch, Daniel
Identifikation von Energieeinsparpotenzialen in der Kunststoffproduktion. - Ilmenau. - 71 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2017

Die energieintensive Kunststoffindustrie sieht sich mit den steigenden Energiekosten konfrontiert. Das führt vermehrt zu Energieeffizienzbetrachtungen der Kunststoffmaschinen. Diese sollen im Rahmen dieser Arbeit untersucht werden. Betrachtet werden die drei Verfahren Extruion, Extrusionsblasformen und Spritzguss. In der vorliegenden Arbeit wird deshalb eine Methode entwickelt, um Energieeinsparpotenziale zu identifizieren. Diese Vorgehensweise soll am laufenden Prozess anwendbar sein. Darum sind nur minimalinvasive Messungen möglich, um den Produktionsablauf nicht zu stören. Mit der entwickelten Methode können in neun Schritten Energieeinsparpotenziale identifiziert werden. Durch Zusammenstellung vorhandener Kennzahlen zum Energieverbrauch sind Einschätzungen bezüglich der Energieeffizienz möglich. Von Bedeutung ist dabei der spezifische Energieverbrauch. Gemessen wurde, um die Methode zu testen, am Extruder und an der Spritzgussmaschine im Technikum der TU Ilmenau. Die Auswertung bestätigte die Praxistauglichkeit der Methode, da Einsparpotenziale identifiziert werden konnten. Daraufhin wurde die Methode für Spritzgussmaschinen in der Industrie validiert. Auch hierbei konnten Einsparpotenziale identifiziert werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/889488088heini.txt
Löw, Daniel
Untersuchung es Einflusses verschiedener Legierungselemente und Zusatzstoffe auf die Viskosität von teilerstarrten Aluminiumlegierungen. - Ilmenau. - 55 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2017

Die Arbeit beschäftigt sich mit dem Einfluss verschiedener Legierungselemente, speziell Magnesium und Silizium, und Zusatzstoffe (Glasfasern) auf die Viskosität von teilerstarrten Aluminiumlegierungen. Die Viskositätsmessungen wurden in einem Rotationsviskosimeter nach der Searle-Methode durchgeführt. Dabei wurden Aluminiumschmelzen bis in die vollständige Erstarrung abgekühlt und permanent die Viskosität gemessen. Es wurden Legierungen mit unterschiedlichen Gewichtsprozent an Silizium und Magnesium gemessen. Ebenfalls wurde eine definierte Legierung mit unterschiedlichen Gewichtsprozent Glasfasern versetzt, sodass deren Einfluss auf das Viskositäts-Temperatur-Diagramm dargestellt werden konnten. Abschließend wurde das Erstarrungsverhalten der Legierung diskutiert.


Kannenberg, Antje
Einfluss von Partikelgröße und Bindersystem von Glaspulvern auf ihre Verarbeitbarkeit bei der werkzeugfreien Herstellung von Sinterglaskörpern für Glasdurchführungen. - Ilmenau. - 117 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2017

Die generative Fertigung gewinnt immer mehr an Bedeutung in der Wirtschaft. Diese Fertigung ermöglicht eine Produktion nach kundenspezifischen Wünschen oder von Kleinserien bei einer zeitlichen und finanziellen Ersparnis im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren. Bei der Fertigung von Sinterglaskörpern für Glasdurchführungen ist mit dem aktuellen Pressverfahren eine Kleinserienproduktion nicht wirtschaftlich. Für jede neue Form muss ein neues Werkzeug angefertigt werden. Dieses ist teuer und die Anfertigung dauert mehrere Wochen. Daher soll zusätzlich zur bestehenden Produktion der 3D-Druck eingeführt werden. Diese Arbeit baut auf einem bestehenden Verfahren auf, welches aus einem erfolgreichen Druck und anschließender Sinterung besteht. Die Eigenschaften der Sinterglaskörper entsprechen noch nicht denen der Presslinge. Um diese zu verbessern wurden zwei Glaspulver untersucht. Das Hauptaugenmerk lag auf den Parametern, welche Einfluss auf die Dichte, Porosität und Formtreue besitzen. Der wichtigste Einfluss auf die Dichte und Porosität ist die Korngrößenverteilung und die Schüttdichte. Mit einer breiten Verteilung, welche einen hohen Feinanteil und einen geringen Grobanteil besitzt, konnte mit dem Alkali-Barium-Borosilicatglas eine hohe Schüttdichte erreicht werden. Nach dem Sintern besitzen diese Sinterglaskörper eine vergleichbare Dichte mit den Presslingen. Das Alkali-Erdalkali-Silicatglas zeigt aufgrund der kleineren maximalen Korngröße bei der Ausgangssiebung eine geringere Dichte auf. Bei diesem Glaspulver sind jedoch die Druckmaße und das Temperaturregime besser angepasst, wodurch eine gute Formtreue erreicht wurde. Für beide Gläser wurde eine Anpassung des Temperaturregimes mit der Software Thermokinetics durchgeführt, die das Entbindern optimierte. Zwar besitzt kein gedruckter Sinterglaskörper in allen Eigenschaften vergleichbare Werte wie die Presslinge, jedoch können weitere Anpassungen auf Basis der Ergebnisse durchgeführt werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/889278881kanne.txt
Sommer, Ann-Kathrin
Uni-Alloy-Konzept für Aluminiumdruckgussbauteile mit unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften. - Ilmenau. - 131 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2017

Der Anteil an Aluminiumdruckgussbauteilen in den Karosserien heutiger Automobile wächst stetig. Je nach Anwendungsort in der Karosserie werden spezifische Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften gestellt. Aktuell geschieht die Fertigung der drei geforderten Festigkeitsklassen crashrelevant, festigkeitsrelevant und hochfest aus zwei verschiedenen Legierungszusammensetzungen kombiniert mit drei individuellen Wärmebehandlungsprozessen. Um eine Reduzierung der Komplexität des Wärmebehandlungsprozesses und eine Angleichung der Taktzeit zu erzielen, wird ein sogenanntes Uni-Alloy-Konzept entwickelt. Ziel ist das Einstellen der drei Funktionsklassen mit einer Legierungszusammensetzung und einer Wärmebehandlung mit einer taktzeitneutralen Parameteränderung. Dazu werden in einem ersten Schritt die Ergebnisse vorangegangener Versuche analysiert und bezüglich der mechanischen Performance und Prozessierbarkeit bewertet. Ausgehend von der Bewertung werden neue Lösungsansätze erarbeitet. Im weiteren Verlauf der Arbeit werden die Ansätze zur Einflussnahme auf die Legierungszusammensetzung und die Wärmebehandlung weiter verfolgt. Die Eignung der Ansätze für das Uni-Alloy-Konzept geschieht durch eine Bestimmung der mechanischen Eigenschaften unter Zugbelastung. Die mechanischen Kennwerte werden vor und nach dem Wärmeeintrag zur Simulation der kathodischen Tauchlackierung sowie des Wärmeeinflusses im Fahrzeugbetrieb untersucht. Es müssen thermisch stabile mechanische Kennwerte vorliegen. Die Einflussnahme auf die Legierungszusammensetzung wird durch eine Reduzierung des Mg-Gehaltes umgesetzt. Dabei kann, als neue Funktionsklasse, eine naturharte Legierung integriert werden. Für die Einflussnahme auf die Wärmebehandlung werden die Parameter der einzelnen Teilschritte Lösungsglühen, Abschrecken und Warmauslagern modifiziert. Es werden verschiedene Lösungsansätze zur Umsetzung des Uni-Alloy-Konzepts herausgearbeitet. Abschließend erfolgt ein wertender Vergleich der zielführenden Varianten. Es wird eine Empfehlung für die Umsetzung der Lösungsansätze in der Serie an Aluminiumdruckgussbauteilen gegeben.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/889277249somme.txt
Rieg, Laura
Anforderungen an die Prüfung von geschäumten Kunststoffproben. - Ilmenau. - 53 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2017

Ziel der Arbeit war die Entwicklung und Wahl geeigneter Prüfverfahren für Partikel- und Integralschäume aus Polypropylen. Die Prüfungen wurden priorisiert auf die Lastfälle Zug, Druck und Biegung. Motivation hierfür war der Einsatz von Kunststoffschäumen in der Automobilherstellung. Zunächst wurde dafür eine Recherche zu existierenden Prüfverfahren von Kunststoffschaum und speziell Partikel- und Integralschaum vorangesetzt. Mit dieser wurden dann Prüfungen von Partikelschaum in zwei verschiedenen Dichten, mit variierenden Probekörperabmaßen in den erwähnten Lastfällen durchgeführt. Aufgrund dieser Versuchswerte konnten dann Empfehlungen für die Probekörperabmaße von Partikelschaum gegeben werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/88818266Xrieg.txt
Römhild, Florian
Untersuchung zur Wirksamkeit der Carbochlorierung bei der Reinigung von mineralischen Rohstoffen zur Herstellung von Kieselgläsern im Plasmaschmelzprozess. - Ilmenau. - 53 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2017

Für den Großteil der technischen Anwendungen von Quarzglas ist es notwendig, dass dieses von höchster Reinheit ist. Dazu muss die Abreicherung von den Verunreinigungen im Rohstoff in der Rohstoffaufbereitung weiter verbessert werden. Als klassisches Aufbereitungsverfahren gibt es die Heißchlorierung. Dabei werden viele der Verunreinigungen durch eine chemische Reaktion mit chlorhaltigem Gas bei hohen Temperaturen aus dem Granulat ausgetrieben. Nach dem aktuellen Stand der Technik gibt es zwei weit verbreitete Verfahren dazu: die Heißchlorierung im Drehrohrofen und die Heißchlorierung im Fließbettofen. Bei diesen Methoden ist die Abreicherung der verunreinigenden Begleitelemente an der Oberfläche der Körner effektiv und gut dokumentiert. Die Carbochlorierung soll nun eine mögliche weitere Alternative zu den klassischen Aufbereitungsverfahren darstellen. In dieser Ausarbeitung geht es darum herauszufinden, inwieweit eine Carbochlorierung beziehungsweise eine Chlorierung mit gekoppelter Reduktion die Abreicherung von Verunreinigungen beeinflusst. Dabei soll herausgefunden werden, ob diese Methode überhaupt wirksam ist. Ist dies der Fall, sollen Aussagen getroffen werden ob die Abreicherung absolut oder spezifisch für bestimmte Elemente abläuft. um den optimalen Durchfluss des Reinigungsgases Chlorwasserstoff zu ermitteln, ist es notwendig verschiedene Referenzversuche durchzuführen. Mit diesem werden dann Untersuchungen zur Carbochlorierung in Hinblick auf das eingesetzte Reduktionsmittel (Kohlenstoffmonoxid, Wasserstoff, Mischung der beiden) und die vorliegenden Prozesstemperatur (800˚C, 1000˚C oder 1250˚C) realisiert. Es werden vergleichende Untersuchungen zwischen kristallinem und amorphem Ausgangsmaterial angestellt um deren Verhalten bei der Heißchlorierung zu charakterisieren. Zusätzlich soll mit gezielt dotiertem Granulat der Einbau dieser Verunreinigungen in die Quarzrohstoffstruktur analysiert werden. Aus zeitlichen Gründen musste jedoch bei dieser Ausführung auf die Auswertung dieser Versuche verzichtet werden. All dies dient der Verständnisgewinnung für die ablaufenden Vorgänge bei der Chlorierung von Quarzsanden in Abhängigkeit von der Temperatur, dem Gasangebot und der Bindungssituation um am Ende die Frage beantworten zu können: Führt eine Carbochlorierung zu einem effizienteren Abreicherungsprozess? Die Untersuchungen haben ergeben, dass die Carbochlorierung keine effizientere Alternative zur herkömmlichen Heißchlorierung darstellt. Durch die Behandlung mit den Reduktionsgasen konnten keine besseren Ergebnisse erzielt werden, als bei der Behandlung ohne zusätzliche Reduktion. Dabei konnten keine größeren Unterschiede zwischen den zwei verschiedenen Behandlungsarten festgestellt werden. Es ist möglich mit dem Zusatz von Wasserstoff bei sehr hohen Temperaturen den Eisengehalt weiter zu senken, jedoch ist dann die Natriumabreicherung schlechter. Hinzu kommt, dass mit dem Einsatz von Wasserstoff eine genauere Prozesskontrolle erforderlich ist. Bei den hohen Temperaturen muss die Wasserstoffverbrennung überwacht werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/887678181roemh.txt
Kirschner, Markus
Verarbeitung von Staubfraktionen. - Ilmenau. - 131 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2017

Glasstäube können gesundheitsschädlich sein und müssen zum Teil wie Sondermüll behandelt werden. Diese zu deponieren ist ökonomisch und ökologisch nicht erstrebenswert. Ziel der Arbeit ist es festzustellen, ob eine Möglichkeit existiert, die Stäube, die während der Altglasaufbereitung und der Glasproduktion entstehen, in den Prozess mit einzugliedern oder als eine neue Rohstoffquelle zu nutzen. Hierfür werden die Möglichkeiten des Einschmelzens genauer untersucht. Dadurch soll die Verarbeitbarkeit der Stäube verbessert werden und gleichzeitig eine weitere Verstaubung vermieden. Aus diesem Grund werden die Inertisierung und Homogenisierung sowie das Einschmelzverhalten genauer untersucht und gegeben falls optimiert.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/884236242kirsc.txt
Benner, Philipp
Erzeugung von ATZ-Keramiken mittels additiver Fertigungsverfahren und deren Charakterisierung. - Ilmenau. - 71 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2017

Ziel dieser Arbeit ist die Herstellung und Untersuchung zylindrischer Formkörper und Knie-Demonstratoren für die Behandlung von Kniegelenkschäden. Die Bauteile werden mittels dem additiven Fertigungsverfahren lithography-based ceramic manufacturing (LCM) erzeugt. Weitere Bestandteile dieser Arbeit sind das Erarbeiten eines thermischen Regimes zur Herstellung dieser Bauteile und die Herstellung einer Suspension zur Schlickerentwicklung. Die Auswirkung des Herstellungsprozesses auf die zylindrischen Formkörper wird durch die Vermessung der Bauteile, Gründichte und Schwindung betrachtet. Untersuchungen durch die [my]-CT, FE-REM, XRD und chemische Analyse lieferten Informationen über das gesinterte Bauteil, sowie die Druckfestigkeitsuntersuchung über die mechanischen Eigenschaften. Die Untersuchung der Knie-Demonstratoren ist eine erste Bestandsaufnahme. Gemessen werden Sinterdichte, Maße, Winkel, Kontur und Rauheit. Da die organischen Zusätze für die zylindrischen Formkörper und Knie-Demonstratoren verschieden sind, wird an je einem thermischen Regime gearbeitet. Die Herstellung der Suspension dient einer Schlickerentwicklung und der Weiterentwicklung additiver Fertigungsverfahren.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/883937867benne.txt
Iwan, Christoph
Einfluss von Geometrie, Feuchtegehalt und Verdichtungsgrad von Holzlangspänen auf mechanische Eigenschaften mit Matrix verpresster HHKV. - Ilmenau. - 144 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2017

Im Rahmen der vorliegenden Masterarbeit wurde der Einfluss ausgewählter Materialparameter von Holzlangspänen auf die mechanischen Eigenschaften mit Matrix verpresster Hochleistungs-Holz-Kunststoff-Verbunde (HHKV) untersucht. Im Anschluss einer ausführlichen Literaturrecherche wurden Prüfverfahren zur Bestimmung mechanischer Eigenschaften von Holz und Holzwerkstoffen ausgewählt. Im Rahmen von Voruntersuchungen wurden signifikante Prozessparameter identifiziert und deren Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften von Holzlangspänen abgeschätzt. Mittels der DoE-Methode (Design of Experiments) und unter Berücksichtigung der drei einflussreichsten Prozessparameter auf die mechanischen Eigenschaften, wurde ein Versuchsplan erstellt. Mit Hilfe eines statistischen Analyseprogramms wurden die Messergebnisse ausgewertet und Berechnungsformeln für mechanische Eigenschaften von Holzlangspänen erarbeitet und verifiziert.


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Franke, Clemens
Entwicklung eines CFK Kardanantriebes für ein Lastfahrrad. - Ilmenau. - 101 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2017

Der Leichtbau dient der Effizienzsteigerung mechanischer Komponenten und gewinnt stetig an Interesse. Gezielter Materialeinsatz, sowie die entsprechende Bauteilkonstruktion ermöglichen die Entwicklung und Herstellung von Bauteilen mit hoher Belastbarkeit bei gleichzeitig geringem Gewicht. Besonders geeignet sind hierfür Faserverbundkunststoffe, die bei korrektem Einsatz hohe spezifische mechanische Eigenschaften aufweisen und durch die geringe Dichte das Bauteilgewicht minimieren. Einen Anwendungsfall von Faserverbundkunststoffen stellt der in dieser Arbeit betrachtete Kardanantrieb für ein leichtes Lastenfahrrad dar. Ziel ist es, mittels eines Leichtbaupotentialkonzeptes, das dem Ablauf einer mehrwertigen Bewertung folgt, die Bauteile des Antriebes zu ermitteln, die in Leichtbauweise hergestellt werden können. Dafür wird zunächst der konventionelle Kardanantrieb entwickelt und an das Lastenfahrrad angepasst. Dieser wird hinsichtlich definierter, gewichteter Kriterien bewertet und die in Leichtbauweise herzustellenden Bauteile werden ermittelt. Die ausgewählten Bauteile werden anschließend ausgelegt, konstruiert und in äquivalenten Lastfällen simuliert. Der gesamte Kardanantrieb wird entsprechend der Leichtbauteile angepasst. Darauf folgt ein Vergleich hinsichtlich des Gewichtes zum konventionellen Antrieb und das Einsparungspotential wird aufgezeigt. Auf Grundlage der Konstruktion des Leichtbaukardanantriebes wird ein Demonstrator entwickelt, der der praktischen Umsetzung des Antriebsstranges und der Validierung der Funktion ebendieses dient. Für den Aufbau des Demonstrators werden die zuvor entwickelten Leichtbauteile hergestellt und aufgrund betrieblicher Rahmenbedingungen angepasst. Der Demonstrator stellt eine funktionsfä-hige Grundlage für weiterführende Tests und den Aufbau eines Prototyps des Lastenfahrrades dar.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/883772418frank.txt
Romeis, Marco
Optimierung der Vormateriaspezifikationen für das Aluminiumschmieden. - Ilmenau. - 113 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2017

Das Schmieden von Aluminiumbauteilen aus stranggegossenem Barrenzuschnitten wird erst seit wenigen Jahren industriell angewendet. Die Anforderungen, die an dieses gestellt werden, sind deshalb nicht genauer festgelegt. Das Ziel dieser Arbeit war es Spezifikationen für dieses Vormaterial aus einer hochlegierten 6082 Aluminiumlegierung zu erarbeiten. Der Fokus der Grundlagenrecherche lag darauf verschiedene Anforderungen und Voraussetzungen an das Vormaterial zu definieren, sowie Empfehlungen aus der Literatur zusammenzufassen. Der Augenmerk des experimentellen Teils war die Untersuchung verschiedener Homogenisierungstemperaturen, -zeiten und Abschreckraten, sowie die Bestimmung geeigneter Parameterkombinationen für den Schmiedeprozess. Weiteres Ziel dieser Arbeit war es im Sinne einer Eingangsprüfung eine einfache Methode zur Bestimmung des gewünschten Homogenisierungszustandes zu entwickeln. Durch die Literaturrecherche konnten sinnvolle Grenzwerte für den Wasserstoffanteil definiert werden. Auch weitere Einschränkungen zur chemischen Zusammensetzung des Vormaterials konnten getroffen werden. Im experimentellen Teil dieser Arbeit wurde die Einformung der AlFe(Mn)Si-Phasen und die Auflösung der Mg2Si-Mikroseigerungen in Abhängigkeit der Homogenisierungsparameter bei verschiedenen Wärmebehandlungszuständen bestimmt. Es wurden Untersuchungen am Rasterelektronenmikroskop, sowie am Lichtmikroskop durchgeführt. Außerdem wurden die mechanischen Kennwerte der Probekörper im Zustand T6 ermittelt. Resultat der Versuche war, dass eine Homogenisierungstemperatur von über 510 ˚C und Abschreckraten unter 300 K/h notwendig sind, um die vorhandenen Mg2Si-Mikroseigerungen nach Aufheizung im Anwärmofen aufzulösen. Durch Versuche an geschmiedeten Bauteilen konnte zudem festgestellt werden, dass sich auch nicht homogenisiertes Vormaterial für den Schmiedeprozess eignen könnte. Es zeigte sich, dass nicht homogenisiertes Vormaterial zu keiner erhöhten Rissbildung führt. Grund ist vermutlich die Umwandlung der vorhandenen β-AlFeSi-Phasen in die α-AlFe(Mn)Si-Phasen, die bereits im Anwärmofen erfolgte. Untersucht wurde zudem die Grobkornausbildung, die mechanischen Kennwerte im Zustand T5, sowie das Gefüge an einem stark umgeformten Stelle. In den durchgeführten Versuchen zeigte sich zudem, dass durch die Messung der Härte und der elektrischen Leitfähigkeit, eine Bestimmung des Homogenisierungszustandes möglich ist. Eine Zusammenhang zwischen dem durch das Ultraschallverfahren bestimmten E-Modul bzw. den Schallschwächungskoeffizienten und des Homogenisierungszustandes war nicht feststellbar. Es konnte allerdings die These bestätigt werden, dass durch die UDas Schmieden von Aluminiumbauteilen aus stranggegossenem Barrenzuschnitten wird erst seit wenigen Jahren industriell angewendet. Die Anforderungen, die an dieses gestellt werden, sind deshalb nicht genauer festgelegt. Das Ziel dieser Arbeit war es Spezifikationen für dieses Vormaterial aus einer hochlegierten 6082 Aluminiumlegierung zu erarbeiten. Der Fokus der Grundlagenrecherche lag darauf verschiedene Anforderungen und Voraussetzungen an das Vormaterial zu definieren, sowie Empfehlungen aus der Literatur zusammenzufassen. Der Augenmerk des experimentellen Teils war die Untersuchung verschiedener Homogenisierungstemperaturen, -zeiten und Abschreckraten, sowie die Bestimmung geeigneter Parameterkombinationen für den Schmiedeprozess. Weiteres Ziel dieser Arbeit war es im Sinne einer Eingangsprüfung eine einfache Methode zur Bestimmung des gewünschten Homogenisierungszustandes zu entwickeln. Durch die Literaturrecherche konnten sinnvolle Grenzwerte für den Wasserstoffanteil definiert werden. Auch weitere Einschränkungen zur chemischen Zusammensetzung des Vormaterials konnten getroffen werden. Im experimentellen Teil dieser Arbeit wurde die Einformung der AlFe(Mn)Si-Phasen und die Auflösung der Mg2Si-Mikroseigerungen in Abhängigkeit der Homogenisierungsparameter bei verschiedenen Wärmebehandlungszuständen bestimmt. Es wurden Untersuchungen am Rasterelektronenmikroskop, sowie am Lichtmikroskop durchgeführt. Außerdem wurden die mechanischen Kennwerte der Probekörper im Zustand T6 ermittelt. Resultat der Versuche war, dass eine Homogenisierungstemperatur von über 510 ˚C und Abschreckraten unter 300 K/h notwendig sind, um die vorhandenen Mg2Si-Mikroseigerungen nach Aufheizung im Anwärmofen aufzulösen. Durch Versuche an geschmiedeten Bauteilen konnte zudem festgestellt werden, dass sich auch nicht homogenisiertes Vormaterial für den Schmiedeprozess eignen könnte. Es zeigte sich, dass nicht homogenisiertes Vormaterial zu keiner erhöhten Rissbildung führt. Grund ist vermutlich die Umwandlung der vorhandenen β-AlFeSi-Phasen in die α-AlFe(Mn)Si-Phasen, die bereits im Anwärmofen erfolgte. Untersucht wurde zudem die Grobkornausbildung, die mechanischen Kennwerte im Zustand T5, sowie das Gefüge an einem stark umgeformten Stelle. In den durchgeführten Versuchen zeigte sich zudem, dass durch die Messung der Härte und der elektrischen Leitfähigkeit, eine Bestimmung des Homogenisierungszustandes möglich ist. Eine Zusammenhang zwischen dem durch das Ultraschallverfahren bestimmten E-Modul bzw. den Schallschwächungskoeffizienten und des Homogenisierungszustandes war nicht feststellbar. Es konnte allerdings die These bestätigt werden, dass durch die Ultraschallmessung eine deutlich genauere E-Modulbestimmung als mit dem Zugversuch möglich ist. Ultraschallmessung eine deutlich genauere E-Modulbestimmung als mit dem Zugversuch möglich ist.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/883168502romei.txt
Hübner, Daniel
Detaillierter Vergleich des mengen-und wertmäßigen Rohstoffaufkommens auf mineralogischer Basis. - Ilmenau. - 183 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2017

Der prognostizierte, starke Bevölkerungszuwachs auf der Erde sorgt unweigerlich für die Zunahme des Rohstoffverbrauchs und damit einhergehende Konkurrenzsituation zwischen den einzelnen Akteuren. In Folge dessen gilt es vor allem für das als rohstoffarm eingestufte Deutschland sich mit den heimischen und weltweiten Vorkommen auseinanderzusetzen und auch im Rahmen der Arbeit zu klären inwieweit diese Aussage zutrifft. Die 50 Rohstoffe mit dem größten jährlichen Fördervolumen werden eingehend behandelt, um schließlich das jährliche Aufkommen sowie dessen Wert mit den Studienergebnissen aus der Dissertation von Johann Lawatscheck aus dem Jahr 1987 zu vergleichen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/882667483huebn.txt
Honig, Hauke
Untersuchungen zur 3D-FIB Tomographie an Mikro- und Nano-Werkstoffen. - Ilmenau. - 132 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2017

An dem Schaltgefüge eines Silber/Nickel-Kontaktwerkstoffs und an nanoporösen Gold-Nano-partikeln werden zur dreidimensionalen (3D) Gefügerekonstruktion Serienschnitte mittels fokussiertem Ionenstrahl (FIB) ausgeführt und rasterelektronenmikroskopische (REM) Bilder aufgenommen. Dabei steht die Entwicklung einer Methodik zur Auswahl und Beurteilung geeigneter Bildaufnahme- und Schnittparameter und zur 3D Rekonstruktion der mittels FIB/REM-Tomographie gewonnenen Daten im Mittelpunkt. Zur Identifikation der in einem lichtbogenbelasteten Ag/\Ni-Kontaktmaterial vorliegenden Phasen werden mittels energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDX) Elementverteilungen über die Messfläche ermittelt. Nach der Bildverarbeitung werden bei der Silber/Nickel-Probe die Ag-Phase und die Poren rekonstruiert. Daraus werden Daten zu den Verteilungen von Größe, Lage und Form der Poren und Ag-Partikel extrahiert. Anhand der erzielten Ergebnisse resultiert ein tiefenabhängig, schichtartig aufgebautes Gefüge aus großen Ni- und NiO-Gebieten mit groben und feinen Poren und überwiegend sphärisch geformten Ag-Partikeln. Ein weiteres Ergebnis sind Schnittansichten parallel zur Kontaktoberfläche, in denen hexagonal geformte Ni/NiO-Körner mit teilweise Ag-gefüllten interkristallinen Rissen zu beobachten sind. Die nanoporösen Au-Nanopartikel sind mittels Entnetzung und Entmischung mit partieller Auflösung (Dealloying) aus einer Au-Ag-Legierung hergestellt worden. Aus ihren 3D Rekonstruktionen werden unter anderem der Volumenanteil des Goldes und die Breite der Goldstege bestimmt. Die ermittelte spezifische Oberfläche des zusammenhängenden Goldnetzwerkes beträgt etwa 12 m 2/g. Bei den vorliegenden Strukturgrößen der Breite der Au-Stege, in der Größenordnung um 10 nm, zeigt sich bei der Bildaufnahme eine Unsicherheit in der Zuordnung der Signaltiefe und eine scheinbare Stauchung der Rekonstruktionen in Schnittrichtung, die auf abweichende tatsächliche Schnittabstände hindeutet. Beide Effekte sind auf die Lage im Grenzbereich des Auflösungsvermögens der FIB/REM-Tomographie zurückzuführen. Als zusammenfassendes Ergebnis kann genannt werden, dass die entwickelte Methodik zur Aufnahme, 3D Rekonstruktion und Auswertung von FIB/REM-Tomographie-Daten, verallgemeinert, sowohl für große als auch kleine Dimensionen anwendbar ist.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/882514121honig.txt
Wessel, Janine
Untersuchungen dotierter Sol-Gel-Quarzgläser und ihrer Schmelzen. - Ilmenau. - 90 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2017

Das Ziel der Arbeit war die Entwicklung eines Verfahrens, mit dem über die Sol-Gel-Route dotierte Rohrstoffe für das patentierte Plasmaschmelzverfahren der Firma QSIL hergestellt werden können. Unterziele waren die Veränderung der Absorption im ultravioletten Bereich durch geeignete Dotanden in entsprechenden Konzentrationen, sowie die Verringerung der thermischen Ausdehnung durch Titanzusatz. Ausgangspunkt war die Herstellung von massiven Kieselglaskörpern durch das Sol-Gel-Verfahren. Die Dotanden Cer, Eisen, Kupfer, Vanadium und Titan wurden in den Konzentrationen 100 ppm, 250 ppm, 500 ppm (Ce, Fe, Cu, V) oder 7 mol% (Ti) an verschiedenen Punkten in den Prozess eingebracht. Ansatzpunkte waren die SiO2-Dispersion, das Sol, der Lösungsmittelaustausch, der Xerogelkörper und die gemeinsame Sol-Gel-Reaktion zweier Substanzen. Die dotierten Gelkörper wurden gesintert, in der Rohrschmelze oder in der Plasmaschmelze aufgeschmolzen. Im Falle der Kristallisation durch eine Löslichkeitsüberschreitung des Dotanden im Kieselglas wurde mit Aluminium co-dotiert. Mittels Spektrometer wurden die Transmission- und Reflexionskurven der Ce, Fe, Cu und V-dotierten Proben aufgenommen. Die thermische Ausdehnung der Ti-dotierten Probe wurde mit dem Dilatometer gemessen. Zur Überprüfung der Homogenität der Dotandenverteilung wurde die Mikro-Röntgen-Fluoreszenzanalyse verwendet. Absolute Konzentrationen wurden mittels Atom-Emissionsspektroskopie bestimmt. Das beste Ergebnis in Bezug auf die Ultraviolett-Absorption lieferte die mit 250 ppm Fe und 1000 ppm Al dotierte Probe. Im Wellenlängenbereich von 190 nm bis 280 nm konnte eine Transmission < 1% nachgewiesen werden. Die Dotanden wurden während des Anmischens des Sols hinzugegeben und die Probe mittels Rohrschmelzverfahren aufgeschmolzen. Die Dotandenverteilung war zudem homogen. Die Wärmeausdehnung des Kieselglases mit 7 mol% TiO2 konnte von 5,5 * 10-7 K-1 auf 4,6 * 10-7 K-1 gesenkt werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/882510916wesse.txt
Gierth, Maximilian
Dauerfestigkeit von GFK/Metall- und GFK/CFK-Hybridverbunden. - Ilmenau. - 122 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2017

In der heutigen Zeit gewinnt der Leichtbau im Bereich der Fahrzeugindustrie zunehmend an Bedeutung. Aufgrund ihres Innovationpotenzials und ihrer mechanischen Eigenschaften gilt das vor allem für die Faserverbundkunststoffe. Ein Ziel des Einsatzes von faserverstärkten Kunststoffen ist eine Gewichtsreduzierung des Automobils, um eine Leistungserhöhung zu erreichen oder gesetzliche Grenzen für das Maximalgewicht eines Fahrzeugtyps einzuhalten. Dafür werden neuartige Karosseriekonzepte entwickelt, die eine Kombination von nicht verzichtbaren Metallkomponenten mit Faserverbundkunststoffen innerhalb der Chassis - Konstruktion ermöglichen. Die Anbindung wird mittels verschiedener Fügeverfahren realisiert. Während der Nutzungsphase der Fahrzeuge treten dynamische Belastungen auf, z.B. durch Unebenheiten der Fahrbahn. Da für diese Art von Hybridverbunden wenig bis keine Erfahrungswerte bezüglich der Langzeitfestigkeit vorliegen, soll in dieser Arbeit ein Berech-nungskonzept erstellt werden, welches eine Abschätzung dieser Festigkeit ermöglicht. Dafür werden zwei Auslegungskonzepte hinsichtlich der verwendeten Fügeverfahren für die Realisierung der Anbindung des faserverstärkten Kunststoffs, vorliegend in Form von glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK), an die Metallstruktur ausgearbeitet. Die Grundlage bilden Literaturrecherchen über bekannte und gängige Fügeverfahren zur Verbindung ungleicher Werkstoffe und deren Berechnung, sowie Nachforschungen bezüglich Normen und Grundlagen für die Planung und Realisierung von dynamischen Schwingversuchen. Für die Langzeitfestigkeitsberechnung dienen Kennwerte aus statischen Zugversuchen, die mit den einzelnen Komponenten des Verbundes durchgeführt werden. Die zu erwartenden dynamischen Festigkeiten werden für vorab dimensionierte Proben der Auslegungskonzepte ermittelt und anschließend mit den Ergebnissen aus Schwinguntersuchungen an den Proben verglichen. Für die Schwingversuche wird ein Prüfstand ausgelegt und in der Werkstatt des Fachgebiets gefertigt. Die Aussagekraft bzw. Aussagegenauigkeit der Berechnungsmethode wird mit den experimentellen Untersuchungen an den Versuchskörpern validiert oder widerlegt. Weiterführend werden Restzugfestigkeitsversuche durchgeführt. Die Ergebnisse werden dokumentiert, analysiert und diskutiert. Im Anschluss erfolgt eine Auflistung von Verbesserungsmöglichkeiten des Prüfausbaus, der Prüfbedingungen und der Vorgehensweise sowie Vorschläge für weiterführende Untersuchungen hinsichtlich dynamischer Festigkeitsversuche.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/882019635giert.txt
Wendt, Paul
Einfluss verschiedener Wärmebehandlungen auf Gefüge und Eigenschaften von Powertrain-Bauteilen aus Recycling-AlSi-Gusslegierungen. - Ilmenau. - 68 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2017

Ziel dieser Bachelorarbeit ist die Optimierung der Wärmebehandlung der Al-Druckgusslegierung 226D (AlSi9Cu3Fe) anhand von Kurbelgehäuse-Lagerstühlen. Dabei liegt bei der Bestimmung der idealen Temperatur und Glühzeit des Lösungsglühens der Schwerpunkt auf der Limitierung des Porenwachstums. Dieses wird mittels Ultraschallverfahren, Dichtemessungen und Schliffanalysen untersucht und verglichen. Während die Schallschwächung mit der Glühdauer annährend linear ansteigt, weist der Dichteabfall, wie auch der Porenanteil der Gefügebilder, auf ein sprunghaftes Anwachsen der Porosität hin. Um eine hinreichende Auflösung der aushärtenden intermetallischen Phasen zu erreichen, muss ein Kompromiss zwischen hohen mechanischen Eigenschaftskennwerten und der Porositätsvergröberung des Bauteils getroffen werden. Ein weiterer Fokus liegt auf der Einformung des Si, welche anhand von Härtemessungen und Mikroskopie beurteilt wird. Ein idealer Härteabfall bestätigt die Parameter 3 h Glühzeit bei 465 &ring;C für weitere Auslagerungsversuche. Eine an das Wasserabschrecken anschließende Kaltauslagerung benötigt 72 h bis sie zu 90 % abgeschlossen ist. Die ideale Temperatur und Auslagerungszeit für die Warmauslagerung wurden mittels Härtemessungen für T6 bestimmt. Es überraschen jedoch sinkende Härtewerte trotz begünstigter Diffusion. Das Härtemaximum für die Warmauslagerung stellt sich bereits zwischen 1 h und 1,5 h bei 200 &ring;C ein, ungeachtet des Gusswachstums. Mittels einer dreitägigen Kaltauslagerung und anschließender Warmauslagerung bei 200 &ring;C sind zu Beginn geringfügig höhere Härtewerte zu erreichen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/881933082wendt.txt
Lösing, Lars
Untersuchung der Abscheidung von dekorativen Chromschichten aus dreiwertigen, chloridischen Elektrolyten. - Ilmenau. - 95 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2017

In der Galvanotechnik stellt das Schichtsystem Cu / Ni / Cr seit langem den Stand der Technik im Bereich des dekorativen Korrosionsschutzes dar. Damit findet dieses Korrosionsschutzsystem Verwendung in einer Vielzahl von Anwendungsfeldern und Branchen. Im Jahr 2007 trat die Europäische Chemikalienverordnung (REACH) in Kraft. Die Verordnung verfolgt das Ziel, die Verwendung von Stoffen, die besonders besorgniserregend für Mensch und Umwelt sind, besser zu erfassen, zu regulieren bzw. diese Stoffe zu substituieren. In diesem Zusammenhang erfolgte im Jahr 2013 die Aufnahme von Chromtrioxid als SVHC-Stoff in den Anhang XIV der REACH-Verordnung. Als SVHC-Stoffe gelten besonders Besorgnis erregende Stoffe, die durch die ECHA (Europäische Chemikalienagentur) ausgewiesen werden. Die Substanzen in Anhang XIV unterliegen einer Verwendungsbeschränkung und müssen für eine Zulassung bzw. beschränkte Verwendung beantragt werden. Dadurch ist die derzeit durchgeführte dekorative Verchromung in Europa bedroht. Diese basiert auf der Abscheidung von Chrom aus Chromelektrolyten, die sechswertige Chromverbindungen enthalten. Diese Elektrolyte stellen durch die erzielten Schicht- und Oberflächeneigenschaften (Korrosionsschutz, Optik etc.) den derzeitigen Stand der Technik dar. Als alternatives Verfahren für die Abscheidung von dekorativen Chromschichten ist die Verchromung aus Chromelektrolyten, die nur dreiwertige Chromverbindungen enthalten, ein vielversprechender Ansatz. Derzeit zeigen die erhaltenen Schichten aus solchen dreiwertigen Elektrolyt-Systemen im Vergleich zu Chromschichten aus sechswertigen Elektrolyten allerdings noch deutliche Unterschiede, insbesondere im Bereich des Korrosionsschutzes und der Optik. Dies stellt insbesondere in Industriezweigen mit komplexen Produkten (z.B. in der Automobilindustrie), die von einer Vielzahl von Zulieferern und Beschichtungsunternehmen bearbeitet werden, für die Reproduzierbarkeit und Vergleichbarkeit der erhaltenen Chromoberflächen innerhalb eines Produktes ein großes Problem dar. In diesem Kontext sollte innerhalb dieser Masterarbeit die Abscheidung von dekorativen Chromschichten aus dreiwertigen, chloridhaltigen Elektrolyten und der Einfluss von Additiven auf die erhaltenen Chromschichten untersucht werden. Dabei werden zum einen die mit verschiedenen Additiven erhaltenen Schichten aus einem solchen Elektrolyten mittels verschiedener Techniken (REM, XRD, Farbmessungen) charakterisiert. Zum anderen wird deren Einfluss auf den Elektrolyten mittels elektrochemischer Untersuchungsmethoden (Cyclovoltametrie und Quarzmikrowaage) untersucht.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/881844004loesi.txt
Klassen, Sergej
Aufschäumen naturfaserverstärkter Biokunststoffcompounds. - Ilmenau. - 117 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2017

Das Bestreben nach Ressourceneffizienz und Nachhaltigkeit fordert den Einsatz von Kunststoffen mit funktionellen Füllstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen. Das Schäumen eines solchen Compounds ist gerade für den Leichtbau besonders attraktiv. Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung der weitgehend unbekannten Eigenschaften des geschäumten naturfaserverstärkten Biokunststoffs Polylactids (PLA). Hierfür werden die Eigenschaften der infrage kommenden Biokunststoffe und Naturfasern recherchiert. Mithilfe einer Nutzwertanalyse wird eine Naturfaser ausgewählt. Des Weiteren werden die möglichen Verarbeitungs- und Schäumverfahren untersucht. Anschließend erfolgt das Compoundieren auf einem gleichläufigen Doppelschneckenextruder und die weitere Verarbeitung im Spritzguss unter Verwendung eines chemischen Treibmittels. Durch eine systematische Analyse der Einflussfaktoren auf die mechanischen Eigenschaften werden Fasermasseanteile, Dichten der Musterformteile und Schergeschwindigkeiten in der Düse für eine statistische Versuchsplanung ausgewählt. Aus der Wirkung der Faktoren auf die Eigenschaften eines Musterformteils wird ein Modellansatz entwickelt. Dieser ermöglicht eine Abschätzung des Eigenschaftsprofils unter Berücksichtigung der Prozessbedingungen. So können Parameterempfehlungen gegeben werden, die eine Maximierung der mechanischen Eigenschaften ermöglichen. Die Ergebnisse des Modellansatzes werden mit realen Messungen gegenübergestellt und diskutiert.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/880972327klass.txt
Otto, Lisa-Marie
Werkstoffanalytische Untersuchungen verschiedener MOX-Sensoroberflächen. - Ilmenau. - 62 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2017

Die Herstellung dünner TiO_ 2 -Schichten mit dem Ziel Anatas abzuscheiden, erfolgte in Fortsetzung der Masterarbeit von Valerie Siller [19]. Es ist gelungen, ohne einen zusätzlichen Temperschritt, Anatas herzustellen. Dies gelang durch RF-Magnetronsputtern bei einer Sputterleistung von 200 W, einer Bias-Spannung von 200 V, einem Argon-Gasuss von 80 sccm und durch Aufheizen des Substrates auf 600 &ring;C. Allerdings zeigte sich diese Phase nur anhand eines kleinen Peaks. Durch anschließende Temperversuche dieser Anatas enthaltenden Probe konnte eine Temperaturspanne ermittelt werden, in der die Anatas-Phase gefördert wird. Eine Temperung von 20 min bei 460 &ring;C erwies sich als günstig. Für weitere Untersuchungen ist es sinnvoll, den Bereich um diese Temperatur genauer zu betrachten und einzugrenzen, denn eine Temperatur von 560 &ring;C begünstigte bereits die Bildung von Rutil. Des Weiteren wurde mit Hilfe von GDOES-Tiefenprolen festgestellt, dass nach der Temperung Sauerstoff in der Sperrschicht fehlte. Dementsprechend wäre auch eine Variation der Haltezeit bei 460 &ring;C interessant. Die Schichtdicke konnte nicht exakt bestimmt werden, da im FIB-Schnitt kein genauer Übergang zwischen der Titanoxidschicht und der aufgebrachten Kohlenstoffschicht zu sehen war. Zudem wiesen die an verschiedenen Stellen gemessenen Schichtdicken starke Schwankungen auf, sodass Dicken zwischen 51 nm und 70 nm gemessen wurden. Die Ergebnisse der Serie 5 konnten nicht bestätigen, dass mit steigender Bias-Spannung die Bildung von Anatas begünstigt wird. Es bildete sich lediglich Rutil aus. Zur Untersuchung der Schichten sollte auch auf andere Verfahren, wie beispielsweise dem TEM (Transmissionselektronenmikroskop) oder RFM (Rasterkraftmikroskop) zurückgegriffen werden, da die entstandenen Schichten mit dem REM nur schwer aufzulösen waren. Somit können genauere Aussagen über Korngrößen, Porosität und Geschlossenheit der Schicht getroen werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/880692715otto.txt
Matthes, Sebastian
Ultraschallmessungen - Einfluss von Kristallrichtung, Gefüge und Bauteilungänzen auf mechanische Werkstoffkennwerte. - Ilmenau. - 136 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2017

Die Ultraschallprüfung zeichnet sich besonders durch eine große Flexibilität und eine relativ einfache und kostengünstige Messanordnung aus. Ein weiterer entscheidender Vorteil ist die Möglichkeit der Prüfung einer großen Bandbreite an Werkstoffen. Trotz der verminderten Auflösungsgrenzen gegenüber anderen Verfahren, zählen die Untersuchungen mit Ultraschall zu den Wichtigsten der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung. Hauptanwendungsgebiete sind die Wandstärkenbestimmung und die Fehleranalyse unterschiedlichster Werkstoffe und Probengeometrien. Die räumliche Variation des Porenvorkommens in Gusskomponenten sind für eine große Streuung der mechanischen Werkstoffkennwerte verantwortlich. Ziel dieser Arbeit ist es unter anderem eine Porendetektion mittels Ultraschall zu ermöglichen. Die Untersuchungen haben gezeigt, dass eine Korrelation zwischen dem Porenvorkommen und dem Schwächungskoeffizienten nicht möglich war. Dies ist vor allem auf die als kritisch zu bewertende Reproduzierbarkeit der Ankoppelbedingungen zurückzuführen. Durch die Ermittlung des Rauschens der Ultraschallsignale konnte gezeigt werden, dass Korrelationen im Hinblick auf Porengröße und -anzahl möglich sind. Eine Verifizierung und Korrelation mit quantitativen Aussagen über das Porenvorkommen dieser Methode erfordert weiterführende Untersuchungen. Weiterhin wurde gezeigt, dass zur Vermessung von Bauteilgeometrien mittels Ultraschall höhere Frequenzen aufgrund des besseren Auflösungsvermögens vorzuziehen sind. Besonders bei der Vermessung von oberflächennahen Geometrien innerhalb des Bauteils sind Festkörpervorlaufstrecken in Erwägung zu ziehen. Neben der Fehleranalyse können Ultraschallsignale zur Ermittlung elastischer Werkstoffkenngrößen, wie z. B. dem Elastizitätsmodul, der Querkontraktionszahl und dem Schubmodul, verwendet werden. Die Ermittlung des Elastizitätsmoduls wird durch das Bestimmen der longitudinalen und transversalen Schallgeschwindigkeiten realisiert und es konnte eine sehr gute Korrelation zu Literaturwerten gezeigt werden. Die Untersuchungen anisotroper Körper zeigten, dass besonders auf die korrekte Berechnungs- und Vermessungsgrundlage zu achten ist. Weiterhin konnten die Dämpfungsgrade und die Schallgeschwindigkeiten in Korrelation mit den unterschiedlichen Netzebenenatomdichten gebracht werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/880569581matth.txt
Schneider, Jonas
Entwicklung eines Konstruktionswerkstoffes für elektrische Antriebe mittels mittels simulativer Auslegung von eisenbasierenden Werkstoff-Zusammensetzungen. - Ilmenau. - 54 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2017

Diese Arbeit befasst sich mit der Auslegung von Konstruktionswerkstoffen in elektrischen Maschinen. Als Konstruktionswerkstoff bezeichnet man hierbei Bauteile, die nicht aktiv am Betrieb eines Motors teilhaben. Zielsetzung der Arbeit war es Werkstoffe auszuwählen, die das magnetische Drehfeld von Elektromotoren durch eine Verringerung der Hystereseverluste in diesen Bauteilen möglichst nicht beeinflussen. Außerdem sollte herausgearbeitet werden, ob und wie gut sich die Werkstoffsimulationssoftware JMatPro für die Vorhersage magnetischer Eigenschaften eignet. Die Auswahl der zu untersuchenden Stähle erfolgte anhand von Datenblättern. Hierbei stellte sich heraus, dass austenitische Stähle mit einer relativen Permeabilität nahe Eins gute Voraussetzungen für die gestellten Ziele besitzen. Zusätzlich wurden weitere Stähle in die Auswahl aufgenommen, um die Software an verschiedenen Gefügearten zu testen. Zur Kontrolle der simulierten Ergebnisse wurden diese mit magnetischen Messdaten verglichen. Diese wurden an einem Gerät der Firma Metis durchgeführt, welches mit Ringkernproben arbeitete. Als Ergebnis stellte sich heraus, dass die austenitischen Stähle am besten für den Einsatz als Konstruktionswerkstoff im Elektromotor geeignet sind. Ihr einziger Nachteil zu anderen Stählen besteht hierbei in geringeren mechanischen Eigenschaften. Anhand der Ergebnisse aus den verschiedenen Simulationen wurde festgestellt, dass diese nicht an allen Stahlsorten mit den Messungen einhergehen. So war die Übereinstimmung bei ferritischen und martensitischen Stählen sehr hoch, bei austenitischen Stählen wurden jedoch Schwierigkeiten festgestellt. Durch eine noch exaktere Simulation könnten in Zukunft Kosten in der Entwicklung von Werkstoffen eingespart werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/880566310schne.txt
Scheler, Theresa
Herstellung und Charakterisierung dünner Schichten aus seltenerdendotierten Halbleitern mit großer Bandlücke. - Ilmenau. - 71 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2017

Die Bedeutung von halbleitenden Materialien in der heutigen Gesellschaft wird durch die fortschreitende Technisierung immer größer. Deshalb ist es wichtig die Forschung in diesem Teilbereich weiter voranzutreiben, um erfahren zu können, was alles mit halbleitenden Materialien realisiert werden kann. Relativ wenig ist bisher über die Funktionsvielfalt von Halbleitern mit großer Bandlücke und deren Bedeutung als Werkstoff für Leuchtmittel bekannt. Deshalb wird in dieser Arbeit Aluminiumnitrid verwendet. Aluminiumnitrid ist der Halbleiter mit der bisher größten bekannten Bandlücke von 6,2 eV und kann für entsprechende Anwendungen sowohl als Halbleiter als auch als Isolator betrachtet werden. Terbium ist ein Element aus der Reihe der Lanthanoide, das die Eigenschaft besitzt unter Anregung von Energie auf Grund einer nach außen abgeschirmten, nur teilweise besetzten Elektronenschale im grünen Spektralbereich Licht zu emittieren. In dieser Arbeit wurden Schichten aus Aluminiumnitrid mit einer circa einprozentigen Atomkonzentration von Terbium auf Glas- und Si-Substrat durch reaktives Magnetronsputtern vom Al-Target in einer reinen Stickstoff-Atmosphäre hergestellt und mit Hilfe von Röntgenbeugung, Energiedispersive Röntgenbeugung, Rasterkraftmikroskopie, Beugung hochenergetischer Elektronen bei Refexion, Elektronenabsorptionsspektroskopie, Röntgenrefektometrie und Kathodolumineszenz untersucht werden, um diese Werkstoffkombination besser kennenzulernen und zu verstehen. Dabei konnte gezeigt werden, dass es sich meist um nanokristalline Schichten handelt. So konnte weiterhin gezeigt werden, dass auf Glas die Biasspannung wenig Einfluss auf die Kristallinität der Schicht hat. Auf Si nimmt diese jedoch mit steigender Biasspannung ab.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/879904089schel.txt
Uhr, Richard
Verschraubungsprüfstand zur Kappenmontage beim Verschluss pharmazeutischer Behälter. - Ilmenau. - 62 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2017

Die vorliegende Bachelor-Thesis befasst sich mit der Entwicklung eines Prüfstandes, der prozesstechnische und montagebedingte Einflussgrößen bei der automatisierten Verschraubung von Verschlusskappen quantitativ identifizieren kann. Hierfür soll das Messsystem so beschaffen sein, dass eine axiale und rotatorisch unabhängige, kraft- und drehzahlgeregelte Verschraubbewegung ausgeführt und aufgezeichnet werden kann. Der Startimpuls für die neue Konstruktion war durch die unzureichende Einstellbarkeit des alten Prüfstandes der Remy & Geiser GmbH begründet. Es war bisher nicht möglich definierte Krafteinstellungen sowie -messungen vorzunehmen. Außerdem gab es keine hinreichenden Möglichkeiten zur Einstellung von Drehzahlen und Drehmomenten. Dazu kam, dass die Reproduzierbarkeit der Verschraubungsparameter nicht zufriedenstellend war. Durch diese Ungenauigkeiten in der Messung konnte die Remy & Geiser GmbH nur beschränkt Analysen vornehmen, war somit nicht zufriedengestellt und beauftragte die Entwicklung eines neuen Prüfkonzeptes. Die erst Phase beschäftigt sich intensiv mit der Analyse der physikalischen Effekte während der Verschraubung. Hierfür wird ein Prüfplan konzipiert und umgesetzt, der die Quantifizierung der Effekte von Drehmoment, Kraft und Drehzahl auf die Verschraubungsqualität ermöglicht. Daraufhin erfolgt eine Ausarbeitung von Forderungen an ein neues Messsystem. Aus den Erkenntnissen wird ein neuer Prüfstand auf der Grundlage von Berechnungen und Messungen konstruiert, der die optimierte Messanordnung beinhaltet und steuert. Der entworfene Messstand ist ein effektives Ergebnis und kann durch weitere Abschlussarbeiten fortgesetzt werden.


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Müller, Andreas
Anpassung, Optimierung und Analyse des Zugversuches nach DIN EN ISO 6892-1 für warmumgeformte Mangan-Bor-Stähle als Bewertungskriterium für nachfolgende Anwendungen. - Ilmenau. - 105 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2017

Durch neue Energiekonzepte und anwachsende Sicherheitsanforderungen steigt seit Jahren das Gesamtfahrzeuggewicht. Das ansteigende Gewicht erhöht den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeuges, was wiederum zu einem erhöhten CO2 Ausstoß führt. Um den Ausstoß von Treibhausgasen zu reduzieren wird in der Automobilindustrie vermehrt auf Elektroantriebe und Leichtbau gesetzt, um schwere Fahrzeugkomponenten wie zum Beispiel das Akkupaket eines Elektro-/ oder Hybridfahrzeuges ohne Leistungsverlust integrieren zu können. Hierfür werden hoch- bis höchstfeste Stähle wie der Warmumformstahl 22MnB5 eingesetzt, welche aber wiederum Probleme bei der Werkstoffprüfung, z.B. Kopfbrüche beim Zugversuch mit sich bringen. Deshalb sollen im Rahmen dieser Arbeit unterschiedliche Zugprobengeometrien sowohl auf ihre mechanischen Kennwerte, als auch auf die Bruchposition untersucht werden. Dabei sollen sinnvolle Längen und Breiten der Proben erarbeitet und eine Methode/Vorrichtung für die optimierte Auswertung von Kopfbrüchen entwickelt werden. Der Vergleich der Ergebnisse soll das Potential der verwendeten Probengeometrien aufzeigen. Hierbei sollten sich die Geometrien im Wesentlichen innerhalb der Normvorgaben bewegen. Zu Vergleichszwecken werden aber auch außerhalb der Norm liegende Probenformen, zum Beispiel gekerbte Proben untersucht. Ziel dieser Arbeit ist das Aufnehmen von mechanischen Kennwerten unterschiedlicher Parameter und Vergütungszustände für den 22MnB5-Stahl, das optimierte Auswerten von Kopfbrüchen und die Untersuchung der Kopfbruchursachen. Dabei wurden die Zugversuche an A50mm und Proportionalzugproben (A5,56) durchgeführt, wobei diese zum Teil aus Platinenmaterial (Anlieferungszustand) und zum anderen Teil aus gehärteten Bauteilen (Verstärkung Längsträger II) entnommen wurden. Hierbei wurde anfänglich geprüft, inwiefern sich das Material bei den Zugversuchen verhält und ob es zu Kopfbrüchen kommt. Anschließend wurde die verwendete Geometrie und deren Auswirkung auf das Bruchverhalten und die Kennwerte ermittelt, wobei sich zeigt, dass die Genauigkeit der Werte bei größerem L0 steigt. Um die Proben miteinander vergleichen zu können, wird bei den Proportionazugproben eine einheitliche Anfangsmesslänge von L0 = 20,2 mm verwendet. Dies hat zur Folge, dass die aufgenommenen Werte nur noch gering voneinander abweichen. Trotz Geometrieanpassung treten Schwankungen im Elastizitätsmodul auf, wohingegen die gemessenen Werte für die Streckgrenze und die Zugfestigkeit annähernd konstante Messwerte ergeben haben. Bei den ganzen Versuchsreihen sind Kopfbrüche nur selten aufgetreten und die Proben meist am selben Ort im Zugstab gerissen. Deshalb wurden Härteverläufe an ungezogenen Zugstäben durchgeführt, welche aber keine Härtehotspots aufgewiesen haben. Auch durch REM-Aufnahmen und Gefügeanalysen der Bruchflächen konnte kein Unterschied zwischen mittig gebrochenen Zugstäben und kopfseitig gebrochenen festgestellt werden. Das lässt den Schluss zu, dass das Auftreten von Kopfbrüchen durch geringe Dicken, beziehungsweise Breitenunterschiede entlang des Zugstabes und durch Eigenspannungen begünstigt wird. Tritt ein Kopfbruch auf, kann die Bruchdehnung bei vorherigem Anzeichnen und anschließendem Auswerten der Zugproben mittels der für diese Arbeit entworfenen Prüfvorrichtung ermittelt werden. Hierbei weichen die in Vergleichsmessungen aufgenommenen Werte für die Bruchdehnung nur wenig von den maschinell ermittelten Werten ab, wohingegen bei der rein händischen Auswertung mittels Messschieber und zusammendrücken der beiden Zugstabhälften stärker von den maschinellen Werten abweicht. Somit können trotz eventuell auftretender Kopfbrüche vertrauenswürdige Werte für Bruchdehnung ermittelt und angegeben werden. Um die Wahrscheinlichkeit von Kopfbrüchen zu reduzieren wurden gekerbte, nicht normkonforme Zugstäbe mit runder Kerbe untersucht, welche ausnahmslos in der Stabmitte gerissen sind. Dabei ist zu beachten, dass bei zu großen Kerben die Bruchdehnung unter die in der Norm geforderten Werte fallen kann.


Schultz, Christian
Untersuchungen zum Einfluss von Zusammensetzung und Kristallisationsbedingungen auf die thermisch-mechanischen Eigenschaften von hoch-SiO2-haltigen Glaskeramiken. - Ilmenau. - 90 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2017

Die vorliegende Masterarbeit behandelt die glaskeramische Umwandlung von Kieselgläsern, welche mit bis zu 6 Ma% Aluminiumoxid dotiert worden sind. Ziel war es, die Einflüsse der Glaszusammensetzung sowie der Bedingungen während der Kristallisation auf wichtige Eigenschaften der Glaskeramiken zu untersuchen. Die unterschiedlich dotierten Gläser wurden hinsichtlich einiger Parameter, wie Viskosität, Dichte und thermischer Dehnung untersucht. An den Gläsern geschahen Kristallisationsversuche unter verschiedenen Heiz- und Kühlbedingungen sowie bei unterschiedlichen Temperaturen. Die Beurteilung der entstehenden keramischen Materialien geschah mit Hilfe von Struktur- und Gefügeuntersuchungen sowie Versuchen zur Temperaturwechselbeständigkeit. Begleitend fanden Messungen der Dichte und der thermischen Dehnung statt. Es konnten grundlegende Merkmale der Kristallisation der dotierten Kieselgläser aufgezeigt werden. Weiterhin wurden Einflüsse der Kristallisationsbedingungen auf die Eigenschaften der entstehenden Keramiken festgestellt. Aus den Ergebnissen konnten Empfehlungen für die Herstellung und Anwendung der Keramiken abgeleitet werden. Bezüglich der Herstellung von chemisch stabilisierten Cristobalit-Keramiken konnte lediglich die Schmelzbarkeit der zugrunde liegenden Gläser gezeigt werden. Offen bleibt, ob eine Unterdrückung der Phasenumwandlung des Cristobalit durch die hier verwendeten Dotierungen erreicht werden kann. Dazu sind weitere Untersuchungen nötig.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/877965242schul.txt
Polster, Philip
Untersuchungen zur Mischoxidsynthese von mit Ti substituierten Bariumhexaferritpulvern. - 74 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

Mikrowellenabsorbierende Bariumhexaferritpulver mit verschiedenen Substitutionen wurden bereits mittels Glaskristallisationstechnik aus dem Dreistoffsystem BaO-B2O3-Fe2O3 hergestellt. Für großtechnische Herstellung von Ferritwerkstoffen ist allerdings der keramische Weg üblich. Die vorliegende Bachelorarbeit untersucht den Einsatz verschiedener Rohstoffe und Sinterregime zur Mischoxidsynthese von mit Titan substituierten Bariumhexaferriten. Die Arbeit stellt eine Machbarkeitsstudie für diese Herstellungsroute dar und untersucht erste Parametervariierungen. Die hergestellten Pulver werden außerdem anhand ihrer statisch-magnetischen und Mikrowellen-Eigenschaften bewertet und mit denen aus der Glaskristallisation verglichen. Zusätzlich wird die Anwendbarkeit der Syntheseroute auf die Herstellung substituierter Strontiumhexaferrite getestet.


Hardi, Elisabeth
Untersuchung des Einflusses der Dotierung auf das Gefüge eines fotostrukturierbaren Glases unter Verwendung fs gepulster Laserstrahlung. - 150 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Die Masterarbeit beschäftigt sich mit der Analyse von Wechselwirkungsprozessen zwischen fs gepulster Laserstrahlung und fotostrukturierbarem Glas. Dazu wurde ein Lithiumalumosilicatglas mit der Zusammensetzung eines fotostrukturierbaren Standardglases FS21 unter Verwendung von 16 unterschiedlichen Dotantenkombinationen erschmolzen und zu Proben verarbeitet. Alle Gläser wurden mittels Femtosekundenlaser oder breitbandig emittierender Quecksilberdampfhöchstdrucklampe ( integriert in einem Maskaligner) partiell belichtet und zweistufig getempert, um einen Vergleich zwischen einem Standardlithographieprozess (Lampen basiert) und einer selektiven Laserbelichtung zu erhalten. Es wurden umfangreiche spektralphotometrische Untersuchungen (Reflexionsmessung im Wellenlängenbereich 190 nm ≤ [lambda] ≤ 1000 nm) nach jeder Behandlungsstufe des Fotoformprozesses (Ausgangsgläser, nach Belichtung, nach Temperung) durchgeführt. Aus den Messwerten wurden relative Änderungen bezüglich eines definierten Referenzzustandes errechnet und ausgewertet. Die Methode ist geeignet belichtungsseitig und thermisch induzierte Änderungen diskreter Absorptionen im Bereich der UV-Kante der Gläser darzustellen. Ergänzt durch visuelle Begutachtung der Proben sowie Lichtmikroskopie-, AFM-, REM- und XRD-Messungen werden Laser induzierte Strahlenschäden im Bereich der Dotanden und des Grundglases diskutiert. Der wesentliche Unterschied zwischen einem Maskaligner- und fs Laser-Belichtungsprozess besteht darin, dass Ce3+ im Laserbelichtungsprozess nur eine untergeordnete Rolle für die Fotosensitivität spielt. Anhand der Ergebnisse der Messungen wird eine Empfehlung für die Anpassung der Zusammensetzung eines fotostrukturierbaren Glases für die Laserbelichtung unter den in der Arbeit verwendeten Parametern gegeben.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/877676496hardi.txt
Schultheiß, Ulrich
Infiltration poröser Keramikkörper mit Metallschmelzen. - 132 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Herstellung von Verbundkeramiken über die reaktive Flüssigphaseninfiltration von Metallschmelzen in poröse Keramikkörper untersucht. Hierfür wurden Pulvermischungen aus einer inerten Komponente und einer reaktiven Komponente gemischt und kalt-isostatisch gepresst. Die Grünkörper wurden anschließend mit einer Metallschmelze infiltriert, wobei die reaktive Pulverkomponente mit der Schmelze zu einer neuen keramischen Phase reagierte. Die hergestellten Verbundkeramiken wurden hinsichtlich der Gefügebildung mit Elektronenmikroskop-Bildern, der gebildeten Phasen mittels Röntgenbeugung und ihrer Restporosität untersucht. Die Oxidationsbeständigkeit ausgewählter Proben wurden mittels Thermo-Gravimetrie getestet. Es konnte gezeigt werden, dass die Pulver-Presslinge von der Schmelze infiltriert wurden. Es entstand ein mehrphasiges Gefüge, wobei die reaktive Komponente stets komplett umgewandelt wurde. Bei der Untersuchung des Infiltrationsprozesses wurde festgestellt, dass die Phasenbildung stark exotherm ist und durch die einströmende Schmelze der Partikelverbund teilweise zerstört wurde, wodurch die Formbeständigkeit nicht mehr gegeben war und Risse gebildet wurden. Dadurch verblieb unreagiertes Metall im Gefüge, was die Oxidationsbeständigkeit negativ beeinflusst. Thema in zukünftigen Arbeiten ist die Reduzierung des Anteils unreagierten Metalls und der Verformung der Proben nach der Infiltration.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/877616515schul.txt
Oltmanns, Peter
Entwicklung einer Analysemethode zur Bestimmung geometrischer Abmessungen asphärischer Partikel und der Einfluss auf das Aufschäumverhalten von Aluminiumschaum. - 80 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Die Struktur der Aluminiumschäume wird während der pulvermetallurgischen Herstellung von über zwanzig Parametern beeinflusst. Eins der wichtigsten Einflussgröße ist die Partikelform. Die Partikelform beeinflusst unteranderem den Verdichtungsprozess, die Grünlingfestigkeit und das Aufwärmverhalten. Zur Bestimmung der geometrischen Eigenschaften der Partikel wird ein computerunterstütze Auswerte Algorithmus entwickelt. Dazu werden die Pulverpartikel eingebettet. Die entstandene Probe wird anschließend sukzessive geschliffen. Jede Schliffebene wird mit Hilfe eines Kamerasystems aufgenommen und mit dem entwickelten MATLAB Programm digital verarbeitet. Anhand eingesetzter Referenzmarken werden die einzelnen Schliffbilder mit Hilfe der Auswertesoftware zueinander ausgerichtet und in einem dreidimensionalen Modell dargestellt. Das Volumen und die Form der dreidimensional dargestellten Pulverpartikel werden anhand des Modells ermittelt. Anschließend werden verschiedene Expansionsverhalten der Aluminiumschaumkörper von zeitlich differenziert gemahlenen Aluminiumpulvern mit den geometrischen Eigenschaften der Partikel in Zusammenhang gestellt


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/876382456oltma.txt
Walczak, Marcel
Beschreibung des Einflusses von Herstellbedingungen auf die Poreneigenschaften cellulose-basierter Schäume. - 69 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

Biobasierter Leichtbau als ressourcenschonende Schlüsseltechnologie gewinnt durch die weiter zunehmende Verknappung der fossilen Rohstoffe immer mehr an Bedeutung. Die Forschung und Entwicklung wird sich daher auch zukünftig weiter intensiv mit Alternativen zu petrochemischen Kunststoffen auseinandersetzen. Methylcellulose, ein Derivat der Cellulose und zugleich der weltweit am häufigsten vorkommenden Biorohstoff, stellt eine geeignete Lösung zur Substitution erdölbasierter Polymere dar. Die Tatsache der nicht vorhandenen Schadstoffemission ist einer der wesentlichen Vorteile, welche die Cellulose als biobasiertes Ausgangsmaterial für verschiedenste Anwendungen auszeichnet. Ziel dieser Arbeit ist die technologische Herstellung und Bewertung von Schaumstoffen aus Methylcellulose. Dabei wurde auf bereits bestehende Grundlagenarbeit aufgebaut um die Schaumherstellung vom Handversuchsmaßstab auf den Produktionsmaßstab zu überführen. Die experimentelle Erfassung sowie der Erkenntnisgewinn über die wesentlichen Wirkmechanismen der Schaumherstellung standen hierbei im Vordergrund. Diese Mechanismen sollten durch die Analyse der einstellbaren Prozessparametern (Schaumdichte, Fördergeschwindigkeit, Scherrate), sowie der nachgelagerten Trocknungsmethode erarbeitet werden. Die verschiedenen Parameter wurden mittels statistischer Versuchsplanung ausgewählt, woraufhin die Zielgrößen (Porengröße und Oberflächenhärte) auf ihre Effekte hin untersucht werden konnten. Für die Analyse der Celluloseschaummorphologien wurde eine spezielle Probenpräparation entwickelt, wohingegen die Auswertung mithilfe eines Stereomikroskops stattfand


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/876356269walcz.txt
Abendroth, Florian
Schwingfestigkeitsuntersuchung faserverstärkter Kunststoffe und Korrelation zur Schallemissionsanalyse. - 250 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Für eine effektive Auslegung und Überwachung von Faser-Kunststoff-Verbundbauteilen im Antriebs- und Fahrwerksbereich von PKW und NKW werden exakte Informationen über das Schädigungsverhalten von Faser-Kunststoff-Verbunden (FKV) benötigt. Für diese Untersuchung wird in der vorliegenden Arbeit die Schallemissionsanalyse (SEA) bei quasistatischer und zyklischer Belastung von Glasfaserverstärkten Kunststoffen (GFK) eingesetzt. Die SEA beruht auf der Aufnahme und Analyse von Schallemissionen (AE), die aufgrund von Veränderungen und Schädigungen innerhalb von Werkstoffen entstehen. Anhand der AE-Signale kann auf Schädigungsart und Ort geschlossen werden. Um die Aussagekraft dieses Verfahrens zu evaluieren, werden die Ergebnisse mit zerstörungsfreien Werkstoffprüfverfahren (optische und thermographische Bildaufnahme) sowie Bruchflächenanalysen mittels Lichtmikroskop und Rasterelektronenmikroskop (REM) korreliert. Die zu untersuchenden FKV sind unidirektional endlosfaserverstärkte GFK- Probekörper mit Epoxidmatrix sowie kurz- und langfaserverstärkte Probekörper mit einer thermoplastischen PA66- Matrix. Die Untersuchungen haben gezeigt, dass durch die SEA eine Bewertung der auftretenden Schädigungsarten möglich ist. Die Korrelationen zur optisch erkennbaren Schädigung und Thermographie liefern sehr gute Übereinstimmungen. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass die SEA eine Früherkennung auftretender Schädigungen aufgrund der höheren Empfindlichkeit gegenüber den optischen und thermographischen Systemen ermöglicht. Die angezeigten Schädigungsarten konnten mit Hilfe der angefertigten Bruchflächenanalysen bestätigt werden. Durch Lebensdaueruntersuchungen unter zyklischer Belastung konnte gezeigt werden, dass die Lebensdauer der GFK- Verbunde temperaturabhängig ist. Eine Frequenzabhängigkeit der Lebensdauer zeigte sich nicht. Des Weiteren konnte die in der Literatur beschriebene Möglichkeit zur Bestimmung der Dauerfestigkeit Dauerfestigkeit von GFK- Verbunden anhand charakteristischer AE-Schwellen infolge der durchgeführten Versuche nicht bestätigt werden. Ebenso zeigte sich, dass eine Korrelation zwischen auftretenden AE-Signalen und optisch ermittelter Dehnung keine exakten Übereinstimmungen ergeben. Zusätzlich wurden Schallgeschwindigkeitsmessungen an den GFK- Verbunden durchgeführt. Als Ergebnis kann festgestellt werden, dass diese für Metalle und Keramiken bereits etablierte Methode der zerstörungsfreien E-Modulbestimmung durch Ultraschall aufgrund deutlicher Abweichungen für FKV nicht zweckmäßig ist. Durch die Bruchflächenanalysen konnten Unterschiede zwischen statisch und zyklisch belasteten kurzfaserverstärkten (SFT)- und langfaserverstärkten (LFT)- Probekörpern ermittelt werden. Für eine exakte Unterscheidung sind allerdings weiterführende Untersuchungen notwendig.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/875831648abend.txt
Kok, Lars
Entwicklung einer Laser-Auftragsschweißschicht für Großkolbenringe. - 123 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Das Thema der vorliegenden Arbeit ist die Beschichtung von Kolbenringen mittels Laserauftragsschweißen. Dabei sollen verschiedene Schichtkonzepte getestet und evaluiert werden. Ziel ist es Eigenschaften zu erreichen, die den bestehenden Schichtsystemen, vor allem in Bezug auf ihre Verschleißfestigkeit, in nichts nachstehen. Im theoretischen Teil der Arbeit soll ein kurzer Einblick in die Funktionsweise des Dieselmotors gegeben werden. Die Aufgaben und Anforderungen an die Kolbenringe stehen dabei im Vordergrund. Zusätzlich wird auf das Eisen-Kohlenstoff-Diagramm eingegangen, da es Grundlage für die verwendeten Substrate ist. Weiterhin soll das verwendete Lasersystem sowie das Laserauftragsschweißen erklärt werden. Zusätzlich werden die grundlegenden thermodynamischen Prozesse erläutert. Außerdem wird auf bestehende Schichtsysteme eingegangen. In den praktischen Versuchen kamen sowohl ein Dioden-Faser-Laser, als auch ein CW-Laser zum Einsatz. Ziel war es geschlossene Schichten, mit guter Oberflächenqualität, guter Anbindung zum Substrat und Härte zu erzeugen. Zu Beginn musste dabei die Anlage optimal eingestellt und von Fehlern befreit werden. Diese äußerten sich in der Form von Poren, Rissen und schwankenden Wirkungsgraden. Es wurde zuerst versucht Schichten aus der galvanischen Verchromung und dem thermischen Spritzen zu reproduzieren. Das Spritzen von Chrompulver konnte keine guten Schichten erzeugen und die thermischen Spritzschichten hatten mit Rissen zu kämpfen. Anschließend wurden verschiedene Matrixmaterialien erprobt. Insbesondere Metcoclad 625, Metcoclad 6, Diamalloy 1002 und XPT-512 zeigten hervorragende Eigenschaften, beispielsweise hohe Wirkungsgrade und homogene Schichten. In weiteren Versuchen wurden zusätzlich Hartstoffe in die Matrix eingebracht. Diese Versuche waren nur teilweise erfolgreich. Die hohe Reaktivität mit Sauerstoff wurde hier als Hauptproblemfeld indentifiziert. Wolframcarbid allerdings hatte dieses Problem nicht. Die Verwendung von bereits agglomerierten Pulvern zeigte gute Ergebnisse. Es konnten homogene Schichten ohne Fehler erzeugt werden. Die Untersuchung der Schichten erfolgte hauptsächlich mit dem Lichtmikroskop. Für ausgewählte Systeme wurden weiterhin REM-Aufnahmen und EDX-Analysen durchgeführt. In der Arbeit konnte gezeigt werden, dass das Laserauftragsschweißen für Kolbenringe möglich ist. Es konnten verschiedene Schichten erzeugt werden, die eine gute Anbindung an das Substrat hatten und fehlerfreie Gefüge aufweisen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/875721613kok.txt
Kerk, Thomas
Grundlagenuntersuchung zur Anwendung einer Sandwichstruktur - cermetische Schicht/Aluminium/Aluminium-Schaum/Aluminium - im Bereich Schutz. - 101 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Im Zuge internationaler Friedensmissionen werden deutsche Streitkräfte mittlerweile weltweit eingesetzt. Bei diesen Friedensmissionen werden unter anderem geschützte Fahrzeuge eingesetzt, die das höchste Gut - das Leben der Soldatinnen und Soldaten - schützen sollen. Ein derartiger Schutz wird oftmals durch massive und dicke Stahlplatten oder mehrschichtige Hybridsysteme realisiert. Diese genutzten Systeme haben den Nachteil einer hohen Masse, was wiederum die Mobilität der geschützten Fahrzeuge reduziert. Um den damit verbundenen logistischen Aufwand und die Mobilität bei gleichbleibendem Schutz zu reduzieren bzw. zu steigern, werden für alternative Schutzsysteme neue Werkstoffentwicklungen, neue Fertigungstechnologien und alternative Bauweisen untersucht und eingesetzt. Eine Möglichkeit, ein alternatives Schutzsystem zu realisieren, ist die Verwendung von cermetischen Schichten. Diese cermetischen Schichten können beispielsweise auf Stahlplatten, unter Verwendung der thermischen Spritztechnik, aufgebracht werden. Der Einsatz von beschichteten Stahlplatten hat den Vorteil, dass sie im Vergleich zu reinen Stahlplatten dünner ausgelegt werden können und somit Gewicht gespart werden kann. Diese Leichtbaulösung neigt allerdings aufgrund der dünneren Plattendicke beim Einwirken einer definierten Masse mit hoher kinetischer Energie zur elastischen Ausbeulung. Als Folge dieser elastischen Ausbeulung kann es zum globalen Abplatzen der cermetischen Beschichtung kommen, wodurch das Schutzpotenzial reduziert wird. Durch die in dieser Masterarbeit untersuchte Sandwichstruktur - cermetische Schicht/Aluminium/Aluminium-Schaum/Aluminium - soll aufgrund der hohen Energieabsorption der geschäumten Kernlage das elastische Ausbeulen der Grundplatte und somit das globale Abplatzen der cermetischen Beschichtung reduziert bzw. verhindert werden. Der Einschlag einer definierten Masse mit hoher kinetischer Energie wurde in dieser Masterarbeit durch einen eigens hierfür aufgebauten Fallversuch realisiert. Auf Basis der durchgeführten Arbeiten und Untersuchungen werden die ausgewählten thermisch beschichteten und geschäumten Sandwischstrukturen für die Anwendung im Bereich Schutz analysiert und bewertet. In dieser Masterarbeit konnte gezeigt werden, dass die cermetische Schicht, welche mittels des thermischen Flammspritzens aufgebracht wurde, beim Einschlag einer definierten Masse aus einer festgelegten Fallhöhe nur in unmittelbarer Umgebung des Einschlagslochs abplatzt. Das bei massiven Stahlplatten auftretende globale Abplatzen konnte demnach verhindert werden. Zudem konnte gezeigt werden, dass das Deformations- und Energieabsorptionsverhalten der Sandwichstruktur von der Dicke der Beschichtung, der Dicke der Sandwichstruktur und von der Anzahl und Position von Defekten innerhalb der geschäumten Kernlage entscheidend beeinflusst wird.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/875721095kerk.txt
Platz, David
Aufbau und Charakterisierung von thermoelektrischen Modulen auf der Basis von Mg- und Mn-Silizid. - 76 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Thermoelektrische Module (TEM) aus n- und p-dotierten Halbleitermaterialien können als Folge einer Temperaturdifferenz direkt elektrische Energie erzeugen und stellen eine vielversprechende Technologie zur Energierückgewinnung aus Abwärme dar. In diesem Zusammenhang zeichnen sich Silizide durch ihre geringen Kosten, die hohe Verfügbarkeit sowie ihre Umweltverträglichkeit aus, sodass sie ein hohes Potential für die Verwendung in TEM bieten. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem experimentellen Aufbau und der Leistungscharakterisierung von TEM auf der Basis von n-Mg2Si0,4Sn0,6 und p-MnSi1,81. Zur Herstellung der Proben wurden pulvermetallurgische Verfahren unter Ar-Atmosphäre angewendet. Die Synthese und Kompaktierung der Proben erfolgte im Spark Plasma Sinterverfahren (SPS). Um die thermoelektrischen Eigenschaften (elektrische Leitfähigkeit , Seebeck-Koeffizient S und Wärmeleitfähigkeit ) zu optimieren und die Effizienz der Energiewandlung zu erhöhen, wurden die Silizide dotiert. Das Multidrahtsägen konnte erfolgreich zur Produktion von thermoelektrischen Schenkeln eingesetzt werden. Eine Herausforderung bei der Konstruktion eines TEM stellte hingegen die Wahl eines geeigneten Lötmaterials dar, welches die hohe elektrische Leitfähigkeit aufrechterhalten soll und keine Reaktionen mit dem thermoelektrischen Material hervorrufen darf. Daher wurden unterschiedliche metallische Folien als mechanisch und thermisch stabile Diffusionsbarrieren eingesetzt. Die Untersuchung der Reaktionsschichten erfolgte mittels REM- und EDX-Analyse. Charakterisiert wurden die TEM an einem am Fraunhofer IFAM Dresden entwickelten Prüfstand unter statischen Temperaturbedingungen. Einen der wesentlichen Aspekte dieser Arbeit stellte die Senkung des Innenwiderstandes Ri durch eine geeignete Kombination von Silizid, Diffusionsbarriere und Lötmaterial dar. Die generierte elektrische Leistung eines Moduls wurde abschließend aus der Messung von U-I-Kennlinien bestimmt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/875720900platz.txt
Spreemann, Dominic
Charakterisierung von Hochleistungs-Impuls Magnetronsputterprozessen im Labor- und Industriemaßstab. - 128 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Um Beschichtungs-Prozesse im Bereich der Plasmatechnik aus der Forschung in die Industrie zu übertragen, müssen wichtige Stellgrößen gefunden werden, um vergleichbare Plasmazusammensetzungen in der Industrie zu erhalten. Diese Zusammensetzung bestimmt die Schichteigenschaften und wird durch eine Vielzahl von Parametern bestimmt. In dieser Arbeit wurde der Einfluss von veränderter ON-Zeit, Frequenz und Ladespannung auf die Elektronentemperatur, Plasmadichte, Spitzenstromdichte und die Intensität innerhalb von Hochleistungs-Impuls Magnetronsputter-Prozessen untersucht und dargestellt. Zur Bestimmung wurden eine Langmuir-Sonde und die Optische Emissionsspektroskopie genutzt. Die Intensitäten wurden zeitaufgelöst und zeitgemittelt bestimmt. Zudem wurde das Ionen/Neutralteilchen-Verhältnis an der Substratoberfläche für ausgewählte Parameter untersucht und als Basis für einen ersten Versuch der Prozessübertragung von einer Forschungs- und Entwicklungskathode (45,6 cm^2) auf eine Industriekathode (315 cm^2) genutzt. Als alternative Ausgangsbasis diente die Stromdichte. An einem Kupfer- und einem Aluminium-Target konnte gezeigt werden, dass Spitzenstromdichte, Plasmadichte und Intensität mit der Ladespannung stiegen und die Elektronentemperatur sank. Auch die Erhöhung der ON-Zeit führte zu tendenziell höheren Spitzenstromdichten, Plasmadichten und Intensitäten, wobei die Spitzenstromdichte hier gegen ein Maximum lief. Plasmadichte und Intensität zeigten eine direkte Abhängigkeit vom Strom und verhielten sich ähnlich. Für Spitzenstromdichte und Intensität konnte zudem eine Frequenzunabhängigkeit nachgewiesen werden. Nur angeregtes Aluminium wich von diesem Verhalten ab. Die Übertragung führte zu vielversprechenden Ergebnissen. Es zeigte sich, dass die Spitzenstromdichte nicht zu vergleichbaren Ergebnissen führt, während die Wahl des Verhältnisses gute Übereinstimmungen bei Plasmadichte und Intensität liefert. Hierbei zeigte sich zudem, dass der Spitzenstrom und nicht die Spitzenstromdichte eine wesentliche Stellgröße für eine Übertragung sein könnte.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/87486013Xspree.txt
Richter, Bastian
Entwicklung einer vereinfachten Auslegungssystematik für Spritzgießmaschinen basierend auf Produktgruppen. - 100 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

Zielsetzung der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung einer vereinfachten Auslegungssystematik für Spritzgießmaschinen, die eine schnelle erste Konfiguration der zentralen Komponenten ermöglicht. Zunächst wird hierfür ein Überblick über die prozesstechnisch relevanten Materialeigenschaften und den Aufbau einer Spritzgießmaschine gegeben. Durch den analytischen Vergleich der derzeitigen Maschinenauslegung mit den verfahrenstechnischen Merkmalen beim Spritzgießprozess werden die Schwachstellen des aktuellen Konzeptes aufgezeigt. Darauf aufbauend werden einzelne mathematische Modelle überarbeitet und validiert und eine neue verfahrensgerechte Auslegungssystematik erstellt. Die Ermittlung der Anforderungen an die Spritzgießmaschine erfolgt dabei basierend auf den Produkteckdaten, den Abmessungen des Werkzeuges und dem Material. Mit Hilfe dieser Anforderungen erfolgt anschließend die Konfiguration der einzelnen Komponenten. Des Weiteren werden Produktkategorien gebildet, die eine eindeutige Zuordnung von Spritzteilen ermöglichen. Durch die Zugehörigkeit zu einer Produktgruppe können die Qualitätsanforderungen des Spritzteils und die Produktionsbedingungen bei der Auswahl der Maschine berücksichtigt werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/874378966richt.txt
Behringer, Andreas
Untersuchung zur Modellierung, Simulation der Flussdichteverteilungen und Optimierung von HTSL-Anordnungen für die Lorentzkraftanemometrie. - 62 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Die Lorentzkraftanemometrie ist ein Messverfahren, das die berührungslose Messung der Strömungsgeschwindigkeit eines elektrisch leitfähigen Fluids ermöglicht. Grundprinzip ist die Messung der Reaktionskraft auf ein Magnetsystem, dessen Feld den Strömungskanal durchsetzt. Mit dieser Arbeit werden Grundlagen gelegt, um ein Magnetsystem auf Basis von Hochtemperatursupraleitern zu entwickeln. Dazu wird experimentell die Flussdichteverteilung zwischen einem Paar Hochtemperatursupraleiter in einem Temperaturbereich von 22K bis 80K bei Feldstärken von bis zu 5T bestimmt. Außerdem wird der Einfluss der Bulktemperatur auf die maximal speicherbare Flussdichte untersucht. Mit der Multiphysiksoftware Comsol Multiphysics wird ein Modell entwickelt, das für eine gegebene Flussdichteverteilung eine Stromdichteverteilung im HTSL-Bulk approximiert. Es wird außerdem die Basis für eine Optimierung eines Magnetsystems auf HTSL-Basis gelegt. Dafür wird ein zweites Modell entwickelt, das mit Hilfe der ermittelten Stromdichteverteilung die zu erwartende Lorentzkraft auf ein Magnetsystem aus einem bzw. drei HTSL-Bulkpaaren berechnet. Es werden die derzeit bestehenden Probleme aufgezeigt und mögliche Ursachen diskutiert.


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Försch, Philipp
Mechanical properties and degradation of starch-based biopolymers as a result of processing. - 89 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Die Entwicklung von Kunststoffen auf Basis erneuerbarer Ressourcen ist ein wachsender Markt. Jedoch werden Biopolymere bei der Verarbeitung einem Molekülkettenabbau ausgesetzt, der ihre Eigenschaften beeinflusst. Um diese Eigenschaften zu verbessern und die Lebensdauer von mit Biopolymeren hergestellten Produkten zu erhöhen, muss das Abbauverhalten während der Verarbeitung identifiziert werden. In der vorliegenden Arbeit werden Abbaumechanismen von stärkebasierenden Kunststoffen beschrieben. Basierend auf der Beziehung von mittlerer Molmasse und newtonscher Viskosität wurde das Abbauverhalten von PHBV untersucht. Es wurde herausgefunden, dass PHBV anfällig ist für thermische Belastung. Mechanische Scherbelastung zeigt jedoch nur geringe Auswirkung auf eine Änderung in der newtonschen Viskosität. Hydrolyse und (thermo-)oxidative Effekte zeigten keinen signifikanten Einfluss auf den Molekülkettenabbau von PHBV. In Versuchen mit einem Doppelschneckenextruder zeigte sich, dass die Parameter Temperatur, Schneckengeschwindigkeit und Durchsatz den Abbau von PHBV beeinflussen. Eine Beziehung von Einflussfaktoren und Molekülkettenabbau wurde formuliert. Die Auswirkungen des Abbaus auf die mechanische Eigenschaften E-Modul, Zugfestigkeit, Bruchdehnung und Schlagzähigkeit wurden untersucht.


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Krause, Katharina
Technische Anforderungen an Reitböden in Hinblick auf die Anwendung rezyklierter Bau- und Abbruchabfälle. - 130 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Das Recycling von Bauschutt und die Verwendung jener rezyklierten Bau- und Abbruchabfälle stellen Herausforderungen an Industrie und Forschung. Eine bisher unbetrachtete Einsatzmöglichkeit von rezyklierten Bau- und Abbruchabfällen bietet die Tretschicht auf Reitplätzen. Im Rahmen dieser Arbeit werden zehn verschiedene Außenreitplätze aus der Umgebung Ilmenau in Bezug auf ihre Tretschichtsande analysiert. Die Reitplatzbetreiber geben Auskunft über die Reiteigenschaften des jeweiligen Reitplatzes, wie z. B. Staubbildung und Trittfestigkeit. Analysemethoden sind unter anderem Lasergranulometrie, dynamische Bildanalyse, Gaspyknometrie, Messung der Eindringtiefe und Charakterisierung des Fließverhaltens mittels Ringschergerät. Aus dem Verhältnis von Nutzerbewertung und den ermittelten Kennwerten der untersuchten Tretschichtsande werden Eigenschaften für ein möglichst optimales Tretschichtmaterial bestimmt. Fünf rezyklierte Baustoffe werden analog zu den Tretschichtsanden untersucht und mit den Kennwerten der möglichst optimalen Tretschichteigenschaften verglichen. Rezyklierte Dachziegel, Hintermauerziegel, Kalksandstein und Vormauerziegel gehen als etwaige Tretschichtmaterialien aus den Analysen hervor. Deren partikeltechnologische Charakterisierung erfüllt die Anforderungen an eine möglichst optimale Tretschicht in vergleichbaren Maße wie die eingesetzten Tretschichtsande. Eine Optimierung der rezyklierten Bau- und Abbruchabfälle als Tretschichtmaterial ist durch Zuschlagstoffe, wie sie bereits für sandige Tretschichten verwendet werden, denkbar. Der Einsatz von den theoretisch geeigneten Recycling-Baustoffen als Reitböden sollte auf Test-Reitplätzen in der Praxis verifiziert werden.


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Elías Ilosvay, Ixchen Édua
Herstellung photonischer Strukturen mittels Nanoimprint-Lithographie. - 85 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Seitdem im Jahre 1991 die ersten photonischen Strukturen künstlich hergestellt wurden, hat sich die Forschung in diesem Bereich stark entwickelt. Mittlerweile existieren zahlreiche Methoden, um derartige Strukturen herzustellen, allerdings sind der ökologische und finanzielle Aspekt immer noch nicht zufriedenstellend gelöst. Aus diesem Grund ist die Suche nach preisgünstigeren, schnelleren und umweltschonenden Methoden zur Herstellung photonischer Strukturen von großem Interesse. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Nanoimprint-Lithographie als eine Herstellungsvariante für photonische Strukturen herangezogen. Dazu wurden insgesamt 15 Proben unterschiedlicher Materialien und Geometrien gefertigt. Si und Quarzglassubstrate wurden mit diesem lithographischen Verfahren und verschiedenen Ätzverfahren mit Säulen, Löchern und Pyramiden strukturiert. Nach jedem Prozessschritt wurden die Strukturen mit dem Rasterelektronenmikroskop überprüft. Schließlich wurden bei den gefertigten Proben mittels UV-Vis-Spektroskopie und winkelaufgelöster Streulichtmessung Transmissions-, Reflexions- und Streulichtmessungen zur Untersuchung ihrer optischen Eigenschaften durchgeführt. Der Einfluss der Ätzzeit auf die Geometrie der Strukturen konnte durch REM-Untersuchungen gezeigt werden. Je länger die Proben geätzt wurden, desto tiefer und breiter waren die Strukturen. Mit Hilfe der UV- und Vis-Spektroskopie konnten verschiedene Zusammenhänge zwischen Ätzzeit und optischen Eigenschaften festgestellt werden. Zum einen hat sich die UV-Absorptionskante der Quarzglas-Proben mit zunehmender Tiefe der Strukturen zu längeren Wellenlängen verschoben. Zum anderen konnte durch die verlängerte Ätzzeit der gesamte Reflexionsanteil der Silizium-Proben verringert werden. Hinzu kommt, dass die Silizium-Proben durch die verschiedenen Ätzzeiten unterschiedliche Wellenlängen absorbiert bzw. reflektiert haben. Die Nanostrukturierung der Proben wurde schließlich mit Hilfe der winkelaufgelösten Streulichtmessung nachgewiesen und ihre Periode bestimmt werden. Die durch Streulichtmessung berechneten Perioden unterschieden sich wenig von den durch REM bestimmten Perioden. Trotz der aufgetretenen Schwierigkeiten bei der Herstellung der photonischen Strukturen kann nach der Analyse der Ergebnisse behaupten werden, dass das Verfahren aus vielerlei Hinsicht vorteilhaft ist. Die Ergebnisse der Untersuchungen ergaben, dass die Nanoimprint-Lithographie sowohl aus finanzieller als auch aus ökologischer Sicht eine gute Alternative zu anderen herkömmlichen Methoden bietet. Durch die in der Arbeit analysierten Verfahren könnten photonische Strukturen schneller und einfacher hergestellt werden, was in der Industrie künftig einen großen Vorteil bedeuten würde.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/873662652elias.txt
Gebelein, Gustav
Konzept einer Ausströmerdüse im Fahrzeuginnenraum zur Reduzierung des Öffnungs- und Schließgeräusches. - 140 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

Die zukünftigen Neuentwicklungen in der Automobilbranche zielen auf die Hybrid- oder Elektroantriebe ab. Diese Fahrzeuge zeichnen sich durch ein geräuscharmes bis lautloses Fahrverhalten aus. Zusätzlich werden die Fahrzeuginnenräume immer besser von Außengeräuschen wie beispielsweise Motor- und Windgeräusche abgeschirmt. Die Wahrscheinlichkeit, dass Störgeräusche durch den Kunden erkannt werden, steigt. Zulieferer von Interieurkomponenten sind bestrebt die Störgeräuschquellen im Entwicklungsprozess zu identifizieren und auszuschalten. Inhalt dieser Arbeit ist eine Konzeptentwicklung einer Luftführungskomponente zur Reduzierung von Störgeräuschen. Eine Analyse des Marktes am Anfang gibt einen Überblick über vorhandene Konzepte. Anschließend wird ein Prüfstand zur Ermittlung der Einflussgrößen entwickelt. Die Auswirkungen der Einflussgrößen werden in verschiedenen Versuchsreihen untersucht. Für die Messreihen werden Prüfpläne erstellt und die Versuchsreihen im betriebsähnlichen Zustand durchgeführt. Mit den gewonnenen Erkenntnissen wird die Konzeptentwicklung nach dem konstruktiven Entwicklungsprozess durchgeführt. Abschließend wird ein Vergleich zwischen der vorhandenen und neu entwickelten Komponente gezogen.


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Endrikat, Anna
Untersuchung der Stabilität von MAX Phasen Partikeln in verschiedenen Lösungen für die elektrochemische Herstellung von Kupfer-MAX-Kompositschichten. - 99 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Die meist genutzten Kontaktwerkstoffe für Hochleistungsschalter sind derzeit Silber/Zinn-Oxid. Silber ist teuer und die Nutzung von Zinnoxid, die notwendig ist um die mechanische Stabilität der Schicht zu gewährleisten, senkt die elektrische Leitfähigkeit des Komposit. MAX-Phasen sind potentielle Verstärkungsmaterialien für Kontaktschichten, da sie eine hohe Härte und eine gute elektrische Leitfähigkeit aufweisen. Das System Kupfer-MAX als Kompositschicht würde einen geeigneten Kandidaten für Kontaktwerkstoffe darstellen. Die elektrochemische Kompositabscheidung zur Herstellung von Verbundschichten ist ein einfaches Verfahren, um Partikel in ein Matrixmaterial einzubringen. Für die Abscheidung von Verbundwerkstoffen müssen die Partikel in den Elektrolytmedien durch verschiedene Stabilisierungsmöglichkeiten dispergiert werden. Dabei ist es grundlegend zu wissen, ob MAX Partikel im Elektrolyten chemisch stabil sind. Daher wurde in dieser Arbeit die chemische Stabilität von zwei kommerziellen MAX Phasen Partikeln (Ti3SiC2 und Ti2AlC) in 0,5 M Schwefelsäure, 0,8 M Kupfersulfat- und 0,01 M Natriumhydroxid-Lösung durch elektrochemische und nicht-elektrochemische Methoden (Immersionstest) untersucht. Die elektrochemischen Untersuchungen beinhalteten anodische Polarisationskurven und Tafel-Plots. Unter Verwendung von optischer Emissionsspektroskopie wurde die Partikelauflösung analysiert und zusätzlich eine Partikelcharakterisierung vor und nach dem Immersionstest mittels energiedispersiver Röntgenspektroskopie, Röntgendiffraktometrie und Zeta-Potential-Messungen durchgeführt. Beim Vergleich der Partikelsorten entsprechend der Ergebnisse aus optischer Emissions-spektroskopie weisen die MAX 312 Pulver eine gute chemische Stabilität im Sauren und Alkalischen auf, wohingegen die MAX 211 Pulver sich signifikant bis zu 36,1 Gew.-% im Kupferelektrolyt auflösen. Im Hinblick auf den Auflösungsmechanismus kann gemäß der M/A Verhältnisse eine verstärkte Auflösung der A Elemente festgehalten werden, wobei die Geschwindigkeit der Auflösung anfangs höher ist. Anhand der elektrochemischen Polarisationsversuche wurden für beide Pulver in 0,01 M Natriumhydroxid-Lösung Korrosionsstromdichten im [my]A/cm^2 Bereich festgestellt, wohingegen sie in 0,5 M Schwefelsäure für MAX 312 Pulver mit 10-5 A/cm^2 und MAX 211 mit 10-4 A/cm^2 höher sind. Die Korrosionspotentiale von MAX 312 sind im Vergleich zu MAX 211 um etwa 0,4 V positiver, weshalb von größerer elektrochemischer Stabilität auszugehen ist. Daher ist schlussfolgern, dass die Ti3SiC2 Partikel eine bessere chemische Stabilität im sauren Medium zeigen, aber beide Partikel am stabilsten in alkalischer Lösung sind.


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Böning, Max
Viskositätsänderungen gefüllter Kunststoffschmelzen bei der Variation von Spritzgießparameter. - 80 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

Die vorliegende Bachelorarbeit befasst sich mit der Untersuchung des Materialverhaltens fasergefüllter Kunststoffschmelzen während der Verarbeitung im Aggregat der Spritzgießmaschine. Zu diesem Zweck wurden in einer Literaturrecherche die physikalischen Effekte bei der Verarbeitung von partikelgefüllten Kunststoffschmelzen analysiert. Es wurden auf die Viskosität, die Faserorientierung und -schädigung, sowie Misch- und Entmischungseffekte eingegangen. Die im Schmelzekanal herrschende Strömung wurde in ihre Grundströmungen zerlegt und anschließend ein Versuchstand konstruiert und gefertigt, der es ermöglicht, den Einfluss auf die Füllstoffe der Schmelze zu ermitteln. Im Rahmen der Konzeption fand eine Auswertung der Leistungsgrößen ausgewählter Spritzgießmaschinen statt. Für die Auswertung der Ergebnisse wurde eine geeignete bildtechnisch unterstützte Messmethode ausgewählt. In einem Modellansatz wurde der Einfluss der Prozessgrößen des Spritzgießens auf die Füllstoffe der Schmelze bestimmt. Zur Bestätigung dieses Ansatzes in einer anschließenden Arbeit wurde ein Versuchsplan aufgestellt.


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Friedrich, Fabian
Auflösungsgrenzen in der Nano-Computertomographie. - 100 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

An der TU Ilmenau werden Röntgenaufnahmen mit einer Mikro-CT-Anlage zur Materialprüfung durchgeführt. Das Ziel dieser Arbeit ist es, einen Prüfkörper zur Ermittlung der Auflösungsgrenze dieser Anlage zu entwickeln. In der Norm DIN EN 16016-3 wird die Ermittlung der räumlichen Auflösung von CT-Systemen mit Hilfe der Modulationsübertragungsfunktion beschrieben. Bei dieser Methode handelt es sich um eine indirekte und relativ aufwendige Bestimmung der Auflösung. Dahingegen bietet ein Prüfkörper die Möglichkeit, die Auflösung direkt und visuell zu bestimmen. Die Grundlage für die Entwicklung des Prüfkörpers bilden die beiden in der Norm DIN EN ISO 19232 beschriebenen Draht-Bildgüteprüfkörper. Diese Prüfkörper werden verwendet, um die Ortsauflösung und die Kontrastauflösung von Durchstrahlungsaufnahmen zu bestimmen. Die Ortsauflösung beschreibt die Fähigkeit, zwei nahe beieinander liegende Details getrennt voneinander darzustellen. Bei der Kontrastauflösung handelt es sich um den Grauwertunterschied zwischen einem Detail und dessen Hintergrund. Um mit dem entwickelten Prüfkörper die Auflösung der CT-Anlage dreidimensional zu bestimmen, werden zwei Chips entworfen, die senkrecht zueinander angeordnet sind. Dadurch können sowohl die Flächenauflösung als auch die axiale Auflösung ermittelt werden. Die beiden Chips weisen Linienstrukturen auf, die T-förmig angeordnet sind. Dies ermöglicht die Bestimmung der vertikalen und der horizontalen Auflösung. Die Größe der Linienbreiten und der Linienabstände liegt zwischen 1 m und 20 (my)m. Erste Tests ergeben eine Auflösungsgrenze von etwa 10 (my)m. In dieser Arbeit werden des Weiteren die Parameter beschrieben, welche die Bildqualität einer CT-Aufnahme beeinflussen. Eine wichtige Rolle für die zu erreichende Auflösung spielt die Anode der Röntgenröhre. Daher gibt es beispielsweise mit der Flüssigmetallanode vielversprechende Entwicklungen zur Modifizierung der Anode. In dieser Arbeit werden die Grundlagen für die Entwicklung einer Mehrelementanode beschrieben, die durch die Anregung verschiedener charakteristischer Linien zu einer Kontrastverbesserung beitragen soll.


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Wetzel, Fabian
Korrelation von Wandschubspannungen und Auswaschung beim Folienhinterspritzen. - 102 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

Folienhinterspritzen ist ein Spritzgießverfahren, bei dem eine bedruckte Folie in das Werkzeug eingelegt und mit Kunststoff hinterspritzt wird. Das Verfahren wird genutzt, um eine höherwertige Optik, eine gewünschte Haptik, ein Schutz oder Informationen in die Oberfläche von Bauteilen einzubringen. Während des Spritzgießens treten Auswaschungen auf, die zum Ausschuss der betroffenen Folie führen. Diese entstehen aufgrund der einwirkenden mechanischen und thermischen Belastung. In dieser Arbeit wird mit Hilfe von Spritzgießversuchen der Einfluss der thermischen und mechanischen Belastung, sowie der Einfluss der erstarrten Randschicht untersucht und in ein Modell übertragen. Zusätzlich werden Zugversuche zur Bestimmung des Temperatureinflusses auf die Folie, sowie Peelingversuche zur Bestimmung der Verbundfestigkeit im Bereich der Auswaschungen durchgeführt. In den Spritzgießversuchen konnten bei Variation der Schmelzetemperatur gegensätzliche Verläufe beobachtet werden. Das erstellte Modell gibt die Wandschubspannung, die Temperaturbelastung sowie die Kontaktzeit zwischen Schmelze und Folie als Haupteinflüsse auf Auswaschungen an. Ein direkter Einfluss der Randschicht konnte nicht ermittelt werden.


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Tuch, Bastian
Vergleich verschiedener polymerer Konstruktionswerkstoffe für den Leichtbau im Hinblick auf Eigenschaften und Anwendungspotenziale. - 130 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

Aufgrund der aktuellen Klimapolitik und dem Streben nach ständiger Weiterentwicklung und Fortschritt, gewinnt Leichtbau für technische Anwendungen immer mehr an Bedeutung. Viele Hersteller setzen dabei auf den Einsatz von Kunststoff statt Metall. Jedoch kann man auch für bereits aus Kunststoff bestehende Bauteile das Gewicht weiter optimieren. Eine Möglichkeit besteht in der Reduzierung der Dichte der Materialien. Da gerade faserverstärkte Kunststoffe (FVK), die im Spritzguss verarbeitet werden können sehr beliebt sind, wurde in dieser Arbeit nach einer geeigneten Anwendungsmöglichkeit für dichtereduzierte thermoplastische Ersatzmaterialien gesucht. Parallel dazu wurde eine Vorauswahl möglicher Ersatzwerkstoffe anhand eines Datenblattvergleichs verschiedener Hersteller durchgeführt. Die Wahl der Anwendung fiel auf die Kunsttofflaufrollen des Riemenspanners. Daneben wurden sechs ausgewählte Alternativwerkstoffe von unterschiedlichen Herstellern zur Verfügung gestellt. Durch eine Vorbewertung der Materialien und ein Vergleich mit den für die Anwendung bisher verwendeten Materialien ist die Wahl auf diese Materialtypen gefallen. Um den Einsatz von möglichen dichtereduzierten Materialien beurteilen zu können, wurden die Materialien bezüglich ihrer charakteristischen Kennwerte eingeteilt. Neben den thermischen und physikalischen Eigenschaften wurde die Mechanik mittels Zugversuch, Schlagpendel und Druckversuch ermittelt. Des Weiteren wurde ein Spannungsrisstest durchgeführt und das Verschleißverhalten wurde geprüft. Außerdem wurden die Materialien auf die für die Anwendung auftretenden Einsatzbedingungen getestet und bewertet. Die von den Herstellern gelieferten Zugstäbe wurden dabei in verschiedenen Medien bei 100 &ring;C bzw. 80 &ring;C für 24 Stunden eingelagert und im Anschluss für 7 Tage bei 100 &ring;C gealtert. Zusätzlich wurde für das Material auch noch eine verschärfte Luftalterung durch vorlagern bei 150 &ring;C für 14 Tage durchgeführt. Im Anschluss wurden im Zugversuch die mechanischen Kennwerte erneut bestimmt und mit den Ausgangskennwerten verglichen. Nach der Ermittlung und Aufbereitung der Ergebnisse konnte eine Endbewertung erfolgen. Als Bewertungsreferenz diente das im Riemenspanner momentan verwendete PA66-GF, sowie das PA66-GK Material. Die Ergebnisse haben gezeigt, dass keines der dichtereduzierten Ersatzmaterialien die mechanischen Kennwerte vom PA66-GF erreichen konnte. Das PA66-GF/HGK konnte in den Tests dennoch überzeugen und würde sich als möglicher Alternativwerkstoff eignen. Daher werden weitere Tests und bauteilnahe Untersuchungen mit diesem Material empfohlen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/872576965tuch.txt
Schelestow, Kristina
Synthesis of silver nanoparticles in hydrogels. - 113 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Die vorliegende Arbeit behandelt die Herstellung eines neuartigen Hydrogel-Silber-Verbundwerkstoffs, seine Charakterisierung hinsichtlich der strukturellen und antibakteriellen Eigenschaften sowie die Untersuchung seiner Wechselwirkung mit Glasoberflächen. Die Hydrogele basieren auf N-isopropylacrylamid, einem funktionalisierten Macromonomer aus 2-Oxazolinen sowie N,N'-methylenbisacrylamid als Vernetzer. Die Synthese erfolgte durch radikalische Polymerisation mithilfe des Initiatorsystems Ammoniumpersulfat und N,N,N,N'-tetramethylendiamine. Die Silbernanopartikel im Polymernetzwerk wurden durch eine Komplexierung mit Silberkationen aus einer Silbernitratlösung und eine darauffolgende Reduktion mit Natriumborhydrid gebildet. Die Hydrogele verschiedener Zusammensetzung wurden bezüglich ihrer Struktur und ihrem Wasseraufnahmevermögen untersucht. Die Bildung von Silbernanopartikeln sowie die Faktoren, die diese beeinflussen, wurden analysiert und konnten veranschaulicht werden. Die antibakterielle Wirkung des entwickelten Verbundmaterials in Pulverform wurde in Zählexperimenten auf Staphylococcus aureus erprobt. Verglichen mit der Referenzprobe ohne Silbernanopartikel, konnte die Bakterienzahl auf ca. 0,1 % reduziert werden. Der Verbundwerkstoff wäre demnach von Interesse für biomedizinische Anwendungen. Schließlich wurden unterschiedliche Schichten auf fotosensiblem Glas FS21 abgeschieden und bezüglich des Einsatzes in der Mikrosystemtechnik evaluiert.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/870997416schel.txt
Siller, Valerie
Fabrication of hierarchical titanium dioxide nanostructures for the storage and conversion of energy. - 69 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Titandioxid (TiO2) ist bekannt für seine geringen Kosten und ausgezeichneten Fähigkeiten in der Energieumwandlung sowie -speicherung. Es findet Anwendung in der Photokatalyse, unter anderem zur Reduktion von Carbondioxid (CO2) und dessen Umwandlung in alternative Brennstoffe, als auch in der Abwasserbehandlung, in der photo- und elektrokatalytischen Wasserspaltung und als Anode in der Lithium-Ionen Batterie. Weiterhin führt die photoinduzierte Wärmeentwicklung in TiO2 zu dessen Einsatz in der photothermischen Krebstherapy. Für eine erhöhte Lichtabsorption wurden Siliziumnadeln mit einem maximalen Aspektverhältnis von 22 an der Oberfläche eines Siliziumwafers erzeugt. Anschließend kam es zur Beschichtung mittels zwei veschiedener Haupttypen von hierarchischen Titandioxid Nano-strukturen. Aus der Aufdampfung von Titan mittels Elektronenstrahlverdampfer und einer darauf folgenden Oxidation der Schicht resultiert Typ A1. Typ B1 besteht aus bei 600&ring;C gesputterten TiO2 Schichten und wurde teils in einer Wasserstoffgas-Atmsophäre zu Typ B2 hydriert. Mittels Röntgendiffraktometrie konnte Rutil als bevorzugt ausgebildete Kristallphase detektiert werden, sowohl für Typ A1 bei einer Oxidationstemperatur zwischen 400-500&ring;C als auch für Typ B1. Der Anteil von Anatas in B1 ist bereits höher und kann mit einer zusätzlichen Bias-Spannung von 100-200V am Substrat nochmals vergrößert werden. Im UV-Vis-NIR Bereich des Lichtspektrums ergab Typ A1 mit 400 nm Dicke auf langen Nadeln die beste Strahlenabsorption, gefolgt von einer 1000 nm dicken Schicht des Typs B2 auf mittellangen Nadeln (Aspektverhältnis von 9). Photoinduzierte Wärmeentwicklung konnte unter ähnlichen Lichtwellenlängen detektiert werden mit dem höchsten Temperaturanstieg pro Zeiteinheit für den Typ B2 im Vergleich zu B1. Somit scheint die Lichtabsorption von der Schichtdicke in Kombination mit der Hydrierung von TiO2 Beschichtungen abhängig zu sein. Elektrochemische Untersuchungen wurden anhand 1000 nm dicker Schichten des Typs B1 und B2 auf langen Nadeln (Aspektverhältnis 22) durchgeführt. Für die Anwendung in der Elektrokatalyse zur Entwicklung von Wasserstoffgas lieferte H-TiO2 die besten Ergebnisse. Jedoch als Anode in der Lithium-Ionen Batterie scheint reines TiO2 besser geeignet zu sein, da es höhere spezifische Kapazitäten bei Lade- und Entladeprozessen sowie eine bessere Aufrechterhaltung der Kapazität über mehrere Zyklen zeigte.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/870901966sille.txt
Berger, Dominik
Korrelation von Verfahrensparametern und Formteileigenschaften bei der Druckbeladung in der Verarbeitung von EPP-Beads. - 80 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Die Herstellung von Bauteilen aus geschlossenzelligen Polyolefin-Partikelschäumen gliedert sich in vier Teilprozesse: Partikel-Herstellung, Druckbeladung, Formteilherstellung und Wärmebehandlung. Im Rahmen dieser Arbeit wird die Korrelation von Verfahrensparameter und Formteileigenschaften bei der Druckbeladung untersucht. Fehlende Kenntnisse über Effekte und Zusammenhänge der Einflussgrößen führen in der Praxis zu Qualitätsschwankungen in der Herstellung von EPP-Partikelschäumen. Zu diesem Zweck wird zunächst ein theoretischer Überblick über die Charakteristika von EPP sowie den Formteilprozess gegeben. Anschließend wird ein Modell zur Veranschaulichung des Diffusionsvorgangs entwickelt. Der praktische Teil der Arbeit gliedert sich in zwei Teile. Zuerst wird der Einfluss der Prozessparameter auf den Partikelinnendruck untersucht, anhand der gewonnen Erkenntnisse wird die Linearität der Zusammenhänge geklärt. Im Anschluss werden mittels eines teilfaktoriellen Versuchsplans Effekte und Wechselwirkungen der Prozessparameter auf die Zielgrößen der Formteilherstellung analysiert. Abschließend wird der Druckbeladungsprozess in der Wirtschaftlichkeitsrechnung auf die Kostenentstehung hin untersucht und eine Kostenvergleichsrechnung durchgeführt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/870901648berge.txt
Kahl, Martin
Entwicklung eines CFK-Monocoque für ein Formula Student Team. - 114 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

Faserverstärkte Kunststoffe bieten mit ihren hohen spezifischen Festigkeiten und Steifigkeiten ein enormes Leichtbaupotential im Automobilbau. Daher finden diese verstärkt im Karosseriebau Anwendung. Ihre anisotropen Eigenschaften ermöglichen es, die Kunststoffe gezielt an die Bauteilanforderungen und -beanspruchungen anzupassen. Unter Ausnutzung des Leichtbaupotentials wurde im Rahmen dieser Arbeit ein FVK-Monocoque entwickelt und simuliert. Die dafür notwendigen Kenntnisse über die gängigen Werkstoffe, Verfahrensweisen und Technologien wurden durch Literaturrecherche erarbeitet. Darauf folgte eine Analyse eines bereits bestehenden Monocoque hinsichtlich dessen Leichtbaupotentials. Die Anforderungen an das neue Monocoque wurden anhand eines aktuellen Reglements und den Betriebsbedingungen erarbeitet und in einem Lastenheft aufgeführt. Auf Basis dieser Anforderungen sowie den Erkenntnissen aus der Literaturrecherche und Analyse wurden neue Konzepte für den Lagenaufbau und Krafteinleitungselemente erarbeitet und nach einer kritischen Bewertung ausgewählt. Im Vorfeld der Auslegung der Lagenaufbauten wurden die Materialeigenschaften von CFK-Laminaten nach DIN-Normen in Versuchen experimentell ermittelt. Mit diesen gewonnenen Daten sowie den in ANSYS PrePost 16.2 modellierten Versuchsaufbauten wurden Sandwichstrukturen entwickelt und simuliert. Den Abschluss der Arbeit bilden weitere Tests zur Validierung der Simulationsergebnisse.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/870114735kahl.txt
Panusch, Felix
Anwendbarkeit von Konzepten der zerstörungsfreien Prüfung zur Bestimmung der Qualität einer Schweißnaht am Beispiel eines Automobilzulieferbetriebes. - 54 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

Die vorliegende Abschlussarbeit beschäftigt sich mit der potentiellen Verbesserung der Prüfung von Schweißnähten durch Konzepte zur zerstörungsfreien Prüfung. Ziel dieser Bachelorarbeit war es alternative zerstörungsfreie Prüfverfahren zu finden und zu analysieren, welche für spezifische im Automobilzulieferbereich verwendete Schweißnähte Anwendung finden könnten. Für die Auswahl der betrachteten Verfahren wurde neben der Literaturrecherche auch auf die Erfahrungen von Instituten, welche sich auf Schweißtechnik und zerstörungsfreie Prüfverfahren spezialisiert haben und diversen Prüfmittelherstellern zurückgegriffen. Nach der Auswahl der möglichen Verfahren wurden diese praktisch an typischen Schweißprozesserzeugnissen aus der Automobilindustrie erprobt. Die aus diesen Versuchen gewonnen Daten wurden für die Selektion der fähigsten auf die Anwendungsfälle bezogenen Verfahren verwendet. Zur relativen Bewertung der zerstörungsfreien Prüfungen wurden diese anhand von technischen und wirtschaftlichen Gesichtpunkten mit derzeit in der Industrie als Standard verwendeten Verfahren verglichen. Als Abschluss dieser Bachelorthesis, wurden Möglichkeiten aufgezeigt, welche die Prozess- und Produktqualität aussagekräfig wiedergeben.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/869922130panus.txt
Gohdes, Marvin
Entwicklung und Verifizierung von Auslegungsrichtlinien für Formteil-Insert Kombinationen. - 80 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

Die Firma RMA-TSK Kunststoffsysteme Sömmerda GmbH & Co. KG produziert Kunststoffteile für verschiedene Automobilhersteller. Eines dieser durch Spritzgießen gefertigten Formteile ist ein Crash-Element aus glasfaserverstärktem Kunststoff, welches im Frontwagenbereich von Fahrzeugen montiert wird. Im Rahmen dieser Arbeit wird ein geeignetes Fügeverfahren für die Montage des Crash-Elements ermittelt. Dabei gilt es die technischen Forderungen mit der ausgewählten Verbindungstechnik zu erfüllen und diese hinsichtlich ihrer wirtschaftlichen Wertigkeit zu beurteilen. Zudem werden allgemeine Konstruktionsrichtlinien für die Verwendung von metallischen Montageelementen bei Kunststoffformteilen erarbeitet. Durch systematische Vorgehensweise können verschiedene auf die Verbindungstechnik wirkende Einflussfaktoren untersucht und die dabei auftretenden Schadensphänomene dokumentiert werden. Diese Schadensphänomene sind durch konstruktive Auslegungen bzw. prozesstechnische Richtlinien gezielt zu verhindern. Aus den gewonnen Erkenntnissen der Versuchsreihen ist ein Katalog zu erstellen, der durch Konstruktionsrichtlinien Lösungsansätze darlegt, die beim Auftreten von Schadensfällen angewandt werden können.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/867101636gohde.txt
Barth, Martin
Auslegung und Simulation mechanischer Eigenschaften eines Hybridverbundes aus CFK und GFK und Vergleich mit experimentellen Ergebnissen. - 72 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Beeinflussung veränderlicher Einsatztemperaturen und variablem Lagenaufbau eines Hybridlaminats aus CFK und GFK. Grundlage bildet eine Anpassung der klassischen Laminattheorie mit temperaturabhängigen Ausgangsgrößen. Dies soll reellere Werte der Laminatsteifigkeit und der resultierenden Spannungen widergeben. Anhand praktischer Versuche mit Vergleichslaminaten erfolgt die Ermittlung der Ingenieurkonstanten der Proben, auf Basis von gemessenem Spannungs-Dehnungs-Verhalten. Diese Werte werden mit berechneten Größen vergli-chen. Die Lagenschichtung der Proben erfolgt in der Kombination CFK/GFK - 0/0&ring;, 0/90&ring;, 90/0&ring; und 90/90&ring;. Dies stellt den höchstmöglichen Winkelversatz bei den Faserorientierungen in einem Laminat dar. Da aus diesen Anordnungen ermittelten Werte lassen auf weitere Kombinationen unterschiedli-cher Orientierungsvarianten der Einzelschichten in einem Hybridlaminat schließen und eine Voraussage über das Werkstoffverhalten treffen. In dieser Arbeit wird das Verhalten eines Hybridverbundes aus HT-Kohlefasern und E-Glasfasern in Kombination mit Epoxidharz untersucht. Die gewonnenen Erkenntnisse dienen als Grundlage zur Untersuchung weiterer Werkstoffkombinationen. Ziel ist es ein Material- und Berechnungsmodell aufzustellen, das geeignet ist das Verhalten eines Hybridverbundes aus CFK und GFK in Abhängigkeit vom Lagenaufbau zu beschreiben.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/867031557barth.txt
Kasch, Sebastian
Herstellung von MAX Phasen aus dem Dreistoffsystem Ti-Al-C basierend auf dem Ansatz von Materialbibliotheken. - 96 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

MAX Phasen sind eine relativ junge Materialgruppe und zeigen herausragende elektrische und mechanische Eigenschaften sowie eine starke Widerstandsfähigkeit gegenüber hohen Temperaturen und aggressiven Umgebungen. Sie vereinen somit als Funktionskeramik viele vorteilhafte Eigenschaften von Metallen und Keramiken. Dieses einzigartige Eigenschaftsprofil eröffnet interessante Anwendungsgebiete auch im Bereich dünner Schichten, wie beispielswiese als elektrische Kontakte, Korrosionsschutzschichten und tribologische Anwendungen bei hohen Temperaturen. Diese Arbeit beschreibt die Herstellung der MAX Phasen Ti2AlC und Ti3AlC2 als Dünnschicht. Als Ausgangspunkt dient dabei die Untersuchung des Dreistoffsystems Titan-Aluminium-Kohlenstoff mit kombinatorischen Dünnschichtverfahren. Dabei wird in einem Beschichtungsexperiment eine Vielzahl von Zusammensetzungen auf einem Wafer erzeugt. Die Multilayer-Stapel, aus reinem Titan, Aluminium und Kohlenstoff, wurden bei Raumtemperatur zyklisch mittels DC Magnetron-Sputtern aus den drei elementaren Targets abgeschieden. Die kombinatorischen Materialbibliotheken wurde dabei durch keilförmige Elementschichten als Teil des Schichtsystems erzeugt. Als Substrat dienten 4" Silizium-{100}-Wafer mit einer Diffusionsbarriere entweder aus 50 nm SiO2 oder Si3N4. Zur Aktivierung der Festphasenreaktion der Komponenten zu den MAX Phasen Ti2AlC und Ti3AlC2 wurden Temperaturbehandlungen bei 700-1050 &ring;C über 20 s durchgeführt. Die Zusammensetzung und Phasenbildung wurde mittels energiedispersiver Röntgenspektroskopie und Röntgendiffraktometrie unter streifendem Einfall analysiert. Dabei wurde sowohl die Bildung von polykristallinem Ti2AlC, Ti3AlC2 als auch koexistierendem Ti3Al festgestellt. Härtemessungen mittels Nanoindentor, mit Vickerspyramide und einer Maximalkraft von 1 mN, ergaben eine Martenshärte von 11-12 GPa. Elektrische Messungen mittels linearer Van der Pauw-Methode ergaben für 950 &ring;C getemperte Proben mit vorwiegend Ti2AlC einen spezifischen elektrischen Widerstand von 3,3 3,5&hahog;10^-7 [Omega]m. Proben mit vorwiegend Ti3AlC2 wiesen einen etwas höheren Widerstand von 5,7&hahog;10^-7 [Omega]m auf.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/867022493kasch.txt
Rienecker, Michael
Konstruktion eines 2-Komponenten-Spritzguss-Verschiebewerkzeuges am Beispiel einer PKW-Luftführung. - 88 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

Für ein Formteil, das für ein Zweikomponenten-Spritzgieß-Umsetzwerkzeug konzipiert wurde, soll ein Zweikomponenten-Spritzgieß-Verschiebewerkzeug konstruiert werden. Auslegung, Konstruktion und Simulation des neuartigen Zweikomponenten-Spritzgieß-Verschiebewerkzeugs sind elementare Bestandteile der Arbeiten. Basierend auf einem Vergleich möglicher Zweikomponenten-Werkzeuge werden die Voraussetzungen des Formteils für die Herstellung auf einem Verschiebewerkzeug ermittelt und die Luftführung angepasst. Das Werkzeug wird vollständig dimensioniert und konstruiert. Dazu wird zunächst ein Prinzip erarbeitet. Darauf aufbauend werden Betrachtungen zum Transfer des Vorspritzlings in die zweite Kavität und zur Entformung von Hinterschneidungen angestellt. Es werden mehrere Füllsimulationen durchgeführt und verglichen, um geeignete Anspritzpunkte zu finden. Temperier- und Auswerfersysteme werden dimensioniert, sowie die Steifigkeiten des Werkzeugs und der Verschiebeführung überprüft.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/866982795riene.txt
May, Mathias
Untersuchung und Bewertung von Polymer beschichteten, hartferritischen Mahlkörpern für die elektromechanische Nasszerkleinerung. - 142 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Die Anforderungen an die Sterilität bei Mahlprozessen sind in der Pharmaindustrie sehr hoch. Momentan werden die Wirkstoffe in Rührwerkskugelmühlen und Planetenkugelmühlen zerkleinert. Der Nachteil dieser Mühlen ist, dass die Prozesskammer und der Mühlenantrieb nur unter großem Aufwand getrennt werden können, dadurch wird die Reinigung erschwert. Eine Alternative ist die momentan in Entwicklung befindliche elektromechanische Nassmahlung. Bei diesem Prinzip ist dieses Problem nicht vorhanden, da konstruktionsbedingt kein mechanischer Antrieb vorhanden ist. Für das elektromechanische Prinzip (EMZ) sind hartmagnetische verschleißfeste Mahlkörper notwendig. Besonders geeignet ist Strontiumhexaferrit (SrFe12O19). Die Eignung solcher Mahlkörper für das EMZ wurde bereits in früheren Arbeiten nachgewiesen. Ziel dieser Arbeit ist es verschleißfeste Mahlkörper zu entwickeln, deren Verschleiß produktverträglich ist. Dies soll über eine Dickbeschichtung mit Kunststoff erfolgen. Dabei müssen die Mahlkörper gewährleisten, dass kein ferritischer Abrieb in das Mahlgut gelangt. Außerdem müssen sie die notwendigen magnetischen Kennwerte auch nach der Beschichtung erfüllen. Bei den Versuchen mit einem modifizierten Wirbelsinterverfahren zeigte sich, dass unterschiedliche Vorbehandlungen an den Mahlkörpern die Verschleißfestigkeit signifikant erhöhen. Außerdem hat sich ergeben, dass die Rundheit der hartmagnetischen Grundkörper einen großen Einfluss auf die Schichtqualität und Verschleißfestigkeit hat. Weiterhin gibt es eine deutliche Korrelation zwischen der Schichtdicke und der Temperatur des Kunststoffpulvers während der Beschichtung. Je höher die Pulvertemperatur ist, desto dicker wird die Schicht. Durch verschiedene Nachbehandlungen konnten die magnetischen und Oberflächeneigenschaften stark verbessert werden. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass das Beschichten von SrFe12O19 Mahlkörpern mit Polyamid-Pulver mit einem modifizierten Wirbelsinterverfahren möglich ist und die geforderten Eigenschaften erreicht werden und auch nach der Beschichtung im elektromechanischen Mahlprozess eingehalten werden können.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/866803637may.txt
Köckritz, Julia
Erhöhung der Ermüdungsfestigkeit eines Epoxidharzes durch die Integration von nanoskaligen Böhmit-Partikeln. - 155 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Infolge der Energiewende wird nach stetig neuen Wegen gesucht die Energieproduktion mittels erneuerbarer Energien, wie unter anderem von Windkraftanlagen, effizienter und kostengünstiger zu machen. Um dies umzusetzen, ist eine Vergrößerung der Rotorblätter notwendig. Aufgrund der zwangsläufigen Massenerhöhung und der sehr hohen Ermüdungsbeanspruchung der Rotorblätter, ist ein besonders gutes Masse-Eigenschafts-Verhältnis der einzusetzenden Materialien gefordert. Die aktuell bekannten Werkstoffe haben in dieser Hinsicht ihre Einsatzgrenzen erreicht. Deshalb liegt ein Fokus auf den vielversprechenden, leistungsstarken, nanopartikelverstärkten Kunststoffen. Unter diesem Aspekt befasst sich diese Arbeit mit der Herstellung von einem mit nanoskaligen Böhmitpartikeln modifizierten Epoxidharz und insbesondere der Beeinflussung der Ermüdungsfestigkeit mittels dynamischer Vierpunktbiegung. Dabei wurde auch der Einfluss von verschiedenen Partikeloberflächenmodifikationen und Partikelfüllgehalten auf die Verarbeitung, sowie die mechanischen Eigenschaften von Epoxidharz analysiert. Die Untersuchungen ergaben dabei, dass eine Taurinmodifizierung die beste Verarbeitbarkeit der geprüften Epoxidharzmodifizierungen aufzeigt. Die ermittelten mechanischen Eigenschaften werden vor allem in Abhängigkeit des Füllgehaltes gesteigert. Mit dem höchsten, getesteten Nanopartikelfüllgehalt von 15 Gew% wurde eine höhere Bruchzähigkeit, größere Zugfestigkeit, größeres E-Modul und eine 10fach längere Ermüdungslebensdauer im Vergleich zum unverstärkten Epoxidharz erreicht.


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Krüger, Michael
Untersuchung des Einflusses von Verstärkungsfasern auf die mechanischen Kennwerte von Aluminiumschaum. - 66 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

Metallschäume besitzen viele für den Fahrzeug- und Leichtbau interessante Eigenschaften, wie eine niedrige Dichte oder ein hohes Energieabsorptionsvermögen. Trotzdem konnten sich Metallschäume bislang nicht industriell durchsetzen. Der Grund hierfür liegt nicht zuletzt in den generell schlechteren mechanischen Eigenschaften im Vergleich zu ihren kompakten Gegenstücken. Das Ziel dieser Arbeit ist es die mechanischen Eigenschaften von pulvermetallurgisch hergestellten Aluminiumschäumen basierend auf AlSi8Mg4 durch eine eigens durchgeführte Faserverstärkung zu verbessern. Als Verstärkungsfasern kommen hierbei sowohl Glas-, Kohlenstoff- als auch Basaltfasern zum Einsatz. Bei den Kohlenstofffasern sollen zusätzlich noch geeignete Parameter für eine Wärmebehandlung mit dem Ziel einer optimierten Faser-Matrix-Anbindung ermittelt werden. Die mechanischen Eigenschaften werden im Druckversuch ermittelt und an den geprüften Aluminiumschäumen wird eine metallographische Versagensanalyse durchgeführt.


Reichardt, Anne
Einfluss verschiedener Legierungselemente und Wärmebehandlungen auf Gefüge und Eigenschaften sekundärer AlSi-Gusslegierungen. - 162 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Im Rahmen der vorliegenden Masterarbeit wird der Einfluss von Fe, Mn, Mo, Cr, Co, Cu, Mg, Ni, Zn, Ti, Zr und Sr auf das Gefüge einer sekundären AlSi-Gusslegierung im Gusszustand untersucht. Dabei werden die unterschiedlichen Abkühlgeschwindigkeiten berücksichtigt, die sich innerhalb der Legierungsabgüsse im Fließkanal einer Gießspiral-Kokille ergeben. Neben thermodynamischen Werkstoffsimulationen mittels JMatPro® werden Härtemessungen sowie Licht- und Rasterelektronenmikroskopie mit EDX durchgeführt. Eine Steigerung des Fe-Gehalts führt aufgrund des erhöhten Anteils an α-Al15(Fe,Mn)3Si2 Phasen zu einem Härteanstieg. Die Morphologie dieser Phasen wird zudem plattenförmiger. Durch Zugabe an Mn, Cr, Co wird der Phasenanteil von α-Al15(Fe,Mn)3Si2 ebenfalls erhöht, wobei Cr und Co in diese Phasen mit eingebaut werden. Ein zunehmender Cr-Gehalt führt zudem zur Anhäufung primärer, polygonaler Phasen. Mo besitzt einen einformenden Effekt auf Fe-haltige Phasen durch Bildung einer AlFeMoSi Phase, die Mn enthält. Ni-Zugabe bewirkt die Erstarrung einer neuen AlCuNi-Phase. Zn besitzt keinen Einfluss auf intermetallische Phasen, da es hauptsächlich im Al-Mischkristall gelöst ist. Mit zunehmendem Cu- bzw. Mg-Gehalt steigt der Anteil der - und Q-Phase bzw. der π-Phase. Des Weiteren erhöhen sich deren Konzentration im Al-Mischkristall und die Härte. Beide Elemente weisen eine Konzentrationsseigerung zum Rand des Al-Dendriten auf. Durch Erhöhung des Zr- bzw. Ti-Gehalts steigt ebenfalls die Zr- bzw. Ti-Konzentration im Al. Im Gegensatz zu Cu und Mg ergibt sich eine Seigerung zum Kern des Al-Dendriten. Zr erstarrt zudem als Al3(Zr,Ti)-Phasen. Die Zugabe von Sr veredelt das Al/Si-Eutektikum. Ist kein Sr in der Legierung vorhanden, wird die Morphologie des Eutektikums allein durch die Abkühlgeschwindigkeit bestimmt. Zudem ergeben hohe Abkühlgeschwindigkeiten kleinere intermetallische Phasen. Basierend auf den Erkenntnissen wurden simulative Wärmebehandlungen mit JMatPro® durchgeführt, bei denen sich zeigte, dass eine AlSi10Fe0,5Cu2,4Mg0,3-Legierung gute Festigkeiten aufweisen bei moderaten Warmauslagerungszeiten und temperaturen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/865825297reich.txt
Becker, Stefan
Reinigung von bewitterten, eisenarmen Glasscheiben mittels unterschiedlicher Reinigungsflüssigkeiten. - 67 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

In dieser Arbeit werden die Glasoberflächen von zwei Glasproben mit drei "Alterungsflüssigkeiten" gealtert um sie im Anschluss zu reinigen. Vor den Versuchen, nach dem Alterungsprozess und nach dem Reinigungsprozess werden jeweils die Glasoberflächenzustände bestimmt. Es werden die Grundlagen der Glas- und im speziellen der Flachglasherstellung beschrieben, die zugrunde liegenden Normen erläutert und die einzelnen Messgeräte zur Glasoberflächenanalyse vorgestellt. Ziel war es eine Aussage darüber treffen zu können, ob der Eisengehalt der Glases einen Einfluss auf den Glasoberflächenzustand von Solarmodulen hat, und wenn ja welchen!


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/865820201becke.txt
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.


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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.


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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&ring;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
Franz, Anna
Komplexuntersuchungen an Metalloxidschichten für die Sensorik. - 96 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Das Ziel dieser Abschlussarbeit waren analytische Komplexuntersuchungen an Metalloxidschichten für die Gassensorik. Auf die polykristallinen Silicium- bzw. Black Silicon-Substrate mit oder ohne Sperrschicht SiO2 wurde das jeweilige Metalloxid (WO3, SnO2) mittels Magnetronsputtern in Sauerstoffatmosphäre aufgetragen. Die Schichtdicken reichten hierbei von 25 bis 800 nm. War nach dem Sputtern nicht genügend Sauerstoff in der Schicht gebunden, wurden die Proben unter schneller thermischer Behandlung in Sauerstoffatmosphäre hohen Temperaturen (400 &ring;C, 460 &ring;C, 600 &ring;C, 1000 &ring;C) für 2 bis 20 Minuten ausgesetzt. Hiernach war die gewünschte Stöchiometrie von WO3 (triklin) und SnO2 (tetragonal) vorhanden. Die Proben wurden sowohl nach dem Sputtern als auch nach dem Tempern mittels Röntgendiffraktometrie, Rasterelektronenmikroskopie und Focused Ion Beam (Cross-Sections) auf ihre Phasenzusammensetzung, Oberflächenbeschaffenheit, Kristallinität, Korngröße und Schichtdicke untersucht. Durch geeignete Testserien konnte das Tempern der WO3-Proben bei nur 460 &ring;C und 20 Minuten erfolgen. Diese Temperatur liegt nahe der Betriebstemperatur für Gassensoren. Bei den SnO2-Proben konnte nach den richtigen Sputterparametern auf die Nachbehandlung mit Sauerstoff verzichtet werden. Bei allen Proben stellten sich die gewünschten Phasen ein. Die mittlere Korngröße wurde über die Scherrer-Gleichung berechnet und beträgt bei WO3 61,2 nm und bei SnO2 14,5 nm. Beide Materialien weisen homogene und fehlerfreie Schichten auf. An den Proben werden weiterführende Untersuchungen veranlasst, vor allem in Bezug auf die elektrischen Eigenschaften (Masterarbeit Tom Trautvetter) und die quantitative Tiefenprofilanalyse mit der Glimmentladungsspektroskopie (Masterarbeit René Böttcher). Die Herstellungsparameter der Versuche wurden so optimiert, dass auf eine zusätzliche Nachbehandlung mit Sauerstoff verzichtet (SnO2) bzw. die Temperaturen auf ein Minimum herabgesetzt (WO3) werden konnten. Ein kommerzieller Einsatz kann so kostengünstiger erreicht werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/857538101franz.txt
Walter, Tobias
Herstellung und Charakterisierung von Sulfophosphatgläsern. - 99 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Diese Masterarbeit beschäftigt sich mit dem Herstellungsprozess und der Analyse von niedrigschmelzenden Sulfophosphatgläsern und analog dazu mit Phosphatgläsern mit ähnlicher Struktur. Phosphatgläser bilden je nach P2O5-Gehalt unterschiedliche Strukturen aus. In dieser Arbeit wurden Metaphosphatgläser geschmolzen, deren Netzwerkstruktur aus Phosphattetraeden besteht, die ring- oder kettenförmig angeordnet sind. Es wird angenommen, dass diese Netzwerkstruktur in den Sulfophosphatgläsern identisch ist. Das Ziel dieser Arbeit ist es, Aufschluss über die Eigenschafts- und Strukturveränderung dieser niedrigschmelzenden Gläser zu geben, die durch den Einbau von Zink-Ionen in die Glasmatrix erfolgen. Zusätzlich soll die Rolle des Zinks innerhalb der Netzwerksstruktur aufgeklärt werden. In dieser Masterarbeit wurden Sulfophosphatgläser mit geringem Zinksulfatgehalt hergestellt. Ausgehend von einem zinkfreiem Sulfophosphatglas mit hohem Calciumsulfat-Anteil wurde Calciumsulfat durch Zinksulfat substituiert. Der Phosphat-, Kalium- und Natrium-Anteil wurde konstant gehalten. Analog dazu wurden Metaphosphatgläser hergestellt, deren Zusammensetzung den hergestellten Sulfophosphatgläsern ähneln, jedoch kein Sulfat enthalten. Der Zinksulfatanteil bzw. der Zinkoxidanteil wurde bei beiden Glasreihen von 0 mol% bis 5 mol% variiert. Die Glaszusammensetzung wurde durch eine vollständige Auflösung von Probenmaterial und darauffolgender ICP-OES bestimmt und dadurch auf die Abdampfungsverluste geschlossen. Ferner sind die Eigenschaften der Sulfophosphatgläser und der Phosphatgläser mittels Pulfrich-Refraktometrie, UV-VIS-NIR-Spektroskopie, Ramanspektroskopie, 31P NMR-Spektroskopie sowie DTA- und Dilatometrie-Analysen bestimmt worden. Weiterhin wurden Löslichkeitsuntersuchungen an Proben der hergestellten Gläser durchgeführt. Die Analysen ergaben, dass die beiden Glasreihen eine ähnliche Struktur besitzen, welche hauptsächlich aus Q2- Phosphattetraeder besteht und aus einigen Q1- Gruppen. Die Q3-Gruppen konnten nicht eindeutig nachgewiesen werden. Die Daten unterstützen die Sicht, dass die Glasnetzwerke der Gläser aus Ketten und Ringen bestehen. Beim Auflöseprozess sind signifikante Unterschiede festzustellen, die auf den Sulfat-Anteil, aber auch auf die Länge der Phosphatketten, die durch die Zugabe von Zink verkürzt werden, zurückgeführt werden können.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/857353896walte.txt
Ante, Mirko Johannes
Electrochemical preparation and characterization of novel metal hydrides for hydrogen storage from Ionic liquids. - 54 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Um die langfristige Existens der Menschheit und der Umwelt sicherzustellen, ohne vollständig auf technologisch begründeten Lebensstandard verzichten zu müssen, ist es Hauptaufgabe jedes Wissenschaftlers und Ingenieurs, die vorhandenen Technologien auf ihre Umweltverträglichkeit hin zu untersuchen und zu verbessern. Insbesondere bei neuen Erfindungen müssen Parameter wie CO2-Ausstoß und Erneuerbarkeit bereits in der Entwicklungsphase betrachtet werden. Im Zuge der Elektromobilität sowie der Energiewende zu erneuerbaren Energien werden große Mengen an Hochleistungsenergiespeichern benötigt. In der Mobilität stellt sich eine Umstellung auf erneuerbare Energien als Herausfordung dar, da hohe Energiedichten und spezifische Energien benötigt werden. Wasserstoff hat sehr hohe Energiedichten zueigen, die Volumina der bislang technisch realisierten Wasserstoffspeicher sind allerdings zu groß für mobile Anwendungen. Leichtmetallhydride können können den Anforderungen von Brennstoffzellenfahrzeugen gerecht werden. Natrium ist ein sehr gut Verfügbares und günstig zu gewinnenes Element, Wasserstoff kann regenerativ beispielsweise über die Wasserelektrolyse gewonnen werden. Daher bietet sich NaH als Metallhydride für die Wasserstoffspeicherung an. Der Vorteil eines elektrochemischen Synthesewegs liegt in der höheren Effizienz, bei herkömmlicher Synthese werden Temperaturen von 400-450&ring;C und Drücke von mindestens 50 atm benötigt, die in dieser Arbeit untersuchte elektrochemische Synthese wird hingegen bei 155&ring;C und 1 atm durchgeführt. In dieser Arbeit wurde die elektrochemische Ko-Abscheidung von Natriumionen und Wasserstoff zu Natriumhydrid durch Zyklovoltammetrie in nachgewiesen. Als Elektrolyt wurde hierzu eine (80:20 mol%ige [TEA][TFSI]:Na[TFSI] tetraethylammonium bis-(trifluoromethansulfonyl)-amid) ionische Flüssigkeit als Elektrolyt verwendet.


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Friedmann, Michael
Rheologische Untersuchung einer Mischung aus Harz und Wüstensand. - 94 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

Die Bildung von Slums, beispielsweise bedingt durch Urbanisierung, stellt viele, überwiegend arme Länder vor große Probleme. Hinzu kommen Umweltkatastrophen und Kriege. Polymerbeton könnte eine kostengünstige und vor allem schnelle Lösung sein, um kurzfristige oder langfristige Unterkünfte zu errichten. Das Modulare Aufbau System der Firma PolyCare ermöglicht es, ohne technische Hilfsmittel oder besondere Vorkenntnisse, Bausteine herzustellen und diese zu Häusern zusammenzustecken. Die so errichteten Häuser können bei Bedarf auseinander genommen und an anderen Stelle aufgebaut werden. Als Füllstoff ist Sand verwendbar, welcher in den Zielländern oftmals in großen Mengen vorhanden ist, was dieses System zusätzlich attraktiv macht. Ziel dieser Arbeit ist es, einen Ansatz zu finden, um das Aushärteverhalten, die Fließeigenschaften und den Einfluss des Sandes auf das Harzsystem zu bestimmen. Weiterhin werden die Kurvenverläufe mittels Weibullfunktion angeglichen. Die ermittelten Parameter der Weibullfunktion ermöglichen es dem späteren Anwender, die passende Kombination aus Beschleuniger und Härter für seine Anwendung zu bestimmen. Mithilfe dieser Erkenntnisse, sollen die Prozessbedingungen verbessert und die Prozesszeit verringert werden.


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Schötz, Theresa
Electrochemical preparation and characterization of rechargeable poly-3, 4 ethylendioxythiophen-aluminium batteries in ionic liquids. - 108 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Diese Arbeit ist eine Machbarkeitsstudie einer wiederaufladbaren PEDOT-Aluminium-Batterie in ionischen Flüssigkeiten. Das Grundprinzip basiert auf der Ein-und Auslagerung von Chloridionen im Polymer sowie der Abscheidung und Auflösung von Aluminium in einer Chloraluminat-Schmelze. Beide Halbzellen zeichnen sich durch ein geringes Gewicht und kostengünstige sowie verfügbare Materialien aus. Die Charakterisierung des Redoxverhaltens und der Reversibilität der Halbzellen und des Batteriesystems erfolgte durch zyklische Voltammetrie sowie galvanostatische Lade- und Entlade-Experimente. Darüber hinaus wurden repräsentative PEDOT und Aluminiumelektroden vor und nach galvanostatischen Laden und Entladen mit einem Rasterelektronenmikroskop betrachtet. In Lewis-saurem Elektrolyt ist die reversible Abscheidung und Auflösung von Aluminium möglich. Das Cyclovoltammogramm zeigt die Abscheidung bei -0.2 V und die Auflösung bei 0,2 V gegen Al|Al(III). Darüber hinaus zeigt die PEDOT Halbzelle die schrittweise Einlagerung von Chloridionen bei 1,4 V, 1,9 V und 2,3 V und Auslagerung bei 0,7 V, 1,5 V und 1,8 V gegen Al|Al(III). Die Zellspannung des Systems in der Lewis-sauren Schmelze zeigt ein abnehmendes Entladungsplateau bei einer mittleren Zellspannung von 1 V. Die Energiedichte, bezogen auf die Aktivmasse von PEDOT, berechnet sich auf 228 Wh/kg, welche in der Größenordnung von Lithium-basierten Batteriesystemem eingeordnet werden kann. Die SEM-Untersuchungen zeigen, dass PEDOT eine poröse und granulare Struktur mit einer mittleren Korngröße von 2 um bis 20 [my]m aufweist. Die Dichte der Körner steigt mit der Menge an eingelagerten Chloridionen. Die oberflächliche Struktur von PEDOT nach galvanostatischen Laden und Entladen zeigt keine wesentlichen Veränderungen. Im Gegensatz dazu lagert sich auf der Aluminiumelektrode ein organischer poröser (0,4-1,4 [my]m) Film ab. Hinzukommend konnten kugelförmige Abscheidungen von Aluminium (˜28 [my]m) nachgewiesen werden. Ein Dendritenwachstum wurde nicht beobachtet. Im Allgemeinen, zeigt diese Arbeit erste Ergebnisse für ein alternatives Batterie-System mit hohen Energiedichten der PEDOT-Halbzelle. Die potentiostatische Abscheidung von PEDOT und das reversible Laden und Entladen einer PEDOT-Aluminium-Batterie in Lewis-sauren Chloraluminat-Schmelze ist machbar.


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Selzam, Franziska
Einfluss nanoskaliger Matrixadditive auf die mechanischen und thermischen Eigenschaften von Kompositmaterialien. - 82 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Um den Einfluss nanoskaliger Matrixadditive auf die mechanischen und thermischen Eigenschaften von Kompositmaterialien zu bestimmen, wird Epoxidharz mit Nanopartikeln versehen. Als Experimentierpartikel wird Böhmit (AlO(OH)) verwendet. Neben der unmodifizierten Form kommt auch eine essigsäuremodifizierte Form des Böhmits zum Einsatz. Der Partikeleinfluss auf die matrixdominierten Eigenschaften des Faserverbundkunststoffs (FVK) wird mit Hilfe von parametrischen Reihenuntersuchungen an faserverstärkten und nicht-faserverstärkten Kompositmaterialien verifiziert. Die Fertigung der verwendeten Probekörper wird ebenfalls in dieser Arbeit beschrieben. Zur Bestimmung und Bewertung ausgewählter mechanischer und thermischer Eigenschaften werden folgende Untersuchungen durchgeführt: - Zugversuch; - Drei-Punkt-Biegeprüfung; - Risszähigkeitsprüfung und Energiefreisetzungsrate; - Iosipescu-Schubversuch; - Differential Scanning Calorimetry (DSC); - Thermogravimetrische Analyse (TGA). Die Auswertung der Ergebnisse zeigt, dass es durch die Zugabe der Nanopartikel zu einer signifikanten Beeinflussung der mechanischen und thermischen Kennwerte kommt.


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Neitzel, Benedikt
Grenzen der Faserondulation in Faserverbunden für die Eigenschaften bei komplexer Bauteilgeometrie. - 108 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Die Webart textiler Halbzeuge wirkt sich auf die mechanischen Eigenschaften von Faserverbundkunststoffen aus. Im Rahmen der Arbeit werden die Zusammenhänge zwischen der Gewebegeometrie von Mehrschichtverbunden und deren Steifigkeit und Festigkeit untersucht. Es wird ein Modell entwickelt, das es erlaubt die Faserondulation in der klassischen Laminattheorie zu berücksichtigen. Durch Versuche wird die Qualität des Modells zunächst für flache Probekörper überprüft. Zusätzlich wird ein Prüfverfahren für das Aufbiegen von gekrümmten Bauteilen erstellt. Es werden verschiedene Lösungsansätze zur Berechnung des Spannungszustands und der Festigkeit der Probekörper vorgestellt. Anschließend wird experimentell bestimmt welcher Berechnungsansatz für den vorliegenden Fall verwendet werden kann. Die mechanischen Eigenschaften von Proben mit verschiedenen Verstärkungsgeweben werden ermittelt.


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Fligge, René
Softwarebasierte Konzeptionsmethodik für Leichtbauteile und Maschinen. - 43 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Die Industrie stellt immer höhere Ansprüche an Fahrzeuge und Maschinen. Seit mehreren Jahren liegt ein besonderer Fokus auf Leistungssteigerung und Energieeinsparung. Diese Anforderungen können durch Einsatz der Leichtbauweise bei Maschinen und Fahrzeugen umgesetzt werden. Im Rahmen dieser Masterarbeit wird untersucht, wie systematisch identifiziert werden kann, an welchen Stellen Maschinen und Fahrzeuge besser gestaltet werden können. Es stellt sich heraus, dass einzelne fallbezogene Konzepte nicht zielführend sind. Es wird eine allgemeine, branchenübergreifende und von der Anwenderexpertise unabhängige Bewertungsmethodik für den FVK-Leichtbau entwickelt. Das Konzept zur Ermittlung des Leichtbaupotentials basiert auf einer überschläglichen Ermittlung der maximal möglichen Gewichtsreduzierung und einer anschließenden Berücksichtigung mindernder Einflüsse. Das Ergebnis ist eine Übersicht aller Bauteile und dem dazugehörigen Leichtbaupotential. Das Konzept wird in einer eigenständigen Software umgesetzt. Zusätzlich werden in dem Programm Tipps zum Fertigungsverfahren und zur Auslegung gegeben. Zur Überprüfung der Anwenderunabhängigkeit werden mit dem Programm und mehreren Bauteilen Probandentests durchgeführt. Es zeigt sich, dass alle Versuchspersonen ein ähnliches Ergebnis erhalten. Abschließend werden die Ergebnisse der Arbeit diskutiert und mögliche Weiterentwicklungen aufgezeigt.


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Schröder, Frederik
Wärmebehandlung von Formteilen aus EPP-Partikelschaum. - 120 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Die Verwendung von EPP-Formteilen in der Automobilindustrie steigt stetig, dies ist für die EPP-Hersteller mit großen Herausforderungen verbunden. Um die abgefragten Mengen herstellen zu können, muss der gesamte Herstellungsprozess effizienter gestaltet werden. Als kosten- und zeitintensiver Teilprozess ist die Wärmebehandlung effektiver zu gestalten. In Folge des Formteilprozesses kann es zur Ausbildung von Maßabweichungen durch Verzug oder Einfallstellen kommen. In dieser Arbeit werden über die Aufnahme der Wirkmechanismen und Abläufe des Tempervorgangs, sowie der Betrachtung der Verarbeitungsgeschichte des Formteils, die entscheidenden Einflussgrößen herausgearbeitet. Diese werden in Versuchen den definierten Zielgrößen, die sowohl geometrische und mechanische Eigenschaften als auch die Kostenentstehung beinhalten, gegenübergestellt und auf Abhängigkeiten überprüft. Das Resultat der Versuche sind die Effekte und Wechselwirkungen der Einflussgrößen auf die Zielgrößen. Aus diesen Ergebnissen war es möglich ein Prozessmodell zu jeder Zielgröße zu entwickeln, durch das eine Zielgrößenvorhersage, bzw. eine Parameteranpassung möglich ist.


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Schorn, Silvia
Untersuchung zur Zink- und Nickelabscheidung mittels in-situ-Messungen der Abscheidungsgeschwindigkeit und der Inneren Spannungen. - 91 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

Innere Spannungen einer abgeschiedenen Schicht können unerwünschte Zug- oder Druckspannungen sein, die zu Formänderungen des Bauteils führen können. Mit dem in-situ Messsystem MSM200 lassen sich die Makrospannungen bestimmen. Ein in der Produktion eingesetzter Nickelsulfamat-Elektrolyt wurde auf seine Zusammensetzung analysiert und der Einfluss verschiedener Parameter in Hinsicht auf die inneren Spannungen der erzeugten Schichten untersucht. Zu den Einflussfaktoren gehörten Stromdichte, Temperatur, Zugabe von Netzmitteln sowie Chlorid- und Glanzbildner-Gehalt. Zusätzlich wurde die Oberflächenspannung nach Netzmittelzugabe gemessen. Des Weiteren konnte mit der Simulationssoftware Cell-Design die Schichtdicken- bzw. Stromdichteverteilung einer Grabenstruktur berechnet werden. Diese Berechnung ist in guter Übereinstimmung mit von der aus metallografischen Querschliffen erhaltenen Schichtdickenverteilung. Die Simulation ist von großem Vorteil, da der experimentelle Zeitaufwand zur Herstellung dicker Schichten sehr groß ist. Ebenfalls in-situ wurde das Messgerät dresor EP zur online Messung der Abscheidungsgeschwindigkeit getestet. Seine Funktionsweise wurde ausführlich an einem Zinkelektrolyten geprüft.


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Kern, Florian
Entwicklung eines Gurtbockkonzeptes für FVK Fahrzeugboden. - 192 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

Faserverstärkte Kunststoffe zeichnen sich durch hohe spezifische Festigkeit und Steifigkeit aus. In der Fahrzeugtechnik steigen die Anforderungen an den Leichtbau stetig, weshalb Faserver-bunde immer häufiger Anwendung finden. Ein neuentwickeltes Reisemobil wird mit einer Karosserie aus glasfaserverstärktem Kunststoff versehen, um eine zulässige Gesamtmasse von 3,5 t nicht zu überschreiten. Die Arbeit befasst sich mit der Entwicklung eines Anbindungskonzepts für einen Gurtbock an die Karosserie aus glasfaserverstärkten Kunststoff. Der Stand der Technik zu Krafteinleitungselementen für faserverstärkte Kunststoffe wird erarbeitet, auf deren Basis in einem konstruktiven Entwicklungsprozess vier Varianten ausgewählt und anhand von Berechnungsmodellen konstruktiv ausgelegt werden. Im Entwicklungsprozess werden diese mit einem bestehenden Konzept hinsichtlich technischer und wirtschaftlicher Kriterien verglichen und zwei Varianten ausgewählt. Prüfversuche stellen die Grundlage zur Überprüfung der mechanischen Sicherheit dar. Die ermittelten Werte werden auf Simulationen übertragen, die zur Abschätzung der Konzepteigenschaften dienen. Die Tragfähigkeit der Konzepte erfolgt anhand der erarbeiteten Daten und es werden Verbesserungsmöglichkeiten und weitere Schritte aufgezeigt. Eine Vorgehensweise zur Verbesserung bestehender Berechnungsverfahren, wie der klassischen Laminattheorie, sowie eine allgemeine Herangehensweise an die Entwicklung von Anbindungskonzepten an Faserverbundstrukturen werden vorgeschlagen.


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Jünemann, Mathias
Kennzahlen zum Benchmarking des energetischen Prozessverhaltens beim Spritzgießen. - 105 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Erstellung von Kennzahlen zum Benchmarking des energetischen Prozessverhaltens beim Spritzgießen. Dies geschieht auf Basis vorhandener Konzepte des Instituts für Kunststofftechnik der TU Ilmenau. Dafür werden bestehende Modelle zur Berechnung von Teilprozessen analysiert und überarbeitet. Es wird ein Gesamtkonzept zur Beschreibung des Energiebedarfs zur Herstellung eines Formteils mit einer Spritzgießmaschine erstellt. Der Energiebedarf ist nur anhand von Formteileigenschaften berechenbar. Das erstellte Konzept wird durch anschließende Messungen verifiziert und gegebenenfalls angepasst. Anschließend erfolgt eine Einordnung der Prozesse anhand ihrer Merkmale in Klassen. Innerhalb dieser Klassen werden Prozesse anhand ihres spezifischen Energiebedarfs auf eine energetische Ähnlichkeit untersucht. Der Rahmen für eine energetische Ähnlichkeit wird durch statistische Methoden festgelegt. Zuletzt kann ein Benchmarking der zuvor als ähnlich definierten Prozesse stattfinden.


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Nachtrab, Simone
Die Auswirkung der Alterung bei verschiedenen Lagerungsbedingungen auf mechanische und umformtechnische Eigenschaften zweier 6xxx-Aluminiumlegierungen und bei Karosseriestählen. - 119 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

In ökonomischer sowie ökologischer Hinsicht rückt der Leichtbau im Fahrzeugbau immer weiter in den Vordergrund. Die konsequente Umsetzung dieses Themas erfolgt zum einen über Stoffleichtbau, wobei der herkömmliche Stahl beispielsweise durch Stahl mit verbesserten Eigenschaften oder durch völlig neue Metalle wie Aluminium ersetzt wird. Zum anderen muss bei der Substitution des Stahls durch Aluminium auf konstruktive Mittel zurückgegriffen werden, da sich das Konzept des Stahl-Karosseriebaus nicht immer vollständig in entsprechender Serie auf Aluminium übertragen lässt. Für den Karosseriebau mit Aluminium werden derzeit drei Konzepte angewandt: Die Blechschalenbauweise, die Spaceframe-Konstruktion (mit der sich ein Aluminiumeinsatz von bis zu 100 % in der Karosserie realisieren lässt) sowie die Aluminium-Hybridbauweise. Im Karosseriebau werden hauptsächlich Aluminiumknetlegierungen der 5xxx sowie der 6xxx-Serie verwendet. Die 5xxx-Serie bildet allerdings bei Verformung Fließfiguren aus, weshalb diese Legierungen im Sichtbereich nicht eingesetzt werden können. Daher werden für Außenhautlegierungen die fließfigurenfreien 6xxx-Legierungen (AlMgSi) eingesetzt. Mit steigender Lagerdauer bilden sich Mg2Si-Ausscheidungen, welche mit der Zeit eine zunehmende Verfestigung des Materials verursachen. Die übliche Garantiespanne auf die Kennwerte der Legierung beträgt sechs Monate. Im Rahmen dieser Arbeit wird untersucht, ob zwei spezielle Außenhaut-Legierungen über einen Gesamtzeitraum von zwölf Monaten ab Lösungsglühen verwendbar sind. Da Stahl dennoch eine wichtige Komponente des Karosseriebaus darstellt, wird auch bei sechs Karosseriestählen unterschiedlicher Festigkeitsklassen eine Untersuchung über die Erweiterung des Garantiezeitraumes auf zwölf Monate ab Verzinkung durchgeführt. Ein weiterer Aspekt der Untersuchung an Aluminium ist die experimentelle Ermittlung der Wirkung unterschiedlicher Lagertemperaturen auf das Aushärtungsverhalten einer AA 6014 Legierung. Der Werkstoff wird hierzu über einen Zeitraum von vier Monaten geprüft. Ziel dieser Arbeit ist eine Bewertung aller untersuchten Werkstoffe hinsichtlich der verwendeten Auslagerungsdauer und -temperatur. Hierzu werden über den jeweiligen Untersuchungszeitraum monatlich Zug- und Biegeversuche (mit und ohne Vordehnung des Materials), Erichsen-Tiefungen, Näpfchen-Tiefziehversuche nach Swift sowie metallographische Gefügeanalysen durchgeführt. Abschließend wird mittels rasterelektronenmikroskopischer Analyse der Bruchflächen ausgewählter Zugproben ein Bezug zwischen Lagerdauer/-temperatur und Aushärtung hergestellt. Für die Beurteilung der Lagerfähigkeit des Materials bei unterschiedlichen Raumtemperaturen wird das Material bei tiefen Temperaturen (-24 &ring;C sowie 7 &ring;C), erhöhter Temperatur (50 &ring;C) sowie Raumtemperatur (als Referenz) ausgelagert. Dabei wird das Material für die tiefen Temperaturen (sowie eine Raumtemperatur-Referenz) selbst lösungsgeglüht. Im Zuge dieser Untersuchungen wird ermittelt, ob sich die Lagerdauer einer schnellaushärtenden Legierung auf den Lackeinbrennungsprozess und die damit verbundene Festigkeitssteigerung des Materials auswirken. Aus den Ergebnissen der durchgeführten Versuche wird deutlich, dass die Verfestigung der untersuchten Aluminiumlegierungen innerhalb eines Jahres langsamer voranschreitet als erwartet. Dies bedeutet, dass die Grenzen der mechanischen Kennwerte auch nach zwölf Monaten noch nicht überschritten sind. Bei beiden Aluminiumlegierungen kann deshalb eine Erweiterung des Lagerzeitraumes auf zwölf Monate ab Lösungsglühen vorgenommen werden. Auch bei den analysierten Stählen kann aufgrund der vorliegenden Ergebnisse der jeweils festgelegte Auslagerungszeitraum verdoppelt werden. Die Untersuchung der Lagertemperaturen hat ergeben, dass eine Auslagerung bei erhöhten Temperaturen nur mit Einschränkung möglich ist. Eine Auslagerung bei tiefen Temperaturen verlangsamt zwar das Ausscheidungsverhalten, jedoch kann der extreme energetische Aufwand durch die vergleichsweise geringe Auswirkung auf die mechanischen Kennwerte nicht gerechtfertigt werden. Insgesamt wird deutlich, dass sich die Verfestigung des Materials auf die Zugversuche auswirkt, auf die Biege-, Tief- und Streckzieheigenschaften jedoch wenig Einfluss hat. Anhand der Bruchflächen über zwölf Monate kann dies bestätigt werden. In der Bruchstruktur der verschiedenen Lagertemperaturen sind jedoch keine Unterschiede erkennbar. Auf Basis dieser Arbeit kann als nächster Schritt ein Betriebsversuch in Betracht gezogen werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/847199436nacht.txt
Wölfling, Max
Beschreibung des Umformverhaltens von mehrlagigen Organoblechen. - 68 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

Die vor allem in der Automobilindustrie stetig steigenden Anforderungen, hervorgerufen durch immer strengere Umwelt- und Sicherheitsrichtlinien der Fahrzeuge, führen zu der Notwendigkeit von konsequentem Leichtbau und der Entwicklung innovativer Materialien und Produkte. Endlosfaserverstärkte Kunststoffe nehmen dabei aufgrund ihrer hervorragenden Eigenschaften einen immer größer werdenden Stellenwert ein. Ein besonderes Augenmerk wird in den letzten Jahren auf endlosfaserverstärkte Thermoplaste (Organobleche) gelegt, die für die Industrie vor allem aufgrund der Möglichkeit einer Formgebung im Thermoformprozess und der daraus resultierenden Großserientauglichkeit interessant sind. Aufgrund des komplexen Umformverhaltens bestehen allerdings immer noch Defizite in der Prozessbeherrschung. Ziel dieser Bachelorarbeit soll es deshalb sein die Umformung mehrlagiger Organobleche experimentell zu untersuchen und zu beschreiben. Nach einer Betrachtung verschiedener Herstellung, Umformprozesse und Aufheizverfahren im Stand der Technik wird eine Analyse der auftretenden Umformmechanismen und ihren Einflussgrößen, sowie der möglichen Umformfehler vorgenommen. Anschließend erfolgt eine Konzeption zur Durchführung experimenteller Umformversuche einer 2 dimensionalen Geometrie anhand derer auftretende Effekte untersucht werden können. Die Durchführung der Umformversuche erfolgt mit verschiedenen Prozess- und Materialparametern, die nachfolgend auf ihren Einfluss hinsichtlich der Umformmechanismen und Umformfehler, sowie der sich nach der Umformung einstellenden mechanischen Eigenschaften, Bauteilgeometrie und Beschaffenheit untersucht und interpretiert werden. Aus den Erkenntnissen der bis dahin durchgeführten Umformversuche wird ein Umformwerkzeug konstruiert anhand dessen weitere notwendige Untersuchungen von Prozess- und Geometrieparametern empfohlen werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/847093441woelf.txt
Feustel, Stefan
Identifizierung von Fehlstellen, deren Ursachen und Auswirkungen auf mechanische Kennwerte von ELFT Halbzeugen. - 113 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Im Rahmen der vorliegenden Masterarbeit werden die Zusammenhänge der Fehlstellenentstehung bei Organoblechen geklärt. Der Prototyp eines Direktextrusionswerkzeug für endlosfaserverstärkte Thermoplaste (ELFT) wird in Betrieb genommen und einlagige Organobleche hergestellt. In Abhängigkeit der Prozessparameter werden Berechnungsmodelle für die Entstehung von Fehlstellen erstellt und überprüft. Die Auswirkung der Fehlstellen auf die mechanischen Eigenschaften E-Modul, Zugfestigkeit und Bruchdehnung werden bestimmt und Modelle zur Beschreibung aufgestellt und verifiziert.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/846896907feust.txt
Geis, Julius
Analyse der Füllstoffverteilung bei der Compoundierung von PP mit Basaltfasern und deren Einfluss auf die Bauteilqualität beim Spritzgießen. - 99 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Die Arbeit befasst sich mit der Füllstoffverteilung bei der Einarbeitung von Basaltfasern in Polypropylen und den resultierenden Auswirkungen auf die Bauteilqualität. Prozessparameter, die die Faserlänge und die Faserverteilung beeinflussen, werden identifiziert und analysiert. Anhand von Versuchen werden prozessparameterabhängige Modelle entwickelt, welche auf physikalische Größen abgeleitet werden sollen. Die Beurteilung der Bauteilqualität erfolgt über die mechanischen Kenngrößen E-Modul, Zugfestigkeit, Bruchdehnung und Schlagzähigkeit. Für diese Kenngrößen werden Modelle zur Vorabschätzung der erreichbaren Eigenschaften in Abhängigkeit von Faserlänge und Faservolumengehalt ermittelt. Abschließend wird für das E-Modul ein Vergleich zu existierenden Modellen angestellt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/846655861geis.txt
Heller, William
Anbindungskonzept für eine Karosserie-Strukturbaugruppe aus FVK an einen konventionellen Triebkopf. - 97 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

In der Fahrzeugindustrie gewinnt der Leichtbau mit faserverstärkten Kunststoffen immer mehr an Bedeutung. Es wird ein neuartiges Karosseriekonzept für Reisemobile entwickelt. Ziel ist es, das zulässige Gesamtgewicht des Fahrzeuges soweit zu senken, dass es erstmals möglich ist eine Zulassung in der 3,5t-Klasse mit einer angemessenen Zuladung trotz in Fahrtrichtung längs angeordneter Betten zu erhalten. Aus diesem Grund wird der bestehenden Leiterrahmen des Basisfahrzeuges durch ein Chassis aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) ersetzt. Ziel dieser Arbeit ist die faserverbundgerechte Anbindung des GFK-Chassis an den bestehenden Triebkopf des Basisfahrzeuges. Es werden 2 funktionstüchtige Konzepte unter Verwendung der Hilfsmittel des konstruktiven Entwicklungsprozesses (KEP) ausgearbeitet. Die Grundlage bilden Recherchen zu gängigen Verbindungsverfahren von Kunststoffen und Metallen, sowie die Analyse von gesetzten Anforderungen an die Anbindung. Nach der Auswahl geeigneter Verbindungsverfahren werden diese überschläglich dimensioniert. Durch Versuche werden die Festigkeitswerte der Verbindungselemente und der Bauteile abgesichert. Mit Hilfe des Vergleichs von Versuchen mit den Versuchssimulationen wird die Aussagekraft der Simulation als Hilfsmittel zur konstruktiven Auslegung validiert. Die Ergebnisse werden in dieser Arbeit diskutiert und dokumentiert. Im Anschluss wird ein Ausblick über weitere Verbesserungsmöglichkeiten sowie Vorschläge zu weiteren Untersuchungen gegeben.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/846561409helle.txt
Mier, Marcel
Mechanismen der Entstehung von Welligkeit und Verzug bei der im Hinterspritzverfahren hergestellten Bauteilen. - 143 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

Zierelemente bzw. Bauteile im Automobilinterieur mit einer Hochglanzsichtkarbonoberfläche stellen für den Hersteller in Bezug auf den Fahrzeugnutzungszyklus eine besondere Herausforderung dar. Wechselnden klimatischen Bedingungen ausgesetzt, mit Temperaturschwankungen von -30&ring;C bis 80&ring;C und schwankender Luftfeuchte von 30% bis 80%, weisen die Bauteile eine karbongewebestrukturfolgende Oberflächenwelligkeit und einen Verzug auf. Ziel der Arbeit ist, die Ermittlung der Entstehungsmechanismen für die Oberflächenwelligkeit und den Verzug sowie die Identifizierung von Qualitätsverbesserungsmöglichkeiten im Serienfertigungsprozess. Zur Ermittlung der Entstehungsmechanismen erfolgen eine Betrachtung des Serienfertigungsprozesses und eine theoretische Analyse des Schichtaufbaus. Der Schichtaufbau des Zierteils umfasst eine Polyurethan-, eine Karbonfasergewebe-Polyurethan, eine Vlies- und eine glasfaserverstärkte Polycarbonat/Acrylnitril-Butadien-Styrolträger-Schicht. Im Folgenden werden unter Einbezug der Materialeigenschaften der Einzelschichten und den Klimabedingungen Thesen zu den möglichen Entstehungsmechanismen erstellt. Anschließend werden durch einen Vorversuch und thermische Untersuchungen die Entstehungsmechanismen eingegrenzt. Zusammenfassend können die Entstehungsmechanismen auf eine Relaxation von Schichtspannungen und auf eine Volumenänderung des Polyurethans zurückgeführt werden. Der Versuch der Qualitätsbeeinflussung durch Parametervariation in der Serienfertigung führt zu dem Ergebnis, dass die klimabedingte Oberflächenwelligkeit durch einen geeigneten Temperprozess um 26% gesenkt werden kann. Eine Beeinflussung des klimabedingten Verzugs ist durch die gewählte Parametervariation nicht eindeutig nachweisbar.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/846381591mier.txt
Waning, Andreas
Untersuchung der Prozessabhängigkeit der mechanischen Eigenschaften von Hochleistungsholzverbundbauteilen. - 74 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

Die Nachfrage nach konsequentem Leichtbau, als ressourcenschonende Technologie, steigt im Angesicht drohender Konsequenzen durch globale Erwärmung und der Erschöpfung fossiler Energieträger. Dies ist die stärkste Triebfeder der Entwicklung innovativer, leichter Materialien. Der in dieser Bachelorarbeit untersuchte Verbundwerkstoff wird aus niedrigviskosem Harz als Matrixkomponente, und Kiefernholzspänen als Faserverstärkung, im VARTM Verfahren hergestellt. Das Fasermaterial Holz zeichnet sich durch geringe Kosten und guter Umweltverträglichkeit aus. Von bisherigen Holzwerkstoffen unterscheiden sich Hochleistungsholzverbundwerkstoffe (HHKV) hinsichtlich des Fertigungsverfahrens, der Ausnutzung der Anisotropie und des Aufschlussgrades des Holzes. Durch gezieltes Ausnutzen der Anisotropie kann HHKV herkömmlichen Werkstoffen in Bezug auf Gewicht, Festigkeit und Steifigkeit überlegen sein. Ziel dieser Arbeit ist es, grundlegende Zusammenhänge zwischen Werkstoffauswahl, Verarbeitungsparametern und mechanischen Formteileigenschaften bei der Herstellung von HHKV zu untersuchen und zu bewerten. Ausgehend von bestehenden Normen zur Werkstoffprüfung konventioneller Holzwerkstoffe und Faserverbundwerkstoffe, werden Prüfmethoden zur Beurteilung mechanischer und physikalischer Eigenschaften von HHKV entwickelt. Mithilfe der DoE-Methode werden Parametergrenzen festgelegt und ein Versuchsplan erstellt. Die Umsetzung des Versuchsplans führt zu dreidimensionalen Formteilen, aus denen Probekörper entnommen werden. Besondere Beachtung erfahren dabei signifikante Radien- und Winkelbereiche. Die Probekörper werden bei mechanischen Prüfungen unidirektional in Faserrichtung geprüft.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/845453106wanin.txt
Lindner, Jens
Bestimmung des Verschleißzustandes von Spritzgießmaschinenkomponenten anhand von Betriebsdaten. - 143 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

In dieser Arbeit werden Modelle für die Bestimmung des Verschleißzustandes von Komponenten einer Spritzgießmaschine entwickelt. Zunächst wird ein Überblick über die Funktionsweise und den Aufbau einer Spritzgießmaschine gegeben. Anschließend werden tribologische Systeme einer Spritzeinheit und in der Hydraulik betrachtet. Es werden Instandhaltungsstrategien und technische Umsetzungen einer Zustandsüberwachung dargestellt. Danach werden fünf Hauptverschleißkomponenten einer vollhydraulischen Spritzgießmaschine bestimmt. Das Verschleißverhalten und dessen Auswirkung auf die Maschinenfunktionen werden fürdiese Komponenten nachvollzogen. Für drei der Hauptverschleißkomponenten wird jeweils ein Modell, welches den Verschleißzustand erfasst, entwickelt. Zunächst wird eine geeignete Prüfmethode oder Messmöglichkeit ausgewählt.Daran anschließend wird die Umsetzung der Modelle an einer Spritzgießmaschine aufgezeigt und ein Überblick über mögliche Einflussgrößen auf das Modell gegeben. Für die Messwerterfassung wird keine zusätzliche Hardware an der Maschine benötigt. Es werden Rahmenbedingungen für die Anwendung der Modelle für die Zustandsbestimmung dargestellt. Die Modelle werden anhand von synthetischen Tests und Vergleichsversuchen validiert.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/844216623lindn.txt
Preuß, Henrich
Fertigungsstrategien für faserverstärkte Bauteile aus verschiedenen Fasertypen. - 86 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

Faserverstärkte Kunststoffe gewinnen in der Fahrzeugindustrie zunehmend an Bedeutung. Hierbei stellen die Kosten der Carbonfaser einen erheblichen Anteil der Herstellungskosten von CFK-Strukturbauteilen dar. Eine Möglichkeit der Kostensenkung ist die Wiederverwendung von Gelege-Verschnittresten in Form eines Recycling-Vlieses. Des Weiteren existiert der Ansatz, die hohe Festigkeit und Steifigkeit der Kohlenstofffaser mit dem Kostenvorteil der Glasfaser in einer hybriden Faserverstärkung zu kombinieren. In der vorliegenden Arbeit soll die Serientauglichkeit der Substitution eines Carbonvlieses durch ein Glasfasergelege analysiert werden. Grundlage der Untersuchungen bilden die formgebenden Produktionsschritte, das Preforming und das Resin Transfer Moulding. Aus den Eigenschaften der beiden Werkstoffe Carbon und Glas werden zunächst prozess- und bauteilbeeinflussende Unterschiede herausgearbeitet und als Hypothese formuliert. Die aufgestellten Thesen werden in einem nachfolgenden Versuchsprogramm systematisch über die gesamte Prozesskette untersucht. Unterstützt wird die Prozessanalyse durch Modellversuche, die darauf abzielen, Abweichungen zwischen dem Serien- und dem Versuchsmaterial zu quantifizieren. Im Zuge dessen werden das Aufheizverhalten der Materialien im Preforming, das Umformverhalten der trockenen Halbzeuge sowie die Infiltration der Vorformlinge im RTM untersucht. Neben dem Einfluss der Materialsubstitution auf die Verarbeitung, werden die Auswirkungen auf Bauteileigenschaften ermittelt. Mögliche Abweichungen vom bestehenden Bauteil betreffen die mechanischen Eigenschaften, die Teilegeometrie durch Verzug und die Langzeitbeständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/843954167preus.txt
Dressel, Jennifer
Entwicklung und Bewertung von Konzepten zur Integration einer Holographiefolie in KFZ-Rückleuchten. - 129 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

In der vorliegenden Masterarbeit wird die Integration holographischer Folien in KFZ-Rückleuchten betrachtet. Dabei werden zwei Verfahren, das Folienhinterspritzen und das Ultraschallschweißen, untersucht. Vor dem Einsatz der Verfahren werden die Folien nach Spezifikationen der Automobilindustrie auf ihre Funktionstauglichkeit getestet. Danach gilt es Konzepte zur Integration der Folie zu entwickeln und umzusetzen. Dabei wird zuerst die Verbundfestigkeit überprüft und deren Einflussparameter ermittelt. Auf Basis der Ergebnisse werden ausgewählte Kombinationen weitergeführt. Die nachfolgenden Versuche beschäftigen sich beim Hinterspritzen mit der Auswaschung. Diesbezüglich werden vorher Wirkmechanismen und Einflussgrößen identifiziert, deren Einfluss anhand von Versuchen erörtert wird. Hinsichtlich des Ultraschallschweißens muss die Welligkeit der Folien nach dem Fügen optimiert werden. Nach der Herstellung von Proben, die die vorgegebenen Toleranzgrenzen zur Beständigkeit des Hologramms nicht überschreiten, sind Bewitterungsprüfungen durchzuführen. Anschließenden werden die Ergebnisse und Fehlerbilder dokumentiert und analysiert. Darauf folgt eine Bewertung der Verfahren, durch die Gewichtung der einzelnen Verfahrensschritte und Ergebnisse, sowie der Fehlerbilder aus den Bewitterungsprüfungen. Anhand der Gegenüberstellung durch Bepunktung wird ein Vergleich der Verfahren ermöglicht und eine Empfehlung für die seriennahe Anwendung ausgesprochen. Zudem werden Maßnahmen zur Optimierung des Verfahrens gegeben.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/843869690dress.txt
Böhnke, Christopher
Untersuchungen zur Leistungsfähigkeit des my-RFA-Systems ORBIS PC. - 57 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

Die Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA) spielt eine wichtige Rolle in der modernen Werkstoffanalyse. Diese Arbeit hat das Ziel, am Beispiel eines Gerätes zur MikroRöntgenfluoreszenzanalyse die Möglichkeiten und die Leistungsfähigkeit dieser Analysenmethode einschätzen und beurteilen zu können. Im ersten Teil werden die theoretischen Grundlagen besprochen. Es soll auf allgemeine Eigenschaften von Röntgenstrahlung eingegangen werden und der Aufbau eines RFA-Gerätes erläutert werden. Zudem sollen die Unterschiede zwischen herkömmlicher und Mikro-RFA dargestellt werden. Abschluss dieses Kapitels bildet eine Erklärung der Auswertemethoden des Fundamentalparameteransatzes sowie der Schichtdickenbestimmung. Im zweiten Teil werden unterschiedliche Einsatzmöglichkeiten vorgestellt, sowie deren Leistungsfähigkeit getestet. Hierzu zählen Elementanalyse, Verteilungsbilder sowie die Schichtdickenbestimmung. Auch die Konzeption eines verbesserten Probenhalters für das Gerät soll besprochen werden. Abschließend wird ein zusammenfassendes Bild der gewonnenen Erkenntnisse dargestellt und die Leistungsfähigkeit des Gerätes beurteilt. Schlagwörter: Röntgenfluoreszenzanalyse, Fundamentalparameteransatz, Verteilungsbilder, Schichtdickenbestimmung


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/839193084boehn.txt
Jakob, Michael
Entwicklung eines Aktuators für ein Mechanotherapie-Gerät zur Rehabilitation der Handfunktionalität. - 39 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2015

Diese Bachelorarbeit zeigt die Weiterentwicklung einer vorhanden Mechanotherapieorthese für die Hand, welche von Dipl.-Ing. Martin Feierabend entworfen wurde. Die auf einem hydraulischen System und auf einem Federmechanismus basierende Schiene wird nach einer Patent- und Literaturrecherche auf mögliche Kritikpunkte analysiert. Im Vordergrund steht die Weiterentwicklung des Aktuators, der zu einem bidirektionalen hydraulischen System erweitert werden soll, um den vorhanden Federmechanismus, für eine erhöhte Momentenentwicklung auf den Finger, zu ersetzen. Die Fertigung eines Funktionsmusters für erste Tests rundet diese Arbeit ab.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/847419193jakob.txt
Kunze, Ella
Quantitative Riss- und Feuchtegradientanalyse im Fahrbahndeckenbeton mittels 3D-Computertomographie. - 97 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2015

In dieser Arbeit werden in-Situ Versuche vorgestellt, in denen Betonproben kapillarer Feuchtigkeitsaufnahme ausgesetzt wurden, um diese mittels Computertomographie zu messen und bildgebend auszuwerten. Ziel der Untersuchungen sind es unter anderem, die Mengen an Wasser und deren Konzentrationsverteilung in den Proben mit Hilfe der Computertomographie zu erfassen und zu analysieren. Weiterhin sollte die Eignung der Computertomographie für derartige Messungen untersucht werden. Die Versuchsreihen führten zu der Erkenntnis, dass es möglich ist, mit der Mikro-CT die Wassersäule in den Betonproben darzustellen und einen Feuchtegradienten zu ermitteln. Die Ergebnisse zeigen unter anderem, dass eine Korrelation zwischen der Menge an kapillar gesaugten Wasser und der Anzahl der Risse in der Betonmatrix besteht. Ferner wurden Werte, die mittels NMR-Messungen aufgenommen wurden, zum Vergleich herangezogen. Der Vergleich ist aufgrund von zu stark voneinander abweichenden Bedingungen nur in geringem Umfang. Des Weiteren werden die Messreihen dazu genutzt, die Möglichkeit zu validieren, mit Langzeitmessungen Daten aufzunehmen, die mit einem Rissanalysetool untersucht werden sollen. Hierbei wurden jedoch statt der Risse in der Zementmatrix die Bereiche um die Körnung erfasst. Zum Abschluss werden Möglichkeiten zur Optimierung des Versuchsaufbaus und -vorgangs vorgestellt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/846476118kunze.txt
Brietz, Dominik
Konstruktion und Erprobung eines Werkzeugs zum Spritzprägen optischer Linsen. - 87 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2015

Im alltäglichen Leben ist die Nutzung verschiedener optischer Systeme, wie zum Beispiel die der Kamera eines Smartphones, so groß wie nie zuvor. Durch diesen Boom finden immer mehr Kunststoffoptiken Verwendung. Durch ihr geringes spezifisches Gewicht, ihren kostengünstigen Werkstoff und ihre hohe Designfreiheit haben sie gegenüber anorganischem Glas einige Vorteile. Ein geeignetes kunststofftechnisches Fertigungsverfahren zur Herstellung solcher Kunststoffoptiken ist das Spritzprägen. Die Qualitätswerte von Kunststofflinsen lassen sich durch innere, geometrische und optische Eigenschaften charakterisieren. Um diese Qualitätswerte in der Konzeption des Spritzprägewerkzeugs umsetzen zu können ist ein genaues Prozessverständnis notwendig. Dazu wird der Aufbau einer Spritzgießmaschine betrachtet und der Verfahrensablauf des Spritzprägens untersucht. Nach abgeschlossener Analyse prozess-, funktions- und qualitätsbeeinflussender Faktoren werden diese in die Konzeption des Spritzprägewerkzeugs überführt. Dazu dienen eine Anforderungsliste, eine Gesamt- und Funktionsstruktur. Anhand dieser Informationen werden drei Werkzeugkonzepte erarbeitet, die sowohl technisch als auch wirtschaftlich bewertet werden. Das beste Konzept wird in einer Konstruktion zu einem Spritzprägewerkzeug zur Herstellung hochwertiger Kunststofflinsen weiterentwickelt. Neben der Grundfunktion ist das Werkzeug modular ausgelegt, um verschiedene Linsendicken und Linsenkonturen, wie zum Beispiel konvexe oder konkave Linsen, bei geringem Rüstaufwand fertigen zu können. Außerdem sind Temperatur- und Druckkraftmesssensoren verbaut, um eine hohe Bandbreite an Prozessbedingungen messen zu können. Abschließend erfolgt ein Funktionsnachweis mit gleichzeitiger Untersuchung von den zuvor aufgestellten Qualitätswerten optischer Kunststofflinsen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/846379155briet.txt
Qin, Xiang
Beeinflussung der Qualität optischer Spritzgießformteilen durch variante Verfahrensbedingungen. - 71 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

Aufgrund der großen Gestaltungsfreiheit, kostengünstigen Herstellung und niedrigen Dichte haben durch Spritzgießverfahren hergestellte Kunststoffformteile riesiges Anwendungspotential im optischen Bereich. Um den Zusammenhang zwischen den Verarbeitungsparametern und der Formteilqualität herauszufinden und zu beschreiben, wird ein Prozessmodell als Ziel dieser Arbeit erstellt und durch zahlreiche Versuche verifiziert. Die Abformgenauigkeit, Molekülorientierung und Eigenspannung in Bauteilen dienen als Qualitätskriterien der Formteile. Neben den Prozessparametern: Einspritzvolumenstrom, Schmelzetemperatur, Werkzeugtemperatur und Nachdruck wird auch der Einfluss der Bauteildicke auf die Formteileigenschaften betrachtet. Außer der Bestimmung der Einflüsse der möglichen Faktoren werden diese Einflüsse noch physikalisch und prozesstechnisch erläutert.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/84409675Xqin.txt
Krause, Razvan
Ultrafast electron dynamics and circular dichroism in dependence of the stoichiometry of topological insulators by time- and angle-resolved photoemission spectroscopy. - 65 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

Topologische Isolatoren (TI) sind vielversprechende Materialien fur Spintronics, da sie spin-polarisierte metallische Zustände - den Dirac-Cone - bei Raumtemperatur zeigen, obwohl sie isolierend sind. Um ihre Bandstruktur zu untersuchen, ist winkelaufgelöste Photoemissionsspektroskopie (ARPES) eine passende und leistungsstarke Untersuchungsmethode. Die ternären Bismuthchalkogenide Bi2SexTe3-x mit x = 0, 0.2, 0.35, 2.5 und 3 wurden sowohl mit Gleichgewichts-ARPES, mit zeitaufgelöstem ARPES mit der Pump-Probe-Technik und einer temporalen Auflösung von 70 fs, als auch hinsichtlich zirkularem-Dichroismus analysiert. Eine MATLAB -Routine fur Messdatenauswertung und Spektralanalyse wurde entwickelt, die Zugriff auf den Imaginärteil der Selbstenergie erlaubt, welche im Zusammenhang mit Quasipartikel-Lebensdauern steht. Bandlucken, effektive Massen, Elektron-Phonon-Kopplungsbereich, und Elektron-Elektron-Kopplung als elektronische Eigenschaften des Massivmaterials hängen vom schichtweisen Austausch von Te durch Se ab. Der Dirac-Cone zeigt ein davon unabhängiges Verhalten. Hinweise auf zweite Oberflächenzustande wurden gefunden, obwohl diese nicht direkt sichtbar sind. Die oberen Zweige des Dirac-Cones in den Te-reichen Proben zeigen das gleiche DichroismusSignal während die unteren passend zu ihrer Spinpolarisation entgegengesetzte Vorzeichen aufweisen. Diese Asymmetrie fuhrt zu einem klaren dichroischen Signal und einer damit verknupften Spinpolarisation im Leitungsband mit langlebigen Zuständen. Mit der Möglichkeit der optischen Induktion sind sie dadurch interessant für opto-spintronische Anwendungen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/84395292Xkraus.txt
Keidel, Christian
Integration von Harzkanälen in innendruckbeaufschlagte Kerne zur Herstellung von CFK Hohlprofilen im HD-RTM Verfahren. - 112 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Hohlbauteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) werden mitunter durch Umflechten von blasgeformten Kernen und Injektion einer duroplastischen Matrix im anschließenden Resin-Transfer-Moulding (RTM)-Verfahren hergestellt. Dabei bieten Fließkanäle ein großes Potential, die Verteilung des injizierten Harzsystems über das Bauteil zu beschleunigen. Auf diese Weise kann die Tränkung des Geflechts in Bereichen, die nicht in unmittelbarer Nähe des Angusspunkts liegen, verbessert werden. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird die Herstellbarkeit von blasgeformten Kernen mit einer integrierten Fließkanalstruktur untersucht. In einer theoretischen Betrachtung wird die Durchlässigkeit von Fließkanälen ermittelt. Basierend auf der Systemanalyse eines bestehenden Prozesses zur Herstellung von CFK Hohlbauteilen mit einem konventionellen Blaskern, werden unterschiedliche Konzepte entwickelt. Die erarbeiteten Kerngeometrien werden in Modellversuchen hinsichtlich verschiedener Kriterien untersucht. Neben der Herstellbarkeit wird der Einfluss der Fließkanäle auf die Bauteilsteifigkeit und die Innendruckstabilität analysiert. Des Weiteren wird ermittelt, wie sich verschiedene Kanalausprägungen gegenüber dem Einschwemmen der Fasern in den Querschnitt des Fließkanals verhalten. Zuletzt wird in einem Modellversuch die Entfernbarkeit des Kerns mit einer Kanalstruktur aus einem CFK Hohlbauteil nachgestellt. Es wird das Verhalten des Kerns beim Entfernen untersucht und die benötigte Kraft für die Entformung ermittelt. Basierend auf den Versuchsergebnissen der Modellversuche wird eine Matrix entwickelt, aus der eine Handlungsempfehlung für die Konstruktion blasgeformter Kerne mit integrierten Fließkanälen abgeleitet wird.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/843512644keide.txt
Harnisch, Nico
Analyse scherender und thermischer Beanspruchung von Degradationsempfindlichen Thermoplasten am Beispiel PLA. - 70 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

Das steigende Umweltbewusstsein führt zu Bestrebungen, eine Alternative zu den konventionellen Kunststoffen zu finden. Ein besonderer Vorteil von Biokunststoffen ist eine verbesserte CO2-Bilanz im Vergleich zur Herstellung petrochemischer Kunststoffe. Die Anwendung in technischen Bereichen erfordert geeignete mechanische Eigenschaften, welche im Wesentlichen vom Molekulargewicht abhängig sind. Biokunststoffe, darunter auch Polymilchsäure, gelten als degradationsempfindlich, weshalb materialschädigende Einflüsse während der Verarbeitung von besonderem Interesse sind. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, die Abbaumechanismen während der Verarbeitung nach thermischen und mechanischen Einflüssen zu trennen und mathematisch zu beschreiben. Dazu werden die Verarbeitungsverfahren Compoundieren und Spritzgießen exemplarisch mit Polymilchsäure untersucht. Zur Anwendung kommt die Methode der statistischen Versuchsplanung. Mit den Messergebnissen wird ein Modell erstellt, das die Vorhersage des Materialabbaus während der Verarbeitungsprozesse ermöglicht. Die erreichbaren mechanischen Eigenschaften werden mit dem gemessenen Materialabbau korreliert. Das Verarbeitungsverfahren des In Line Compoundierens wird vorgestellt und das Verbesserungspotential gegenüber der konventionellen Verarbeitung aufgezeigt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/842169555harni.txt
Vogel, Lukas
Herstellung und Charakterisierung eines 3D-Aluminiumschaum Thermoplast Hybridverbund. - 115 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Diese Arbeit beschäftigt sich mit einem neuartigen Verbundwerkstoff bestehend aus Aluminiumschaum und thermoplastischem Kunststoff. Dabei bildet der Aluminiumschaum den Kern während der Kunststoff als Mantelmaterial dient, mit dem der Aluminiumschaumkern dreidimensional ummantelt wird. Untersucht wird die Wirkung der Kunststoffummantelung auf die mechanischen Eigenschaften eines solchen Hybridbauteils. Besonderer Fokus liegt dabei auf dem Druckversuch, da dieser für die geplante spätere Anwendung der Technologie als Absorptionselement eine herausragende Rolle spielt. Als weiterer Lastfall wird die Biegung ausgewählt, die ebenfalls behandelt wird. Für beide Lastfälle werden Modelle entwickelt, die auf Basis einfacher Vorversuche oder basierend auf einfachen Werkstoffkennwerten aus Datenblättern das Verhalten dieser Hybridbauteile simulieren. Die entwickelten Modelle werden getestet und spezifische Erkenntnisse zur Dimensionierung abgeleitet. Dafür wird im Zuge der Arbeit eine Prüfmethodik erstellt und auf dreidimensional ummantelte Probekörper angewendet. Die Testergebnisse werden vorgestellt und Abweichungen zum Modell interpretiert. Im Anschluss daran findet ein Vergleich der beiden getesteten Kunststoffe statt und es werden Schlüsse für die anwendungsspezifische Auswahl von Thermoplasten gezogen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/839789181vogel.txt
Franke, Clemens
Konstruktion einer adaptiven Nivelliereinrichtung für Bodentragstrukturen aus Kunststoff. - 107 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Die Substitution von Metall durch Kunststoff ist ein stetig an Interesse gewinnendes Thema. Kunststoffe können die Anforderungen an Bauelemente oft mindestens ebenso gut erfüllen wie Metalle, hinsichtlich statisch-mechanischer, chemischer, elektrischer und vieler weiterer Eigenschaften. Zudem überzeugen Kunststoffe durch geringes Gewicht und Kosteneinsparung. Einen Anwendungsfall der Substitution von Metall durch Kunststoff stellt das in dieser Arbeit betrachtete Nivellierelement für Bodentragstrukturen dar. Ziel ist es, ein Kunststoffformteil zu entwickeln, das alle Anforderungen erfüllt, im Spritzgießverfahren hergestellt wird und leichter und günstiger ist als das ursprüngliche Bauteil. Hierzu werden zunächst Richtlinien zum Konstruieren von Spritzgießbauteilen und -werkzeugen zusammengefasst und der methodische Produktentwicklungsprozess erläutert. Im Anschluss folgen die Auswahl eines geeigneten thermoplastischen Materials und die Entwicklung verschiedener Formteilkonzepte zur Realisierung des Stützelements. Nach der Auswahl eines geeigneten Konzepts folgen die fertigungsgerechte Konstruktion des Nivellierelements, sowie die Konstruktion des Spritzgießwerkzeugs zur Herstellung des Kunststoffformteils. Abschließend findet ein technisch-wirtschaftlicher Vergleich zwischen dem ursprünglichen Metallbauteil und dem in dieser Arbeit entwickelten Kunststoffbauteil statt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/83973784Xfrank.txt
Munzert, Felix
Einfluss der Gewebe-Konstruktion auf die Benetzung im RTM-Prozess. - 80 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Analyse verschiedener Gewebekonstruktionen für die Bauteilherstellung im RTM Verfahren. Dazu werden sowohl verschiedene Gewebearten als auch Lagenausrichtungen mittels unterschiedlicher Methoden untersucht. Hierzu bleiben Größen wie Harzviskosität, Faserwerkstoff und Druck konstant, sodass lediglich der Vergleich der verschiedenen Gewebekonstruktionen angestellt werden kann. Diese Vergleiche werden anhand der Fließfrontgeschwindigkeit in einem modifizierten Vakuuminfusionsverfahren durch einen neu konzipierten Versuchsaufbau gezogen. Dieser soll den realen RTM-Prozess so genau wie möglich wiederspiegeln, jedoch bei einem minimalen Kosten- und Zeitaufwand durchführbar sein. Die Prozesszeit eines gesamten Versuchsdurchlaufes mit allen erforderlichen Messgrößen beträgt dann 2-3 Stunden pro Versuchskörper. Dabei kommen Durchlichtmikroskopieverfahren sowie Zeitmessungen an mehreren Versuchsaufbauten mit den differierenden Kenngrößen Gewebeausrichtung und Gewebeart zum Einsatz. Nach der Prozessanalyse folgt eine Untersuchung der ausgehärteten Probekörper auf Faservolumen- und Porenvolumengehalt sowie Schliffproben zum Vergleich der in Flussrichtung auftretenden Effekte der Verpressung von Gewebematerialien. Anhand der ermittelten Ergebnisse kann nun ein Katalog über die unterschiedlichen Gewebekonstruktionen angefertigt werden, welcher dann einen Vergleich dieser ermöglicht.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/839313365munze.txt
Gerlach, Britta
Untersuchung und Analyse der Eigenschaften von Bremsscheiben aus unterschiedlichen Gusswerkstoffen. - 92 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Neben einer zügigen Verzögerung des Fahrzeuges werden weitere kundenrelevante Anforderungen an das Bremssystem gestellt. So sollen während des Bremsvorganges möglichst keine Geräusche und spürbaren Schwingungen vom Fahrer wahrgenommen werden. Auch die Korrosionsanfälligkeit sowie die Verschmutzung der Radfelgen durch Bremsenabrieb sollen möglichst gering gehalten werden. Für eine einwandfreie Leistungsfähigkeit hat die Bremsscheibe sowohl mechanische als auch thermische Eigenschaften zu erfüllen. Ihre werkstoffliche Zusammensetzung und ihre Geometrie beeinflussen maßgeblich den Erfüllungsgrad der angestrebten Kriterien. Im Rahmen dieser Arbeit sollen die Graugussvarianten EN-GJL-150, EN-GJL-200 und EN-GJL-250 hinsichtlich ihrer bremsentechnischen Eigenschaften verglichen werden. Dafür wurden Bremsscheiben aus den drei unterschiedlichen Materialien mit einer einheitlichen Geometrie gefertigt und in Prüfstandsversuchen auf ihre Leistungsfähigkeit getestet. Zusätzlich wird eine Werkstoffanalyse der vorliegenden Werkstoffe durchgeführt. Anhand der ausgewerteten und gegenübergestellten Ergebnisse kann eine Aussage über die Leistungsfähigkeit der Werkstoffe getroffen werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/839135238gerla.txt
Wolff, Elisabeth
Einfluss der Eigenschaften CMC-basierter Anodenslurries auf die Haftung und elektrochemische Leistungsfähigkeit von Kohlenstoff-Silizium-Anodenfilmen. - 52 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

C-Si-Elektroden stellen aufgrund ihrer hohen theoretischen Kapazität eine zukunftsweisende Technologie zur Energiespeicherung in Lithium-Ionen-Batterien dar. Diese Bachelorarbeit befasst sich mit den Eigenschaften siliziumbasierter Elektrodenfilme und deren Zusammenhang mit der elektrochemischen Leistungsfähigkeit. Im Zuge dessen werden die Einflüsse von Bindemittel, Wassergehalt, Filmdicke und Substratbeschaffenheit auf die Elektrodenbeschichtung untersucht. Die Schichten werden hinsichtlich ihrer Homogenität und Flächenbeladung verglichen. Zur Charakterisierung werden außerdem rheologische Untersuchungen, Haftungstests und elektrochemische Messungen an Halbzellen durchgeführt. Die Elektrodenfilme werden weiterhin unter Einbeziehung des Herstellungsverfahrens betrachtet. Es werden unterschiedliche Misch- und Beschichtungstechniken angewendet, um die Übertragbarkeit der erhaltenen Ergebnisse zu prüfen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/83852821Xwolff.txt
Steinmetz, Marcel
Entwicklung einer Prüfmethodik zur Auswahl von Organoblechen für automobile Anwendungen. - 86 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Durch den steigenden Wunsch der Menschheit nach Mobilität, kommt es nachweislich zu einer Verschmutzung der Umwelt durch die ausgestoßenen Treibhausgase. Leichtbau von Beförderungsmitteln zur Reduzierung des Ausstoßes von Schadstoffen ist ein Weg zur Verzögerung eines anthropogenen Klimawandels. In dieser Arbeit werden dazu eine technologische, sowie eine wirtschaftliche Bewertung von Prüfmethoden zur Ermittlung von Konstruktionswerten für thermoplastische Faserverbundwerkstoffe durchgeführt. Im Anschluss an die Auswahl der geeigneten Prüfungen werden diese an verschiedenen endlosfaserverstärkten Thermoplasten angewandt. Des Weiteren wurde ein Bauteil aus diesen Werkstoffen hergestellt und in einem dem Bauteil spezifischen Lastfall geprüft. Die Ergebnisse dieser Bauteil- und Halbzeugprüfungen werden verglichen und die Eignung der Halbzeugprüfung bewertet.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/838317553stein.txt
Genov, Ivan
Untersuchungen zur elektrolytischen Indium- und Bismuth-Abscheidung sowie zur Indium-Bismuth-Legierungsabscheidung. - 116 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

In der vorliegenden Bachelorarbeit wurde eine eutektische Indium-Bismuth-Legierungsschicht mit der Schmelztemperatur 72 &ring;C und der Zusammensetzung 66,7 m % In und 33,3 m % Bi durch galvanische Abscheidung erzeugt. Dieser niedrigschmelzende Metallüberzug soll als eine Lotschicht für das Montieren von Silizium-Komponenten auf Kupfer-Strukturen bei der fluidischen Selbstanordnung dienen. Für die Untersuchung wurden zwei saure (/Bi(III)/CH3SO3H und /Bi(III)/HClO4) und drei alkalische Bi-Elektrolyte (/Bi(III)/Cl-/EDTA, /Bi(III)/CH3SO3-/EDTA und /Bi(III)/CH3SO3-/NTA) angesetzt. Die benutzten In-Elektrolyte waren ein kommerzieller alkalischer In-Elektrolyt ("NB Semiplate In100") und ein saurer In(III)/CH3SO3H-Elektrolyt. Es wurden Untersuchungen zur galvanische Abscheidung einer In-Bi-Legierungsschicht aus dem alkalischen Elektrolytansatz In(III)/SO42-/NTA/Bi(III)/CH3SO3-/NTA durchgeführt. Weiter wurden In-Bi-Legierungsschichten durch Abscheidung der Einzelschichten und Schmelzen des Bi-In-Zweischichtsystems erzeugt. Diese wurden mit DSC, RFA, EDX und XRD untersucht. Durch Variation der Schichtdicken konnte die gewünschte eutektische Legierungszusammensetzung mit der Schmelztemperatur von 72 &ring;C erreicht werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/838005055genov.txt
Theska, Felix
Entnetzen dünner Au-Ni Doppelschichten: der Einfluss von Schichtdicke und Stapelfolge. - 59 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

Die Ergebnisse dieser Arbeit stützen sich auf zwei untersuchte Schwerpunkte, dem Solid-state Dewetting dünner bimetallischer Gold-Nickel Schichten und daraus resultierende Nanopartikel. Hinsichtlich des Solid-state Dewetting wurde der Einfluss der chemischen Zusammensetzung für 34 at-%, 60 at-% und 82 at-% Nickel untersucht. Abhängig von der Schichtreihenfolge wirken die Doppelschichten unterschiedlich stark stabil, sodass die Anordnung Goldschicht auf Nickelschicht auf Siliziumoxid-Substrat dem Entnetzen einen höheren Widerstand entgegenbringt als es für den Fall einer Nickelschicht auf Goldschicht der Fall ist. Die Stöchiometrie spielt ebenso eine Rolle hinsichtlich des Solid-state Dewetting-Prozess. Dünne Schichten unter einer dicken Deckschicht wirken dem Entnetzen entgegen, während dicke Schichten aus Gold oder Nickel dünne Schichten destabilisieren. Mithilfe Cross Section REM-Aufnahmen konnten facettierte Randbereiche an den entnetzten Regionen beobachtet und anhand der Röntgenbeugungsversuche eine {1 1 1} -Textur nachgewiesen werden. Bezüglich der untersuchten Nanopartikel war nicht zwischen der Schichtreihenfolge zu unterscheiden. Für 82 at-% Nickel wurden goldreiche Ausscheidungen auf der facettierten Partikeloberfläche beobachtet. Den Partikeln konnte mithilfe der XRD eine {1 1 1} -Textur nachgewiesen werden. Die untersuchten Nanopartikel mit 60 at-% Nickel wiesen nickelreiche Facetten in Folge der Entmischung auf, welche in das Partikelvolumen hineinreichten. Mittels Röntgenbeugung und REM-Aufnahmen konnte diesen neben einer {1 1 1} auch eine {1 0 0} -Orientierung zugeordnet werden. Für 34 at-% Nickel wiesen die Nanopartikel keine Entmischung oder Facettierung auf, sondern zeigten im Querschnitt eine mesoskopische Struktur.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/838004016thesk.txt
Vincent, Raphael
Einfluss von Spanausrichtung und -verdichtung auf die Herstellung von Hochleistungs-Holzfaser-Kunststoff-Verbunden (HHKV). - 101 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Diese Arbeit befasst sich mit der Herstellung und Erprobung einer neuartigen Werkstoffklasse gefertigt im Resin Transer Molding Verfahren. Der Verbundwerkstoff aus Holzlangspänen (Kiefer) als Faserwerkstoff und einem niedrigviskosen ungesättigten Polyesterharz (UP) als duroplastische Matrixkomponente erfüllt dabei hohe Ansprüche an die Nachhaltigkeit bezüglich nachwachsender Ressourcen sowie Kosteneffizienz aufgrund vergleichsweise stabiler und niedriger Rohstoffpreise. Durch Nutzung der anisotropen Eigenschaften des Holzes kann eine anwendungsoptimierte Auslegung als Konstruktionswerkstoff für den Anwendungsfall erfolgen. Von bislang genutzten Faser-Kunststoff-Verbunden unterscheidet sich der Werkstoff unter anderem dadurch, dass die Faserdichte geringer ist als die des Harzes und abhängig von Prozessparametern zwischen der Schüttdichte der Holzspäne und der Reindichte des Holzes variiert. Weiterhin wird durch Verwendung des Holzes in Spanform und somit unzerfasert eine Vorausrichtung der Holzfaser genutzt. Ausgehend von bisher verbreiteten konventionellen Holzwerkstoffen werden in dieser Bachelorarbeit Parallelen gezogen und Prüfmethoden zur Anwendung für Hochleistungs-Holzfaser-Kunststoff-Verbunde (HHKV) erarbeitet. Mit den Methoden der statistischen Versuchsplanung wird für die Herstellung und Prüfung des Werkstoffs ein vollfaktorieller Versuchsplan entwickelt, welcher die Untersuchung von Einflüssen dreier Faktoren auf die Werkstoffeigenschaften zulässt. Variiert werden dabei Spanausrichtung, Spangröße und Verdichtung anhand von reproduzierbaren Prozessparametern. Diesen Prozessparametern werden begründet Grenzen gesetzt und so ein definierter Versuchsraum erstellt. Zur Sicherstellung einer guten Bauteilqualität wird das Herstellverfahren durch Nutzung von VARTM, Compression RTM sowie Analyse des Harzaushärteverhaltens und der harzflussbedingten Spanbenetzung schrittweise optimiert und im Anschluss zur Herstellung aller für die Untersuchung der Werkstoffeigenschaften erforderlichen Proben genutzt. Aus diesen werden im weiteren Verlauf die Prüfkörper zur Eigenschaftsuntersuchung entnommen. Die Ermittlung der physikalischen und mechanischen Eigenschaften erfolgt durch Messung von Dickenquellung, Rohdichte, Biegeelastizitätsmodul und Biegefestigkeit angelehnt an gängige Normen aus dem Bereich der konventionellen Holzwerkstoffe sowie durch Prüfung der verzugsbedingten Formabweichungen. Aufgrund der anisotropen Eigenschaften des Werkstoffs werden dabei alle erforderlichen Parameter unter Berücksichtigung der Richtungsabhängigkeit ermittelt. Nach Auswertung der gewonnenen Einzelwerte führt eine Analyse der jeweils beteiligten signifikanten Effekte zu einer ersten Modellierung des Werkstoffverhaltens auf Basis linearer Regression.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/837864127vince.txt
Jost, Carl Christoph
Entwicklung und Inbetriebnahme einer thermischen Konditionierstation für Organobleche. - 93 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

In dieser Arbeit wird eine thermische Konditionierstation auf Basis von Infrarot-Heizstrahlern für das Aufheizen von plattenförmigen, endlosfaserverstärkten Thermoplasten (ELFT) konzipiert, konstruiert und in Betrieb genommen. Die thermische Konditionierstation soll zusammen mit einer konventionellen Spritzgießmaschine, einem Hybrid-Werkzeug und einem mehrachsigen Industrieroboter den Fertigungsprozess von Organoblechbauteilen im Technikumsmaßstab abbilden. Nach einer Analyse zum aktuellen Stand der Technik und der Betrachtung weiterer geeigneter Erwärmungsprinzipe werden die physikalischen Grundlagen der Infrarot-Erwärmung und der Wärmeleitung erarbeitet. Dabei wird insbesondere die Wechselwirkung zwischen Infrarot-Spektrum des Strahlers und Absorptions- bzw. Transmissionsspektrum des Halbzeugs und dessen Einfluss auf den Energieeintrag untersucht. Die gewonnenen Erkenntnisse werden zu einem Modell zusammengetragen, welches in der Lage ist, die zeitliche und örtliche Temperaturverteilung im Organoblech während des Aufheizvorgangs in Abhängigkeit diverser Einflussgrößen zu simulieren. Abschließend werden Erwärmungsversuche mit unterschiedlichen Organoblechen auf der thermischen Konditionierstation durchgeführt und die Ergebnisse mit den Vorhersagen des erstellten Simulationsmodells verglichen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/837665140jost.txt
Niebler, Lukas
Analyse und Modellbildung zur Auswaschung an bedruckten Folien im Hinterspritzprozess. - 82 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Auswaschungen bei der Folienhinterspritzung führen zum Ausschuss der betreffenden Formteile. Die Arbeit hat zum Ziel die Ursache der Auswaschung zu Ergründen und diese in einer Modellansicht zu erfassen. Die Auswaschung entsteht auf Grund der aus dem Injektionsvorgang resultierenden Spannungs- und Temperaturbelastung der Dekorfolie. In der Versuchsdurchführung wurde die Entstehung der Auswaschung in einer Teilfüllstudie untersucht. Der Einfluss der verwendeten Materialien, PP und PC, auf das Auswaschungsabmaß wurde in einer vollfaktoriellen Versuchsdurchführung untersucht. Die aus den Versuchen resultierende Modelansicht besagt, dass die Auswaschung der Folie die Folge der Überschreitung der Grenzspannungen im Folienverbund ist. Die Foliendeformation wird dabei durch geometrische und stoffliche Kenngrößen bedingt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/837290813niebl.txt
Müller, Michael
Durchsatz- und Leistungsbedarf im Feststoffförderbereich eines Nutbuchsenextruders in Abhängigkeit von Granulat- und Nutgeometrie. - 92 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

Einschneckenextruder dienen zur kontinuierlichen Herstellung von Folien und Halbzeugen aus Kunststoffen. Das zugeführte Granulat wird im Extruder gefördert, aufgeschmolzen und homogenisiert. Der Nutbuchsenextruder besteht im Gegensatz zum konventionellen Glattrohrextruder aus einer genuteten Einzugszone, um ein gegendruckunabhängiges Förderverhalten zu gewährleisten. In der Einzugszone des Nutbuchsenextruders entstehen Wechselwirkungen zwischen den Granulateigenschaften, der Nutgeometrie und der Schneckengeometrie die das Durchsatzverhalten beeinflussen. Diese Wechselwirkungen wurden in bisherigen Arbeiten unvollständig betrachtet. In der vorliegenden Arbeit wird ein Rinnenversuchsstand entwickelt, welcher eine kinematische und geometrische Vereinfachung des Schneckenkanals abbildet. Versuche mit dem Rinnenmodell ermöglichen eine Analyse der Wechselwirkungen im Einzugszonenbereich des Nutbuchsenextruders. Die Ergebnisse der Variation von Granulat, Kanalhöhe und Nutgeometrie werden diskutiert und ein mathematisches Modell unter Betrachtung der Haupteinflussfaktoren gewonnen. Zusätzlich wird ein Modell zur physikalischen und geometrischen Beschreibung des Granulatverhaltens im Schneckenkanal erstellt und eine Übertragbarkeit der Ergebnisse der Rinnenversuche auf die Einzugszone abgeleitet. Versuche am Einzugszonenprüfstand ermöglichen eine Verifizierung der Erkenntnisse aus den Rinnenversuchen. Die Resultate der Einzugszonenprüfstandsversuche dienen der Untersuchung und Erweiterung von vorhandenen Modellen zur Durchsatz- und Leistungsberechnung.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/837248671muell.txt
Westphalen, Jasper
Untersuchung der Eigenschaften von gesputterten ZnO:Al-Schichten auf flexiblem Glas. - Ilmenau : ilmedia. - Online-Ressource (PDF-Datei: 67 S., 3,23 MB)
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

Ultra-dünnes Glas ist eine neue Art eines transparenten und flexiblen Substratmaterials. Es handelt sich dabei um Glas mit einer Dicke unter 200 [my]m. Durch die vielen vorteilhaften Eigenschaften, wie zum Beispiel die sehr gute Barriere gegen Wasser und Sauerstoff und die Temperaturstabilität bis 700 C, ergeben sich neue Möglichkeiten in den Arbeitsgebieten der transparenten Elektronik, der Displaytechnik und innerhalb der Photovoltaik. In diesen Bereichen werden transparent leitfähige Oxidschichten (TCO) für unterschiedliche Funktionalschichten verwendet. Aluminium dotiertes Zinkoxid ZnO:Al wird bereits in einigen Bauelementen als Alternative zum teureren Indium dotierten Zinnoxid (ITO) verwendet. In der vorgelegten Masterarbeit sollen die mechanischen, optischen und elektrischen Eigenschaften von gesputterten ZnO:Al-Schichten auf ultra-dünnes Glas in Abhängigkeit der Prozessparameter untersucht werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/837232279westp.txt
Weber, Felix
Untersuchungen zum Zwischenstufengefüge Bainit. - 56 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

In der vorliegenden Arbeit wurden verschiedene Verfahren zur Identifikation des Zwischenstufengefüges Bainit in Stählen untersucht und bewertet. Als Bainit wird ein aus Ferrit und Zementit bestehendes Gefüge bezeichnet, das bei Umwandlungstemperaturen und Abkühlgeschwindigkeiten zwischen der Martensit- und Perlitbildung entsteht. Die Analyse erfolgte mittels Glimmentladungsspektroskopie, Härtemessung, Licht- und Rasterelektronenmikroskopie, Ultraschall, Röntgenbeugung und röntgenographischer Spannungsmessung. Es wurde eine Wärmebehandlung des Stahls 16MnCr5 durchgeführt und durch unterschiedliche Abkühlparameter verschiedene Gefüge eingestellt. Anhand der Härtemessung und der Spannungsmessung können Rückschlüsse auf die Abkühlgeschwindigkeit und damit auf die Gefügezusammensetzung getroffen werden. Durch die Bestimmung der Halbwertsbreite der Röntgenbeugungspeaks kann ein überwiegend martensitisches Gefüge ermittelt werden. Mittels licht- und elektronenmikroskopischen Untersuchungen ist eine Identifikation der bainitischen Gefügebereiche möglich. Die Untersuchung unbekannter Proben zeigt, dass ein Nachweis des Bainit nur über die Kombination mehrerer Anyalyseverfahren und bei Kenntnis der thermischen und mechanischen Behandlung des Werkstoffs zweifelsfrei möglich ist.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/83603208Xweber.txt
Seifert, Johannes
Einfluss der Bündelgeometerie auf die Tränkungseigenschaften von Faserverbunden. - 82 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Die Bewegung von Bauteilen in einer Maschine erfordert Energie, wobei die benötigte Energie mit der Masse ansteigt. Aufgrund dessen ist es für den Bau von Fahrzeugen aller Art dringend notwendig das Gewicht aller bewegten Teile auf ein Minimum zu reduzieren. Da diese jedoch auch über eine ausreichende Festigkeit und Steifigkeit verfügen müssen und diese nur durch eine massivere Bauweise erreicht werden kann, sind Metalle in Hinsicht auf nachhaltige Mobilität nur hinreichend geeignet. Eine gute Alternative hierfür bieten die Faserverbundkunststoffe. Diese weisen ein geringes Gewicht auf und können zugleich hohe Kräfte aufnehmen. Damit diese Bauteile jedoch dem Anspruch gerecht werden können ist eine annähernd perfekte Bauteilqualität erforderlich. Ziel dieser Arbeit ist es, die Entstehung von Fehlstellen in einem FVK hinsichtlich unterschiedlicher Gewebegeometrien zu ermitteln. Dabei soll der Prozess zur Herstellung von duroplastischen Laminaten genauer untersucht werden. Der Zusammenhang zwischen den Tränkungseigenschaften und der Faserbündelgeometrie kann dadurch analysiert und wissenschaftlich dargestellt werden. Dafür werden Prozessparameter wie Fließfrontgeschwindigkeit, Gewebepermeabilität und Viskosität betrachtet und mit den Ergebnissen des Poren- und Faservolumengehalts, Kapillarzahl und Querschnittsgeometrie der Laminatproben in Verbindung gebracht. Zusätzlich wird der Tränkungsvorgang an einzelnen Faserbündeln mithilfe der Durchlichtmikroskopie analysiert, wodurch eine optische Überprüfung der Ergebnisse möglich ist.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/835719324seife.txt
Krötter, Michael
Versuchswerkzeug zur Herstellung von Bauteilen aus endlosfaserverstärkten Thermoplasten (ELFT) im Spritzgießprozess. - 74 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung eines aus endlosfaserverstärkten Thermoplasten (ELFT) hergestellten Strukturbauteils im Spritzgießprozess und der Konzeption, Konstruktion sowie Produktion des dazugehörigen Hybridwerkzeuges zur Herstellung verschiedener Geometrien. Umformradien sowie Wandstärken am gesamten Bauteil spielen hierbei eine Rolle. Für die Entwicklung des Strukturbauteils werden die geometrischen Einflüsse auf die Umformbarkeit des ELFT-Halbzeuges untersucht. Zur rheologischen Validierung wird eine Füllsimulation durchgeführt. Auf Basis des so erhaltenen Bauteils werden mögliche Konzepte für die Teilfunktionen des Werkzeuges ermittelt. Die gewichtete Bewertung aller Teilkonzepte erlaubt die Zusammenführung zu einem funktionsfähigen Gesamtkonzept. Bei der konstruktiven Ausarbeitung liegen kostengünstige Fertigung sowie Effizienz des Werkzeuges im Fokus. Die Inbetriebnahme ermöglicht eine Einstellung des Prozesses. Die Untersuchung geometrischer Einflüsse auf das Umformverhalten des Einlegers ist nach Abschluss dieser Arbeit möglich.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/835716872kroet.txt
Weinmann, Jonas
Untersuchung der Auswirkungen von Kunststoff-Fließeigenschaften auf einen Metall-Kunststoff-Hybridverbund. - 60 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Das Thema Leichtbau ist in den letzten Jahren hauptsächlich im Fahrzeugbau immer wichtiger geworden. Die Kombination von verschiedenen Werkstoffen in einem Hybridbauteil zeigt ein hohes Leichtbaupotenzial. Eine Möglichkeit dieser Mischbauweise ist ein Aluminiumschaum-Thermoplast-Hybridverbund. Dieser überzeugt durch die guten mechanischen Eigenschaften und vor allem dem geringen Gewicht. Beim Herstellungsprozess kann es jedoch beim Spritzgießen zum Eindringen von Kunststoffschmelze in den Aluminiumschaum kommen. Die dadurch entstehende Schädigung verringert durch Zunahme der Verbunddichte das Leichtbaupotenzial. Ziel dieser Bachelorarbeit ist es, die Auswirkungen der Fließeigenschaften der verwendeten Thermoplaste auf diesen Verbund zu untersuchen. Hierbei werden zuerst die Zusammenhänge zwischen den rheologischen Größen und den Prozessparametern anhand einer Literaturrecherche erarbeitet. Darauf aufbauend werden weitere Kunststoffe ausgewählt und ein statistischer Versuchsplan aufgestellt. Zudem wird eine Ausgangshypothese über die erwarteten Ergebnisse aufgestellt. Zusätzlich wird eine Simulation durchgeführt, um zu überprüfen, ob eine Vergleichbarkeit von simulierten und praktischen Versuchen grundsätzlich möglich ist. Nach Durchführung aller Versuche wird ausgewertet, wie stark sich die Fließeigenschaften eines Kunststoffs hauptsächlich auf den Füllgrad und gegebenenfalls die Schädigung auswirken. Zuletzt werden die Ergebnisse mit der ursprünglichen Hypothese verglichen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/835360202weinm.txt
Hentschel, Martin
Machbarkeitsanalyse und experimentelle Validierung von hybriden Sekundärstrukturen aus Sheet Moulding Compounds und integrierten Metallkomponenten für Luftfahrtanwendungen. - 76 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

Die vorliegende Masterarbeit soll im Rahmen einer Machbarkeitsanalyse die Integrationsmöglichkeiten von metallischen Krafteinleitungselementen in hybride Sheet Moulding Compound- (SMC) - Strukturen für Luftfahrtanwendungen untersuchen. Auf die Darstellung der Grundlagen, welche im Schwerpunkt die Eigenschaften und die Herstellung von SMC-Strukturen sowie den Stand der Technik in Bezug auf Krafteinleitungselemente für Faserverbundstrukturen darstellen, folgt die Konzeption eines repräsentativen Versuchsträgers und dessen Fertigungsprozesses. Dafür werden verschiedene Sekundärstrukturen diverser Airbus-Modelle als Referenz für die Versuchsträgergeometrie betrachtet. Nach der methodischen Bewertung der möglichen Integrationsvarianten von Inserts in den Versuchsträger werden die experimentellen Untersuchungen und die im Rahmen der Arbeit entwickelten Prüfverfahren erläutert und die Ergebnisse hieraus präsentiert. Untersucht wurden neben verschiedenen Inserts auch Scheiben für Bolzenverbindungen sowie textile Endlosfaserverstärkungen. Außerdem wurde das SMC-Halbzeug variiert. Als Resultat lässt sich festhalten, dass bei den SMC-Halbzeugen vor allem der Anteil der anorganischen Füllstoffe sowie die Schrumpfung und thermische Dehnung die Verankerungsfestigkeit maßgeblich beeinflussen. Bei den Inserts können vor allem die Außenkontur und die Oberflächenvorbehandlung die Verankerungsfestigkeit erhöhen. Die experimentell validierte Machbarkeitsanalyse zum hybriden SMC-Prozess offenbart außerdem das Potenzial, die Fertigungszeit und die Herstellungskosten für Sekundärstrukturen gegenüber den heute eingesetzten Verfahren, je nach Bauteil, über 50% senken zu können und zudem die Funktionsintegration zu erhöhen. Mit einem weiteren Versuchsträger in Form eines Bauteils und weiteren Tests ist die Zulassung des hybriden SMC-Prozesses als Fertigungsverfahren für Sekundärstrukturen im Luftfahrtbereich innerhalb der nächsten zwei Jahre möglich.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/835235904hents.txt
Wolf, David
Entwicklung hoch beanspruchbarer und schlagzäher Biokunststoffe mit antibakteriellem Kiefernkernholz. - 128 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

In der Kunststofftechnik setzte sich in den letzten Jahren ein Trend weg von petrochemisch basierten Erzeugnissen hin zu den s. g. Biokunststoffen durch. In der aktuellen Forschung wird vermehrt Wert auf Beständigkeit und Eignung der Biokunststoffe für technische Anwendungen gelegt. Seitdem Kiefernkernholz (KKH) eine antibakterielle Wirkung nachgewiesen wurde, wird dieses mit Polypropylen und anderen petrochemisch basierten Kunststoffen beispielsweise zu Spielzeug und Tischablagen für den Krankenhaussektor verarbeitet. Naheliegend ist die Kombination von KKH und Biokunststoffen. Hier gibt es noch Probleme hinsichtlich der Qualität der Teile sowie der Prozessstabilität. Zu dieser Thematik fehlen Kenntnisse bei der Einarbeitung von KKH in Biokunststoffe sowie Zusammenhänge zwischen Prozessparametern und Formteileigenschaften. Daher ist es das Ziel dieser Arbeit, einen stabilen Prozess für die Einarbeitung von KKH-Späne sowie der Weiterverarbeitung zum Formteil zu schaffen, um die empfindlichen Materialien möglichst schonend zu verarbeiten und die antibakterielle Wirkung des Holzes sowie die mechanischen Eigenschaften des Kunststoffes zu erhalten. Dazu müssen Zusammenhänge zwischen den Einflussgrößen sowie dem Molekülkettenabbau untersucht werden, sodass eine Optimierung der Prozesse bezüglich der mechanischen und thermischen Eigenschaften der Formteile möglich wird. Als Verarbeitungsverfahren sollen das konventionelle Compoundieren und das nachfolgende Spritzgießen mit dem innovativen Verfahren des In-Line-Compounding (ILC) verglichen werden. Aufgrund fehlender Daten zur Verarbeitung von Holz in Schneckenmaschinen, werden nach der Grundlagenerarbeitung eine Reihe von Vorversuchen und versuchsbegleitenden Untersuchungen durchgeführt. So wird der verwendete Biokunststoff auf eine Wechselwirkung mit den Holzinhaltstoffen untersucht. Es folgt eine nähere Betrachtung des Holztrocknungsverhaltens in Vorbereitung auf eine Verarbeitung in Schneckenmaschinen, sodass Aussagen hierzu möglich sind. In den Hauptversuchen werden Zusammenhänge zwischen den Material- sowie Prozessparametern und den Prüfkörpereigenschaften mithilfe einer Versuchsplanung an der SGM generiert. Allerdings ist es nicht möglich eine Prozessstabilität zu erzeugen, die mit der im Prozess bei der Verarbeitung von reinem PLA vergleichbar wäre. Aus den Versuchen können Empfehlungen gegeben werden, um mechanische und thermische Eigenschaften zu maximieren und die Spanzerkleinerung zu minimieren. Für einen Vergleich mit Verarbeitungsdaten des ILC konnten keine Probekörper hergestellt werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/834797046wolf.txt
Schott, Caroline
Berechnungsmodell zur Ermittlung des Drehmomentbedarfs von Luftklappenantrieben. - 78 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Die Reduzierung von Abgasemissionen von Kraftfahrzeugen wird immer wichtiger. Ein neuer Ansatz besteht darin, Luftklappensteuerungen in Fahrzeugen einzusetzen. Diese Luftklappensteuerungen befinden sich im Frontbereich, meist zwischen Ziergrill und Kühler eines Personen- oder Lastkraftwagens. Bei geschlossenen Klappen wird die Luft um das Fahrzeug gelenkt und das Einströmen der Luft in den Motorraum verhindert. Dadurch verringert sich der Widerstandsbeiwert des Fahrzeuges, wodurch eine Kraftstoffersparnis und die damit verbundene Reduzierung des CO2-Ausstoßes hervorgerufen werden kann. Ein weiterer Vorteil ist die schnellere Erwärmung des Motors bei einem Kaltstart. Die Kühlung des Motors kann durch eine Öffnungsbewegung der drehbar gelagerten Klappen erfolgen, wodurch Außenluft in den Motorinnenraum gelangen kann. Das Drehmoment wird von einem Schrittmotor bereitgestellt. Da nur ein begrenztes Drehmoment zur Verfügung steht, ist es notwendig, schon während der Konstruktion der Luftklappensteuerung das maximal auftretende Drehmoment zu kennen. In einer frühen Konstruktionsphase soll das Moment aus den vorhandenen geometrischen und materialspezifischen Größen unter Einbeziehung der Fahrgeschwindigkeit bestimmt werden. Es wird ein theoretisches Berechnungsmodell zur Drehmomentbestimmung aufgestellt und mit einem Fahrversuch abgeglichen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/834611821schot.txt
Althaus, Alexander
Einfluss der Verfahrensparameter auf Packungsdichte und Gewebe bei der Vakuuminfusion. - 94 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Die faserverstärkten Kunststoffe bieten im Vergleich zu den Metallen für viele Anwendungen die Möglichkeit der Gewichtseinsparung bei gleichbleibenden oder verbesserten mechanischen Eigenschaften. Sie bieten ein sehr breites Anwendungsspektrum durch eine Vielzahl an Herstellungsverfahren. Bei ihrer Herstellung können die Eigenschaften des Faserverbundes direkt auf die spätere Belastungssituation abgestimmt werden. Diese Arbeit befasst sich mit dem Vakuuminfusionsverfahren. Das Ziel ist die Vorhersage der erreichbaren mechanischen Eigenschaften der herzustellenden Bauteile in Abhängigkeit der gewählten Prozessparameter und der damit erreichten Imprägnierung des Faserverbundes. Es wird eine Möglichkeit zur genauen Simulation des Infusionsvorganges aufgezeigt. Die Simulationsergebnisse können genutzt werden, um den Fehlstellengehalt der herzustellenden Bauteile vorabzuschätzen. Zur Vorabschätzung der mechanischen Eigenschaften wird die klassische Laminattheorie verwendet. Es wird verdeutlicht, wie die mechanischen Eigenschaften der herzustellenden Bauteile gezielt über die Prozessparameter des Vakuuminfusionsverfahrens gesteuert werden können und wie die Entstehung von Fehlstellen im Bauteil verhindert werden kann.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/834068869altha.txt
Haberberger, Angelina
Erarbeitung eines Konzeptes zur Wärmerückgewinnung eines Aluminium Schmelzofens. - 64 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

Diese Arbeit befasst sich mit der Konzeptionierung eines Wärmerückgewinnungssystems zum Einsatz am Aluminium Schmelzofen. Dazu werden im Stand der Technik unterschiedliche Ofentypen vorgestellt und deren Einsatzzweck erläutert. Anschließend werden Verfahren zur industriellen Energierückgewinnung aufgeführt. Der untersuchte Aluminium Schmelzofen der ZPF GmbH ist bei der Mahle GmbH in Rottweil im Einsatz. Einer Analyse der aktuellen Betriebsweise schließt sich die Auswahl eines Luft-Wasser-Wärmetauschers im Bypass zur Berwertung der Energie aus dem heißen Abgas an. Unterschiedliche Konzepte werden vorgestellt und hinsichtlich ihrer Prozess- und Betriebssicherheit bewertet. Besonders gewichtet wird außerdem die Prozesssicherheit des Ofens und die Amortisationszeit des Wärmerückgewinnungssystems. Nach der Auswahl eines für den Einsatzfall passenden Energierückgewinnungssystems wird daraus ein Konzept entwickelt, sowie dessen Vorteile und Risiken aufgezeigt. Zuletzt werden im Ausblick noch weitere Energieeinsparpotentiale aufgezeigt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/834035219haber.txt
Bauer, Philipp
Entwicklung und Konstruktion einer hochbelasteten Leichtbau-Achsstrebe aus Faserverbundkunststoff im NKW-Segment. - 104 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung einer Leichtbau-Achsstrebe aus Faser-Kunststoff-Verbund für den Einsatz in NKW-Anwendungen. Bei gleichen Anforderungen hinsichtlich der Belastung und einer Reduzierung der Masse, sollen sich die Herstellungskosten im Rahmen von maximal +20 % der aktu-ellen Vorserien-Variante aus Aluminium bewegen. Erreicht wird dies durch den Einsatz einer Multi-Material-Bauweise aus CFK, GFK und Aluminium. Die einzelnen Komponenten der Konstruktion sind so ausgelegt, dass zum einen ihre charakteristischen Materialeigenschaften ausgenutzt werden, und zum anderen voll automatisch herstellbar sind. Dadurch sollen die Kosten niedrig gehalten werden. Hierfür werden unterschiedliche Konstruktionsvarianten betrachtet. Ergebnis dieser Untersuchung ist eine Achsstrebe mit einer Masseersparnis von ca. 60 % sowie Herstellungskosten von ca. +10 % im Vergleich zur Aluminium-Strebe. Nach der erfolgreichen Simulation werden mehrere Prototypen gefertigt, die anschließend auf einem Prüfstand getestet werden sollen. Diese Prüfstandtests sind nicht Teil dieser Arbeit.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/833647067bauer.txt
Erhardt, Tim
Entwicklung eines Modells zur Strömungsvorhersage in Filtermedian anhand eines Filterbodens. - 84 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Atemschutzgeräte ermöglichen es Anwendern in einer mit Schadstoffen belasteten Umgebung zu arbeiten. Daher sollen Beeinträchtigungen durch das Hilfsmittel Atemschutzgerät auf den Anwender so gering wie möglich gehalten werden. Bei der Verwendung von Maske-Filter-Kombinationen wird der Atemwiderstand insbesondere durch die Filtermedien verursacht. Bei Gasfiltern handelt es sich dabei meist um Aktivkohle, die im Filter zwischen zwei Filterböden verdichtet ist. Zur Minimierung des Atemwiderstands werden zunächst im Hinblick auf strömungsmechanische Eigenschaften verschiedene Prozessparameter der Fertigung von Gasfiltern untersucht. Aus dieser Studie geht hervor, dass sich mit niedrigerem Pressdruck auf die Aktivkohle der Atemwiderstand verringert. Dieses Verhalten lässt sich auf die durch den verringerten Pressdruck hervorgerufene Änderung der beiden Haupteinflussfaktoren auf den Widerstand zurückführen. Einerseits nimmt durch die geringere Verdichtung des Filtermaterials das Hohlraumvolumen im porösen Medium zu, was sich positiv auf den Atemwiderstand auswirkt. Durch das verminderte Verpressen der Aktivkohlekörner nimmt zudem der Anteil an Kohlestaub ab, was wiederum einem geringeren Widerstand zu Gute kommt. Für die Untersuchung der Strömung im Filter werden die Darcy-Forchheimer-Koeffizienten der Aktivkohle und Vliese ermittelt und in die Strömungssimulation eingebunden. Der Pressdruck der Kohle kann jedoch nicht beliebig gesenkt werden, da die Schüttung ab einem gewissen Punkt ihre Festigkeit verliert. Aus diesem Grund werden verschiedene Parameter untersucht, welche die mechanische Festigkeit des Aktivkohlebettes beeinflussen. Auf Basis dieser Erkenntnisse werden drei Konzepte erstellt, die bei niedrigem Druck auf das Kohlebett genügend Festigkeit erzeugen. Nach der Bewertung wird eines der Konzepte hinsichtlich strömungsmechanischen Gesichtspunkten mittels CFD-Simulation iterativ optimiert. Im Anschluss werden Versuche mit dem Fokus auf Atemwiderstand, mechanischer Festigkeit und Haltezeit des neuen Gasfilters durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass mit dem neuen Filterboden bei gleichbleibender Filterleistung ein um 20% geringerer Widerstand erreicht werden kann. Ein Vergleich der Partikelgrößenverteilung zeigt auch, dass durch den geringeren Druck auf das Kohlebett Staubentstehung vermindert wird. Zuletzt wird auf das Verbesserungspotential der pneumatischen Förderung der Aktivkohle eingegangen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/833606190erhar.txt
Marx, Janik
Herstellung und Evaluierung eines n-leitenden Polymers für thermoelektrische Anwendungen. - 92 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

Aufgrund der stetigen Entwicklungen im Bereich der Mikroelektronik und der Energieeffizienz kommen vermehrt organische Halbleiter zum Einsatz. Deren Vorteile liegen, im Vergleich zu herkömmlichen Halbleiterwerkstoffen, in der automatisierten wie auch breitgefächerten Herstellungsportfolio, sowie der variablen Geometrie. Der Anlass dieser Arbeit ist es, dass bis heute die Leitungsmechanismen in dem verwendeten Polymer nicht geklärt sind somit dessen physikalisches Potential noch nicht vollkommen erschöpft ist. Zudem ist die Synthese von elektrisch leitfähigen Polymeren hinsichtlich deren Reproduzierbarkeit von Bedeutung. Dies gilt es im Folgenden zu verbessern. Nach gegenwärtigem Stand der Technik werden metall-organische Polymere nicht dotiert, obwohl eine Dotierung und die damit verbundene Einbringung weiterer Ladungsträger zu einer Verbesserung der Leitfähigkeit führt. In der folgenden Arbeit wird sich mit der Synthese und der Optimierung eines metallorganischen thermoelektrischen Polymers beschäftigt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/833518887marx.txt
Reißig, Florian
Analyse der Hafteigenschaften von ausgewählten Duroplasten bei der Formgebung in Spritzpresswerkzeugen. - 180 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

Sensoren von Elektronikmodulen zur Steuerung von Automatikgetrieben werden über einen Spritzpressprozess mit duroplastischen Material verkapselt, um der geforderten Zuverlässigkeit und Langlebigkeit im Automobilbau gerecht zu werden. Das dabei eingesetzte additiv vernetzende Epoxidharzsystem garantiert eine gute Haftung auf den Einlegeteilen, verursacht aber im Gegenzug Anhaftungen am Werkzeug bei der Verarbeitung. Im Rahmen dieser Arbeit findet durch eine Literaturrecherche und Systemanalyse die methodische Auswahl von geeigneten Prüfmethoden statt. Die auftretenden Haftmechanismen werden anschließend quantitativ über Scherversuche bewertet. Dabei wird der Zusammenhang der Haftkräfte zur Beschaffenheit der Werkzeugoberfläche und zur Vernetzung des duroplastischen Materials während der Verarbeitung hergestellt. Die Vernetzung des Materials wird mit Hilfe der dielektrischen Analyse und einem speziell entwickelten Pressrheometer bewertet. Aus den Untersuchungen werden Empfehlungen zur Reduzierung der Häufigkeit von Fertigungsauffälligkeiten bei der Verarbeitung des Harzsystems mittels Spritzpressen abgeleitet.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/833241524reiss.txt
Salloum, Barakat
Untersuchungen zum Einfluss von Phosphonaten auf die elektrochemische Abscheidung von Kupfer. - 122 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

In der Arbeit wurden die Beiden Phosphonsäuren ATMP und HEDP als Komplexbildner für Kupfer und seine Elektrolyte bzw. sein Abscheidungsverhalten untersucht. Dadurch ist es möglich mit alkalischen Lösungen zu arbeiten, auf Cyanid zu verzichten und trotzdem keine Zementation des Kupfers auf Eisen auszulösen. ür die Experimente werden die technischen Produkte verwendet: AP1 für ATMP und K60 für HEDP. Der Einsatz von ATMP führte zu Kupferabscheidung, die nur bei niedrigen Stromdichten zu relativ glatten, mattglänzenden Schichten führten. Erst mit dem Zusatz von HEDP zu diesen ATMP-Elektrolyten konnte die Arbeitsstromdichte gesteigert werden, obwohl wie die Spektroskopischen Untersuchungen bei kleinen Konzentrationen zeigt, keine Verdrängung das ATMP durch HEDP aus dem Kupfer-Komplex erfolgt. Schließlich führte der Einsatz von HEDP zu ATMP-freien Elektrolyten, die ein ähnliches Abscheidungsbild wie die Mischelektrolyte vorwiesen. Die HEDP Elektrolyte gaben aber Schwierigkeiten vom Ansatz her. Bei der Neutralisation der Säure mit NaOH traten zwischenzeitlich Ausfällungen der Natriumsalze auf, die zu nicht mehr ruhrbaren Schlämmen führten. In diesem Fall kommt möglicherweise die Neutralisierung mit KOH in Frage. Neben dem kathodischen Teil muss auch die anodische Auflösung von Kupfer berücksichtiget werden. Die hier anwendbaren Stromdichten sind gering, so dass auf große Anodenflächen geachtet werden muss. Weiterhin ist die anodischer Stromausbeute von der Komplexbildner Konzentration abhängig, wobei dies zur Anwendung von HEDP führt, verbunden auch mit beträchtlichen Verbesserung auf das Kathodenseite. Sowol das Kathodische als auch anodische Verhalten ist in Zusammenhang mit der Komplexbildung zu sehen, wobei die Thermodynamische Stabilitskonstanten der ATMP-Cu-Komplexe größer als die der HEDP-Cu-Komplexe ist. Unbekannt sind aber die kinetischen Größen von der Ligandenaustauschgeschwindigkeiten. Das gilt für die kathodische Seite hinsichtlich der Abspaltung des Chelatkomplexes und der sukzessiven Bindungsspaltung zwischen Kupfer und dem Ligandenionen. Auch auf der anodischen kann man wahrscheinlich davon ausgehen, dass der Cu HEDP-Komplex schneller gebildet wird. Zusätzliche Untersuchungen, die noch gemacht werden könnten, sind der Wechsel auf Kaliumhaltige Systemen, beim HEDP, die Untersuchung auch des niedrigen Stromdichtenbereiches, der Einsatz strukturell zu HEDP ähnlicher Komplexbildner, und die Ermittlung des optimalen pH-Werts für HEDP-Elektrolyt ausgehend von dem hier untersuchten pH-Wert von 9.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/833116592sallo.txt
Dekant, Dominik
Untersuchungen zum "Displaybonden" mit einer automatisierten Bondinganlage. - 70 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

In dieser Bachelorarbeit wird die Herstellung von KFZ-Klimabedienteilen mittels Optical-Bonding-Verfahren untersucht. Dabei handelt es sich um ein Klebeverfahren zur Herstellung von optischen Baugruppen mit dem Ziel, die Ablesbarkeit von Displays auch bei schlechten Umgebungslichtverhältnissen zu verbessern. Dafür müssen die Klebstoffe und die zu verklebenden Werkstoffe die gleichen Brechungsindizes besitzen und die Klebstoffschicht darf keine Luftblasen aufweisen. Die Verklebung muss im Einsatz starken Temperaturschwankungen aushalten ohne dabei zu versagen. Um diese Anforderungen erfüllen zu können, müssen die Prozessparameter während der Fertigung genau definiert werden. Dazu wird zunächst das Optical Bonding beschrieben und der Prozess analysiert. Anschließend werden die theoretischen Grundlagen des Klebens sowie das Verhalten von Flüssigkeiten beim Auftrag auf die Klebeflächen erarbeitet. Ausgehend von der Theorie, die Verbundfestigkeit einer verklebten Displaybaugruppe über die Oberflächenbeschaffenheit der Fügepartnerwerkstoffe charakterisieren zu können, wird ein Versuchsplan zu Haftungsmessung der Verklebung erarbeitet. In diesem werden die Prozess- und Materialparameter gezielt variiert und so die, für die Verbundfestigkeit signifikanten Faktoren ermittelt. Dabei zeigt sich, dass hauptsächlich die Plasmabehandlung und die Fügepartnerwerkstoffe einen Einfluss auf die Festigkeit haben. Diese werden untersucht und daraus eine Einstellung für die Plasmabehandlung in Serienfertigung auf einer vollautomatisierten Bondinganlage entwickelt. Es werden zwei Klebstoffsysteme, Acrylate und Silikone miteinander verglichen. Daneben wird das Absetzen des Fügepartners auf den Klebstoff untersucht, mit dem Ziel, den Fügeprozess so einzustellen, dass sich keine Luftblasen in der Klebstoffschicht bilden. Daraus wird ein Parametersatz für die automatische Serienproduktion abgeleitet.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/833115928dekan.txt
Krumpa, Maximilian
Temperatur- und Druckverhalten in einem Lochplattenwerkzeug einer UWG-Extrusionsanlage. - 86 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Zur verfahrenstechnischen Auslegung von Extrudern ist die Kenntnis über das Druck-/ Durchsatzverhalten und die Temperaturentwicklung der Kunststoffschmelze im Extrusionswerkzeug von hoher Bedeutung. Zielsetzung der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung eines verifizierten Berechnungsmodells zur Vorhersage der Druck- und Temperaturentwicklung der Kunststoffschmelze im Extrusionswerkzeug. Die Entwicklung des Berechnungsmodells entsteht durch Kombination bestehender Modelle und einer Energiebilanz am Extrusionswerkzeug. Nach einer Analyse der bestehenden Modelle wird ein Versuchsplan erstellt und die Versuchsdurchführung festgelegt. Das entwickelte Modell wird mit den Ergebnissen der Versuchsdurchführung verifiziert. Abschließend werden aus diesem Auslegungsempfehlungen für ein Extrusionswerkzeug abgeleitet.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/833001019krump.txt
Preußler, Robin
Glasfasergewebe mit porösem Alkaliborosilicatglas: Herstellung und Bestimmung der Eigenschaften. - 89 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

In dieser Arbeit sind poröse Gläser nach dem Vycor-Prozess als Fasern hergestellt worden. Die Fasern wurden auf Zugfestigkeiten und Biegedurchmesser untersucht und mit den Gläsern S2 und Boro 3.3 verglichen. Es wurde gezeigt, dass poröse Glasfasergewebe herstellbar sind. Die Fasern wurden mit unterschiedlichen Durchmessern von 0,1 mm, 0,2 mm und 0,3 mm untersucht. Die Versuche zeigen die besten Ergebnisse mit 0,2 mm starken porösen Fasern. Mit zwei verschiedenen Glassorten sind unterschiedliche Porengrößen im Bereich von 20 nm - 180 nm hergestellt worden. Für die Gewebeherstellung wurde ein Webstuhl konstruiert und gefertigt. Mit diesem sind Gewebe mit einer Größe von 60 cm x 60 cm herstellbar. Es wurde ein Gewebe unter der Verwendung von S2 - Fasern mit einem Abstand von einem Zentimeter als Kettfäden und porösen Fasern als Schussfäden hergestellt unter Verwendung der Leinenbindung. Innerhalb des Gewebes sind verschiedene Nanometer Porengrößen kombinierbar.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/832934046preus.txt
Leimbach, Martin
Elektrochemische Herstellung von Zinn-Nickel-Dispersionsschichten mit Titandioxidpartikeln. - 103 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

Ein potentieller Ersatz für dekoratives Chrom mit hervorragender Korrosions- und Verschleißbeständigkeit stellt eine Legierung aus Zinn und Nickel in equiatomarer Phase dar. Diese Modifikation kann nur durch elektrochemische Verfahren hergestellt werden. Ziel ist die Abscheidung von Zinn-Nickel-Dispersionen, um eine Kombination mit den Vorzügen von Titandioxid zu erreichen. Es ist als Halbleiter optisch aktiv und ermöglicht die Zersetzung organischer Substanzen an dessen Oberfläche. Im Rahmen dieser Arbeit konnten erfolgreich Dispersionsschichten mit nanoskaligen Partikeln aus einem chloridisch-fluoridischen Legierungselektrolyten hergestellt werden. Durch Messmethoden wie RFA, EDX, XRD und elektrochemische Analysetechniken wurden die Schichten hinsichtlich ihrer Eigenschaften und Zusammensetzung untersucht. Der mittlere Gehalt an Titandioxid beträgt 1,4 m-% bei einem gleichbleibenden Verhältnis von Zinn und Nickel. Die inneren Spannungen werden durch den Partikelzusatz nicht signifikant beeinflusst, während die Korrosionsbeständigkeit leicht abnimmt. Neben der Phase SnNi wurde die Existenz weiterer Zinn-Nickel-Phasen, sowohl in den partikelfreien Schichten als auch in den Dispersionsschichten, festgestellt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/832631175leimb.txt
Weikert, Rico
Vergleichende Untersuchungen zu mechanischen, chemischen und kristallographischen Eigenschaften von Bariumfluoridkristallen unterschiedlicher Herstellungstechnologie. - 69 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Die Güte optischer Bauelemente wird nicht nur durch die chemische Zusammensetzung des Halbzeuges bestimmt, sondern ebenso durch die Ver-/Bearbeitung des zu fertigenden Werkstückes. Die Kristallzucht unterliegt gewissen Schwankungen, welche sich auf die physikalischen und chemischen Eigenschaften des Zuchtkristalls auswirken. Anschließende Bearbeitungsschritte gleichen mögliche Unregelmäßigkeiten bei der Zucht durch stabile Prozessführung und entsprechende Gegenmaßnahmen aus. Eine Möglichkeit zum Gegenwirken stellt das Tempern dar. Die synthetische Erzeugung und anschließende Bearbeitung von Bariumfluorid-Einkristallen wird bei Hellma Materials erst seit 2014 durchgeführt, weshalb stabile Prozessparameter und Materialkennwerte des Werkstoffes teilweise noch zu bestimmen sind. Ziel der Arbeit ist es, Bariumfluoridkristalle mit unterschiedlichen Eigenschaften mittels mechanischer und chemischer Untersuchungen zu charakterisieren. Einflüsse von Kristalldefekten auf die Bearbeitungseigenschaften sollen so festgestellt werden. Es soll weiterhin untersucht werden, ob sich eine thermische Behandlung positiv auf die Bearbeitung auswirkt. Die chronologische Abfolge wird in einer selbst erstellten Versuchsmatrix dargestellt. Es konnten Prozessparameter (z.B. Länge des Polierprozesses) ermittelt werden, die einen Einfluss auf die Güte der Kristalloberfläche haben. Neben den durchgeführten Versuchen gibt diese Arbeit auch einen Ausblick für zukünftige Untersuchungen, welche für die momentan entstehende BaF2-Bearbeitungsstrecke ebenso von Interesse sein könnten und im Rahmen der Abschlussarbeit nicht durchgeführt werden konnten.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/832618608weike.txt
Abendroth, Florian
Drapierfähigkeit faserverstärkter Kunststoffe. - 187 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Faserverstärkte Kunststoffe stellen einen wichtigen Verbundwerkstoff für den automobilen Leichtbau dar. Die Hauptvorteile gegenüber metallischen Leichtbauwerkstoffen sind die hohen spezifischen Festigkeiten und Steifigkeiten bei einer wesentlich geringeren Dichte. Die Eigenschaften der Faserverbunde lassen sich dabei maßgeblich über die Auswahl der Verstärkungsfaser, der Faserlänge, des Faseranteils, der Faserausrichtung sowie des gewählten Matrixsystems beeinflussen. Daher können die mechanischen Eigenschaften der faserverstärkten Kunststoffe sehr gut für den konkreten Belastungsfall ausgelegt werden. Für die Herstellung der Leichtbaustrukturen werden bevorzugt endlosfaserverstärkte Gewebe in Form von imprägnierten Kohlenstofffaserhalbzeugen, sogenannten Prepregs, verwendet. Bei der Drapierung der Gewebe auf die Form des herzustellenden Bauteils bilden sich Scherwinkel innerhalb der Gewebe, die eine Verschiebung der Faserlagen zur Folge haben. Besonders bei dreidimensionalen Geometrien können durch unterschiedliche Radien sehr große Scherwinkel entstehen, die zu einer Faltenbildung im Gewebe führen. Dadurch kommt es zu einer Dickenänderung des Gewebes sowie der Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften. Im Zweifelsfalle können die entsprechenden Bauteile keiner Verwendung zugeführt werden, da sie den mechanischen Ansprüchen nicht genügen. Um diesem erhöhten Ausschuss entgegen zu wirken wird der Darpiervorgang über Software Programme wie FiberSIM zunächst simuliert. Es zeigen sich große Unterschiede zwischen den simulierten und dem real erhaltenen Ergebnissen, da die genaue Kenntnis über das Drapierverhalten der verwendeten Gewebe fehlt. Aus diesem Grund wurde im Rahmen dieser Arbeit das Scherverhalten zweier endlosfaserverstärkter Kohlenstoffprepregs bei der ZF Friedrichshafen AG untersucht. Die Untersuchungen für diese Arbeit wurden über den picture frame test (PFT) mit einem neuartigen Scherrahmen der ZF Friedrichshafen AG durchgeführt. Im Gegensatz zu anderen Scherrahmen besteht bei diesem die Möglichkeit die Drehpunkte des Rahmens variabel zu verschieben, wodurch ein Einfluss auf das Scherverhalten der Proben erwartet wurde. Neben der Berechnung des Scherwinkels aus den Messdaten der verwendeten Zugprüfmaschine erfolgte ebenso die berührungslose Bestimmung des Scherwinkels durch das optische Dehnungsmesssystem ARAMIS. Mit Hilfe der Versuchsergebnisse konnte damit ein Vergleich beider Systeme vorgenommen werden, wobei sich eine gute Übereinstimmung zeigte. Neben der Inbetriebnahme und Optimierung des Scherrahmens konnte durch die umfangreichen Versuche mit Unterstützung des ARAMIS-Systems festgestellt werden, dass die beiden untersuchten Prepregmaterialen ein signifikant anderes Scherverhalten aufzeigten als erwartet wurde. Außerdem konnte gezeigt werden, dass die Drehpunkte einen wesentlichen Einfluss auf das Scherverhalten der Proben haben. Dies ist an Hand der aufgestellten Kraft-Weg-Scherwinkel-Korrelationen deutlich zu erkennen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/832537713abend.txt
Oltmanns, Peter
CNT-verstärkter Aluminiumschaum: Herstellverfahren, Eigenschaftsermittlung und Analyse. - 80 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Leichtbau findet in vielen Bereichen des Maschinenbaus immer mehr Anwendungsgebiete. Metallschäume bieten mit ihren Eigenschaften, geringe Dichte und Energieabsorptionsvermögen hervorragende Voraussetzungen um Anwendungen in der Leichtbaukonstruktion zu finden. Ziel dieser Arbeit ist es, CNT verstärkte Aluminiumschäume herzustellen. Das Kombinieren der bereits guten Eigenschaften von Metallschäumen und Kohlenstoffnanoröhren soll weiter die Eigenschaften verbessern und neue Eigenschaften hervorbringen. Für die Herstellung der Schäume wird das Pulvermetallurgische Verfahren verwendet. Dabei werden die Pulver in einer Kugelmühle über verschiedene Mahldauern gemahlen. Zur Untersuchung der Pulverproben wurden diese anschließend metallographisch untersucht und miteinander verglichen. Das gemahlene Pulver wird zu einem Pressling zusammengepresst. Diese Presslinge werden auf Risse, Partikelzusammensetzung und Partikelform untersucht um Abhängigkeiten auf die Schäumbarkeit zu ermitteln. Aussagen zum Gefüge, Porenstruktur und Expansionsgrad der Aluminiumschäume werden getroffen. Außerdem wird die Verteilung der CNT im Schaum untersucht. Die Ergebnisse werden miteinander verglichen um tendenzielle Effekte aufzuzeigen. Am Ende der Arbeit wird eine Zusammenfassung über die verschiedenen Parameter und ihre Effekte auf den Aluminiumschaum gegeben.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/832357510oltma.txt
Schulze, Lisa
Oberflächen- und Grenzflächencharakterisierung der chemisch Palladium bekeimten HTCC-Keramiken zur autokatalytischen Vernickelung. - 89 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

Im Rahmen dieser Arbeit wurden HTCC-Multilagenkeramiken, die mit einer Wolfram- oder Wolfram/Molybdänpaste bedruckt sind, mit Palladium bekeimt und anschließend mit einer haftfesten Nickel-Bor-Legierungsschicht beschichtet. Der Schwerpunkt lag dabei auf der Oberflächen- und Grenzflächencharakterisierung des Schichtsystems und speziell auf der Palladiumbekeimung. Hierfür wurden umfangreiche Versuche durchgeführt, um den Bekeimungsprozess zu optimieren und dementsprechend eine fehlerfreie, haftfeste und gleichmäßige Nickel-Bor-Abscheidung zu gewährleisten. Die Bewertung der Untersuchungen erfolgte auf der Basis von Schichtdickenuntersuchungen, Lichtmikroskopaufnahmen, zweidimensionalen Rauheitsmessungen und Tape- und Tempertests. Zudem wurden mittels Rasterkraftmikroskopie und energiedispersive Röntgenspektroskopie die Entstehung und das Wachstum der Palladiumkeimschicht untersucht. Weiterhin wurde mit Hilfe von 3D-Oberflächenmessungen nachgewiesen, inwiefern die eingesetzten Vorbehandlungen eine Auswirkung auf die Rauheit der bedruckten Keramiken ausüben und die Haftung des Schichtverbundes beeinflussen. Ebenfalls wurde die Auswirkung einer unterschiedlichen Wärmebehandlung auf Härte, Schichtstruktur und Haftung der Nickel-Bor-Schichten analysiert. Hierfür wurden Röntgendiffraktometrie-Messungen und instrumentierte Eindringprüfungen vorgenommen. Mögliche Diffusionsvorgänge innerhalb der Grenzflächenschicht (Metallisierungspaste / Palladiumkeimschicht / Nickel-Bor-Schicht) wurden durch Rasterelektronenmikroskopie bewertet.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/829737871schul.txt
Ziegler, Anne
Machbarkeitsstudie zur makroskopischen Strukturierung von porösen Vycor-Gläsern mittels Schablonendruck. - 157 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2015

In der vorliegenden Arbeit wird die Möglichkeit einer makroskopischen Strukturierung von porösen Vycor-Gläsern mittels des Schablonendruckverfahrens überprüft. Die durchgeführten Versuche umfassen die Herstellung von Druckpasten, deren funktionelle Partikel aus Natriumborosilicatglas bestehen. Zur Ermittlung geeigneter Pastenkomponenten werden zwei verschiedene Bindemittel getestet und die Glaspartikel sowohl entmischbar, als auch porös verarbeitet. Letztlich erfolgt noch die Variation der Zusammensetzung des Pastenvehikels aus organischem Bindemittel und Lösungsmittel. Alle hergestellten Pasten werden bezüglich ihres Benetzungsverhaltens und ihrer Fließfähigkeit untersucht. Anhand der Untersuchungsergebnisse werden Pasten für Druckversuche ausgewählt. Für die Druckversuche wird ein Schablonenlayout entworfen, dass Aussagen über Druckbarkeit verschiedener Geometrien ermöglicht. Im Druck werden verschiedene Pasten getestet und die maschinellen Parameter des Siebdruckgerätes systemtisch verändert. Die Druckbilder werden auf Gleichmäßigkeit der bedruckten Fläche, Kantenschärfe der einzelnen Elemente und Auflösungsvermögen von linearen und runden Strukturen untersucht. Dies dient der Auswahl einer der Druckpaste mit den besten Eigenschaften für den Einsatz im Schablonendruck und geeigneter Druckparameter für deren Verarbeitung. Schließlich werden die Druckbilder verarbeitet. In diesem Versuchsteil steht die Ermittlung der optimalen Temperatur und Dauer für die Wärmebehandlung der gedruckten Elemente im Mittelpunkt, um stabile gesinterte Glasgefüge herzustellen. Die Temperatur als auch die Dauer der thermischen Verarbeitung werden variiert. Die Ergebnisse werden mikroskopisch analysiert und anschließend geeignete Parameter empfohlen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/829065253ziegl.txt
Ludwig, Paul
Entwicklung und Bewertung alternativer Vorformoperationen für das Schmieden von Radträgern aus Aluminiumknetlegierungen mittels FEM-Simulation. - 94 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

Die Prozesskette des Gesenkschmiedens wird ganz wesentlich durch die Stadienfolge bestimmt, in welcher die Art und Anzahl der notwendigen Umformschritte festgelegt wird. Die Annäherung der Ausgangsform an die Endform durch die Massevorverteilung ist gerade bei komplex geformten Bauteilen, wie dem Radträger, von großer Bedeutung. Die dazu erforderlichen Vorformoperationen haben einen entscheidenden Einfluss auf die Bauteilqualität, den Gratanteil, den Gesenkverschleiß, den Materialeinsatz und somit auf die Wirtschaftlichkeit des Fertigungsprozesses. Im Rahmen dieser Masterarbeit werden für das Gesenkschmieden von Radträgern aus Aluminiumknetlegierungen alternative Vorformoperationen für die Hirschvogel Aluminium GmbH entwickelt und deren Umsetzbarkeit in die Praxis bewertet. Dazu werden Masseverteilungsanalysen durchgeführt und die einzelnen Umformschritte mithilfe von FEM-Simulationen untersucht.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/828737665ludwi.txt
Peter, Willy
Untersuchungen zum Nitrieren von Kurbelwellen. - 93 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Diese Arbeit ist in erster Linie eine Abhandlung über das Nitrieren und Nitrocarburieren von hochbeanspruchten Kurbelwellen. Es wurden verschiedene Versuchschargen an einem BMW-internen Gas-Nitrocarburierofen gefahren und ausgewertet, um möglichst zeichnungsgerechte Resultate einzustellen. Dabei erwies es sich als äußerst schwierig, den porösen Randbereich so gering zu halten, dass er im nachgeschalteten Fein-Schleifprozess restlos entfernt werden kann. Besonders kritisch waren dabei Porenzeilen bzw. -ketten anzusehen, welche teilweise in Tiefen vordringen, welche ca. 90 % der Gesamtverbindungsschichtdicke entsprechen. Die geforderte Mindestschichtdicke von 15 [my]m (nach dem Fein-Schleifen) in Kombination mit der eingestellten Behandlungstemperatur von 585 &ring;C, der sehr kurzen Behandlungszeit von 220 min und der Vorgabe nach restloser Poren-Entfernung war durch die Einstellung der Begasung allein nicht zu gewährleisten. Des Weiteren wurde die Prozesssicherheit dieser Anlage hinsichtlich der Temperaturverteilungen und -abweichungen mit den daraus resultierenden Nitrierergebnissen dargestellt. Es zeigten sich trotz relativ geringer Temperaturabweichungen innerhalb der Heizkammer deutliche Schichtdicken-, Porenanteil- und Nitrierhärtetiefen-Unterschiede. Mit abnehmenden Begasungsmengen bzw. -raten verstärkten sich diese Unterschiede innerhalb einer Charge deutlich, sodass davon auszugehen ist, dass neben der Temperaturverteilung auch die Gasverteilung im Ofen relevanten Schwankungen unterliegen muss. Aufgrund der großen Verbindungsschichtdicken mit nicht unerheblichen Porenanteil lag die Überlegung nahe, die Kurbelwellen hinsichtlich Ihres Verschleißes im Betrieb zu untersuchen. Im Vordergrund stand die Frage, ob der Porensaum mitsamt tiefer liegenden Porenketten im Betrieb tatsächlich zu Ausbrüchen und somit zu Schäden und Folgeschäden führt. Dazu wurden Kurbelwellen des werkseigenen Motorenprüfstands nach ca. 22-stündigen Motorenaudits an den Lagerflächen der Haupt- und Hublager sowie der beiden Verzahnungen untersucht. Die Zahnflanken von Starterfreilauf- sowie Primärritzel zeigen nach dem Motorenaudit oberflächliche Abplatzungen und teilweise starke Glättungen der fertigungsbedingten Hohlriefen. An den Bereichen der stärksten Glättung kommt es zu den erwähnten Ausbrüchen, was auf starke partielle Belastungen schließen lässt. Diese Abplatzungen verlaufen dabei in ihrer Gesamtheit stets parallel zu den Hohnriefen. An den Lagerflächen kommt es dagegen zu einer Vielzahl von Verschleiß- und Schädigungsspuren. Es zeigten sich Spuren von Kavitationsschäden auf den Laufflächen, Sprödbrüche an den Fasen der Ölbohrungen sowie eine Vielzahl von Querrissen (senkrecht zur Laufrichtung). Die Sprödbrüche an den Ölbohrungen sind linsenförmig und ca. 100 - 200 [my]m lang. Zum Teil entstehen diese bereits beim Finishen bzw. Feinschleifen. Die Kavitationsschäden weisen nach dem Audit Längen bis zu 300 [my]m auf und finden sich vor allem an den dynamischer belasteten Hublagern. Das interessanteste Verschleißbild ist jedoch das Risswachstum senkrecht zur Laufrichtung der Lager. Diese Risse verlaufen stets parallel zueinander und sind über den kompletten Lagerumfang sowie dessen Breite vorzufinden. Sie weisen lediglich eine Länge von ca. 50 [my]m auf. Kritisch ist jedoch die große Anzahl der Risse und deren Verteilung über alle Lager und deren gesamte Fläche. Aufgrund der deutlichen Verschleißspuren der Verbindungsschichten und dem fertigungstechnisch hohen Aufwand des in der Serie betriebenen Gas-Nitrocarburierens wurde weiterhin das Plasmanitrieren als Alternative beleuchtet. Als Nachteile des Serienprozesses sind die hohen Begasungsmengen, der geringe Chargennutzraum sowie die vor- und nachgeschalteten Arbeitsschritte mit entsprechenden Anlagen und Betriebskosten anzusehen. Vor allem der große Durchsatz an Ammoniak von drei m 3 pro Stunde und Anlage zieht Umwelt- und Gesundheitsauflagen sowie erhöhte Kosten mit sich. Es wurden zwei Kurbelwellen und mehrere Proben bei der Firma Eltropuls im Plasma nitriert. Dabei lag das Hauptaugenmerk gegensätzlich zur Zeichnungsvorgabe auf sehr dünnen Verbindungsschichten von ca. 5 [my]m. Die Nitrierhärtetiefe sollte sich in etwa mittig der Toleranzen befinden und wurde auf 0,3 mm vereinbart. Um den Prozess wirtschaftlich interessant zu gestalten, wurde angestrebt, keine weitere Nachbehandlung nach dem Nitrieren durchzuführen. Das bedeutet den kompletten Entfall des Finishens. Da es zu diesem Zeitpunkt innerhalb der Fertigung keine Möglichkeit gab, die Lagerdurchmesser vor dem Nitrieren 8 - 10 [my]m (entspricht Finishabtrag) kleiner zu gestalten, wurde die Versuchskurbelwelle vor dem Nitrieren gefinisht. Somit wurde sichergestellt, dass die Lagerdurchmesser nicht oberhalb der Toleranzen liegen und somit die Lagerspiele zu klein ausfallen. Die Kurbelwelle wurde in einem ansonsten unveränderten K46 Serienmotor verbaut und einem 22-stündigen Auditlauf mit vorgeschaltetem sechs-stündigen Einlaufprogramm unterzogen. Der Prüfstandslauf verlief in jeder Hinsicht unauffällig. Leistung, Drehmoment, Akustik und Partikelbelastung im Motoröl waren mit der Serie vergleichbar. Des Weiteren ergab die Untersuchung der Kurbelwelle keine Anzeichen für Sprödbrüche oder Rissbildung. Bereits mit bloßem Auge war der Traganteil eines jeden Lagers sichtbar, da diese konstruktiv ballig ausgelegt sind. Dies ist durch den verstärkten Abrieb der Oxidschicht als Einlaufschicht zu erklären. Bei den Verzahnungen zeigte sich jedoch ein deutlicher Abfall der Nitrierhärtetiefe von 0,3 mm an der Zahnspitze auf 0,09 mm im Zahngrund. Das Plasma konnte also nicht im vollen Maße in den Spalt zweier Zähne eindringen. Allerdings war kein Verzug der Verzahnung messbar, sodass die nur schwache Randaufhärtung im Zahngrund offensichtlich ausreichend war. Schliffe in Längs- und Querrichtung verschiedener Lager zeigten keinerlei Verbindungsschichtausbrüche oder Abplatzungen. Die Oxidschicht wirkte teilweise sehr unregelmäßig abgetragen. Neben dem mechanischen Abrieb ist ein Herausreißen durch Kavitation denkbar. Unter dem Rasterelektronenmikroskop wird deutlich, dass sich stark beanspruchte Bereiche der Oxidschicht stark geglättet haben, bevor sie abgetragen wurden. Messungen der Lagerrauigkeiten bestätigten eine leichte Glättung der gelaufenen Kurbelwelle im Vergleich zur selben Kurbelwelle vor dem Audit.


Wenck, Matthias
Entwicklung und Konstruktion eines Zuführbodens aus Kunststoff für eine selbstfahrende Erntemaschine. - 86 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Die stetig steigende Komplexität von modernen Erntemaschinen verursacht zunehmende Gewichte der Fahrzeuge. Strenge Richtlinien des Gesetzgebers sowie die Schädigung der Bodenstruktur durch hohe Radlasten machen eine Verringerung der Masse der Landmaschinen erforderlich. Ziel dieser Bachelorarbeit ist es, das Gewicht eines Zuführbodens einer Erntemaschine durch konsequente Anwendung der vier Leichtbauprinzipien (Struktur, Konstruktion, Werkstoff, Herstellung) zu senken. Die Anpassungskonstruktion hat das primäre Ziel, eine Gewichtsreduktion von 20 %, bei unveränderter Steifigkeit und Wirtschaftlichkeit, zum Serienbauteil zu erreichen. Die Anforderungen an die Konstruktion werden zunächst mittels einer "Ist-Analyse" der Referenzbaugruppe ermittelt. Die Schwachstellen der gegenwärtigen Konstruktion werden anhand der Schwingformen der Resonanzfrequenzen bestimmt. Die Schwingformen werden mit einer Modalanalyse rechnerisch bestimmt, welche anschließend experimentell verifiziert wird. Verschiedene Leichtbaukonzepte werden, aufbauend auf der vorherigen Analyse, erstellt und Kriterienbasiert bewertet. Das Konzept mit der besten Bewertung wird detailliert ausgearbeitet und als Demonstrator hergestellt. Den Resonanzfall, der durch die Hauptbeanspruchung, eine homogene Schwingung, auftreten kann, gilt es auszuschließen. Der Demonstrator wird daher abschließend auf seine Schwingungseigenschaften (Eigenfrequenz, Schwingungsamplitude, usw.) untersucht.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/827776772wenck.txt
Lerch, Kristin
Analyse und Optimierung des Restschmutzeintrages durch den Einfluss von Reiblamellen in eine Doppelkupplung. - 93 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

Nasslaufende Doppelkupplungssysteme finden in der Automobilbranche zunehmend Anwendung. Im Zuge der immer höher werdenden Leistungsdichte steigen ebenfalls die Anforderungen an den Komfort sowie die Schaltdynamik. Um ein gleichmäßiges Anfahrverhalten realisieren zu können, müssen alle Komponenten einer Lamellenkupplung einem hohen Qualitätsstandard entsprechen. Eine Ursache für die Minderung des Fahrkomforts ist auf das Bauteil Reiblamelle zurückzuführen. Durch einen erhöhten Restschmutzeintrag in Folge der spezifischen Fertigung, treten Messfehler bei der automatisierten Montage auf. Daraus resultierten Ungleichförmigkeiten bei der Momentenübertragung. Die vorliegende Masterarbeit liefert ein Reinigungskonzept zur Reduzierung des Restschmutzeintrages durch den Papierreibbelag einer Reiblamelle in eine Doppelkupplung. Zur Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt eine Prozesskettenanalyse. Auf der Grundlage von definierten Voruntersuchungen werden in diesem Zusammenhang die zu untersuchenden Prozessschritte festgelegt. Mit Hilfe eines Ishikawa-Diagramms werden davon ausgehend die Haupteinflussgrößen ermittelt. Für alle Versuchsteile der durchgeführten Untersuchungen wird durch eine definierte Analysemethode der Restschmutzgehalt bestimmt. Durch die dabei erlangten Ergebnisse wird die Ursache für den erhöhten Restschmutzgehalt identifiziert. Aufbauend auf dem Ist-Zustand wird ein Soll-Zustand definiert. Die Hauptanforderung entspricht dabei der Verbesserung der technischen Sauberkeit zur Einhaltung der Restschmutzspezifikation der Reiblamelle. Für die Umsetzung dieser Forderung werden Reinigungskonzepte entwickelt. Mit Hilfe einer experimentellen Versuchsreihe werden die unterschiedlichen Konzepte analysiert und bewertet. Dabei erfolgt eine Gegenüberstellung der Konzepte durch eine visuelle Beurteilung und eine Analyse bezüglich des Restschmutzes. Ausgehend von der Konzeptbewertung und mit Hilfe einer Nutzwertanalyse wird ein Reinigungskonzept ausgewählt. Abschließend wird die Umsetzbarkeit des Konzeptes geprüft sowie Aussagen über Ausblick und Folgerung getroffen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/827719027lerch.txt
Dömling, Ferdinand
Herstellung und Untersuchung der Eigenschaften von MAX-ähnlichen ternären (Ti,Cr)-Al-(B,C) Nanolaminaten. - 109 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Ziel dieser Arbeit war die Herstellung und Untersuchung der Eigenschaften von MAXahnlichen (Ti,Cr)-Al-(B,C) Nanolaminaten. Die Mehrschichtsysteme aus den Einzelelementen wurden mittels Magnetronsputtern auf einem Si(111)-Substrat mit SiO2-Diffusionsbarriere abgeschieden. Anschließend erfolgte das Tempern mittels Rapid Thermal Processing bei jeweils 600 &ring;C, 700 &ring;C und 900 &ring;C. Die Eigenschaften der Schichten wurden mittels energiedispersiver Röntgenspektroskopie, Augerelektronenspektroskopie und Röntgenphotoelektronenspektroskopie hinsichtlich ihrer Stöchiometrie, mittels Röntgendiffraktometrie hinsichtlich der qualitativen Phasenzusammensetzung und mittels Transmissionselektronenmikroskopie hinsichtlich der Feinstruktur untersucht. Zusätzlich wurden Härte und elektrische Leitfähigkeit der Schichten bestimmt. Für die ersten Proben wurde die Sputterrate fur Bor falsch berechnet. Hier wurden durch Kontamination eingebrachten Kohlenstoff (Cr,Ti)-Al-C MAX-Phasen synthetisiert. Im hochauflösenden Transmissionselektronenmikroskop zeigt sich typische Struktur der MAX-Phasen. Nach Neubestimmung der Sputterrate konnte exemplarisch mittels Röntgenphotoelektronenspektroskopie Bor in einer Probe nachgewiesen werden. Mittels Röntgendiffraktometrie wurde CrB2 in den Cr-Al-B Proben nachgewiesen. In den Ti-Al-B Proben konnte keine Borverbindung nachgewiesen werden. Der Nachweis eines neuen MAX-ähnlichen (Ti,Cr)-Al-B Nanolaminat wurde nicht erreicht. Soll bei zukünftigen Arbeiten eine Synthese bei noch höheren Temperaturen erprobt werden, muss man zunächst die Haftung der Schicht am Substrat verbessern. Des weiteren muss ein Eintrag von Kohlenstoff oder Stickstoff vermieden werden, um Fehlinterpretationen zu vermeiden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/827352018doeml.txt
Berlin, Werner
Im MuCell®-Verfahren hergestellte, faserverstärkte Thermoplaste: Verfahrensbeschreibung, Untersuchung an Probekörpern und Bauteilen, Ableiten von Konstruktionshinweisen für das MuCell®-Verfahren. - 144 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Die Arbeit behandelt Untersuchungen an im MuCell®-Verfahren hergestellten Bauteilen und Proben. Dabei werden vor allem mechanische Kennwerte betrachtet und deren Beeinflussung durch das Einbringen von Poren. Zur Vorhersage des Verhaltens im Kurzzeitzugversuch wird ein Modell erstellt und diskutiert. Zur Modellerstellung wird die Mikrostruktur von im MuCell®-Verfahren geschäumten Kunststoffen analysiert. Aus der Betrachtung der Art, Form und Lage der Inhomogenitäten ergeben sich mittels eines mathematischen Homogenisierungsverfahrens effektive Materialkennwerte. Diese lassen Rückschlüsse auf die Reaktion der untersuchten Proben unter Zugbelastung zu. Im Speziellen erfolgen Betrachtungen zum Elastizitätsmodul und zur Bruchfestigkeit. Als Eingangsgröße in das Modell muss die Verteilung der Dichte bzw. der Poren über den Probenquerschnitt bekannt sein. Dazu wird ein Verfahren zur Bestimmung dieses Verlaufes erläutert und bei verschiedenen relativen Dichtereduzierungen durchgeführt. Die Ergebnisse werden dokumentiert und ausgewertet. Die effektiven Materialkennwerte ergeben sich aus den dadurch bestimmten Verläufen. Mit Hilfe des Zugversuches in Anlehnung an normierte Vorgehensweisen werden reale Materialkennwerte ermittelt. Zunächst erfolgt eine Diskussion hinsichtlich der Anwendbarkeit der Normen im Zugversuch auf geschäumtes Material. Über einen Vergleich mit den Modellwerten wird die Aussagefähigkeit der berechneten Kennwerte zur Vorhersage des Materialverhaltens geprüft. Aus den im Zugversuch bestimmten Spannungs-Dehnungs-Verläufen werden Rückschlüsse über den Einfluss von Poren auf das mechanische Verhalten abgeleitet. Des Weiteren erfolgt eine Beurteilung der Energieaufnahmefähigkeit des Materials bei stoßartiger Belastung. Dazu wird eine Schlagzähigkeitsuntersuchung herangezogen. Vor allem der Einfluss des Schäumens steht dabei im Vordergrund. Die durch die Versuche erlangten und darüber hinaus aus Diskussion und Literatur gewonnenen Erkenntnisse werden im Anschluss anwendungsgerecht in Form von Konstruktionshinweisen im Umgang mit dem MuCell®-Verfahren aufbereitet.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/826754449berli.txt
Groth, Jan-Hendrik
Entwicklung, Bau und Erprobung eines Kühlrings für die Blasfolienextrusionsanlage "Blowmaster". - 163 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Die im Modellmaßstab konstruierte Blasfolienextrusionsanlage "Blowmaster" dient zur Herstellung von Folien aus Kunststoff. Weil der verwendete Kühlring keine ausreichende Kühlung gewährleistet und nur wenige Betriebspunkte angefahren werden können, wird in dieser Arbeit ein Kühlring entwickelt, der eine Kühlung ermöglicht und verschiedene Betriebspunkte erzielt. Die Auswertung des Stands der Technik, von Fachzeitschriften und Patenten führt zu einer Aufstellung von Kriterien, die bei der Konstruktion eines Kühlrings beachtet werden sollen. Die Randbedingungen des "Blowmaste" finden ebenso Berücksichtigung, wie die Untersuchung des derzeitigen Kühlrings im "Blowmaster". Mit der Aufstellung eines morphologischen Kastens werden drei Konzepte erstellt, die nach Bewertungskriterien untersucht werden. Die Machbarkeit der Konzepte wird durch ein vereinfachtes strömungsmechanisches Modell geprüft. Ein Druckluftsicherheitsfaktor wird erstellt und bewertet. Weiter wird die Geschwindigkeit bei einer 90&ring; Düse entlang des Umfangs gemessen und damit die Strömungshomogenisierung bewertet. Außerdem wird die Lagerreibung und Düsenvariabilität bewertet. Das Konzept mit der höchsten Bewertung wird umgesetzt. Das Lösungskonzept ist ein Kühlring mit austauschbaren Düsenpaaren (30&ring;, 45&ring;, 60&ring;, 90&ring;) mit Höhenverstellung und einem Verteilerkanal mit Umlenkplatten. Eine Besonderheit ist die Verwendung eines Dünnringlagers zur Ermöglichung einer Rotation des inneren Kühlringteils. Der maximale Volumenstrom, das Verhalten der Strömung an vorgegebenen Blasfoliengeometrien bei verschiedenen Düsenpaaren und die Strömungsgeschwindigkeit am Düsenaustritt einer 90&ring; Düse werden durch eine Simulation untersucht. Die Strömungsgeschwindigkeit wird mit den Konzepten verglichen. Nach dem Bau des Kühlrings wird der Kühlring erprobt. Es ergibt sich ein Aufblasverhältnis von zwei. Die Frostlinie liegt innerhalb des Kühlrings, daher kann die 2D-Simulation nicht validiert werden. Die Druckverlustrechnung und - simulation wird validiert. Es werden verschiedene stabile Betriebspunkte für die Düsenpaare festgehalten. Das Wenden der Düse erweist sich als stabilisierend. Es können Folien mit einer Stärke von 5 [my]m bis 35 [my]m erzeugt werden. Dickere Folien verhalten sich stabiler als dünne Folien. Empfehlungen zur Auslegung und Konstruktion werden gegeben.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/826226728groth.txt
Wachter, Julian
Charakterisierung der Einarbeitung von Naturfasern in Biokunststoffe. - 111 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Biokunststoffe werden wegen ihrer ungenügenden mechanischen Eigenschaften momentan nur beschränkt in der Technik eingesetzt. Die mechanischen Kennwerte von Biokunststoffen sollen durch das Einbringen von Fasern verbessert werden. Um das Prädikat "Bio" beizubehalten, werden Naturfasern verwendet. Dabei wird ein Biokunststoff und eine Naturfaser anhand verschiedener Kriterien ausgewählt und anschließend charakterisiert. Diese ausgewählten Materialien werden über den konventionellen Verfahrensweg miteinander verarbeitet. Dieser ist eine Kombination aus einer Standardaufbereitung und Spritzgießen. Es werden die erreichten mechanischen Eigenschaften der Prüfkörper gegenübergestellt. Dazu werden Zugversuche, Schlagbiegeversuche und Härtemessungen durchgeführt. Des Weiteren werden Faserlängen und -verteilungen sowie die Faser-Matrix-Haftung untersucht. Anhand eines zuvor aufgestellten Versuchsplanes werden die Verbundeigenschaften festgestellt und interpretiert um als Ergebnis Korrelationen zwischen den mechanischen Eigenschaften des Verbundwerkstoffes und den in der Verarbeitung angewandten Prozessparametern aufzustellen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/826076661wacht.txt
Gensowski, Katharina
Reduzierung der Wanddickentoleranz und Ebenheitstoleranz von motorischen Anlaufringhälften. - 151 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Motorische Anlaufringhälften sind Axiallager mit einer Umfangslänge von 180&ring;. Anwendung finden diese in Verbrennungsmotoren von Pkws und Lkws. Während des Kupplungvorgangs entstehende Axialkräfte der Kurbelwelle werden von motorischen Anlaufringhälften aufgenommen. Durch permanent steigende Ansprüche an das Automobil, beispielsweise die Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und Verminderung der CO2-Emissionen, resultieren ebenfalls steigende Anforderungen an die motorischen Anlaufringhälften. Diese steigenden Anforderungen konnten bisher über eine Überdimensionierung der Axiallager kompensiert werden. Ihre sichere Funktion war somit gewährleistet. Die Performanzgrenze von motorischen Anlaufringhälften ist erreicht. Dieser Entwicklung soll durch die Halbierung der Wanddickentoleranz und durch die Reduzierung der Ebenheitstoleranz von motorischen Anlaufringhälften entgegengewirkt werden. Wird die Ebenheitstoleranz reduziert, kann ein punktueller Verschleiß des Axiallagers verhindert werden. Es wird eine flächenhafte Beanspruchung erzielt. In dieser Arbeit wird zunächst eine umfassende IST-Analyse zu den beiden Merkmalen, Wanddicke und Ebenheit, an fünf verschiedenen Typen von motorischen Anlaufringhälften durchgeführt. Es werden verschiedene Messmethoden zur Bestimmung von Wanddicke und Ebenheit angewendet. Aus den Ergebnissen der IST-Analyse konnten Tendenzen und Systematiken bezogen auf die beiden Merkmale abgeleitet werden. Des Weiteren wird eine vollständige Prozesskettenanalyse von motorischen Anlaufringhälften durchgeführt. Ein kritisches Hinterfragen der momentan eingesetzten Messverfahren und die Durchführung der Messung bezogen auf Häufigkeit und Anzahl der Messpunkte ist ein weiterer Aspekt der Arbeit. Potentielle Einflussfaktoren, welche sich u.a. aus den Erkenntnissen der IST-Analyse und der Prozesskettenanalyse ergeben, werden in einem Ishikawa-Diagramm aufgeführt. Anschließend werden die Einflussfaktoren systematisch bewertet. Sechs Einflussfaktoren konnten aus den Einflussgrößen-/Zielgrößenmatrizen bestimmt werden, welche zu einer Minimierung der Wanddicken- und Ebenheitstoleranz beitragen. Es wird ein Screeningversuchsplan aufgestellt. Abschließend wird ein weiteres Vorgehen für die Bestimmung und Festlegung von Prozessparameter bezüglich der Reduzierung der beiden Toleranzen dargelegt.


Drößler, Marcel
Quantifizierung von Fehlstellen und deren Auswirkung auf die mechanischen Kennwerte von Faserverbunden. - 82 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Effizienter Leichtbau gewinnt nicht nur im Automobilbereich immer mehr an Bedeutung. Durch kürzere Zykluszeiten werden Faserverbundkunststoffe auch im allgemeinen Maschinen- und Anlagenbau immer gefragter. Mit Hilfe des RTM-Verfahrens lassen sich qualitativ hochwertige Bauteile herstellen. Während der Injektionsphase kann es jedoch zum Entstehen von Fehlstellen kommen, die Einfluss auf die Bauteilqualität haben. In dieser Arbeit soll der Einfluss verschiedener Fehlstellengehalte und Fehlstellentypen auf die mechanischen Eigenschaften charakterisiert werden. Dafür werden unter Variation des Injektionsdruckes unterschiedlich fehlstellenbehaftete Laminate erzeugt. Unter Verwendung der gültigen DIN Normen für faserverstärkte Kunststoffe erfolgt eine ausführliche Werkstoffprüfung mit Hilfe der thermischen Kalzinierung sowie des Zugversuchs. Nach dem Legen des Grundwissens folgt eine detaillierte Dokumentation der praktischen Durchführung. Abschließend werden die ermittelten Ergebnisse unter Betrachtung der wichtigsten Werkstoffkennwerte ausgewertet.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/824073290droes.txt
Hofmann, Felix
Eigenschaftskorrelation von Verfahrensparametern und Beadparametern für Bauteile aus Polyolefin-Partikelschäumen. - 115 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

Die Herstellung von Bauteilen aus geschlossenzelligen Polyolefin-Partikelschäumen mittels des Formteilprozesses ist von einer Vielzahl an Einflussgrößen abhängig. Fehlende Erkenntnisse über Effekte und Zusammenhänge dieser Einflussgrößen begründen einen von hohen Ausschusszahlen und uneinheitlicher Prozessführung geprägten Prozess. Aus diesem Grund beschäftigt sich das im Rahmen dieses Projektes bearbeitete Thema mit der Entwicklung eines Prozessmodells zur Herstellung von Polyolefin-Partikelschäumen. Zu diesem Zweck wird zunächst ein theoretischer Überblick über das Schäumen von Kunststoffen, sowie den Formteilprozess gegeben. Im Anschluss wurde der Formteilprozess analysiert. Dabei wurden Prozess- und Materialparameter zusammengetragen und Zielgrößen zur Charakterisierung von Formteilen aus Partikelschäumen definiert. Anhand der aus der Prozessanalyse gewonnen Erkenntnisse wurde die Linearität der Zusammenhänge zwischen den Prozess- und Materialparametern und den Zielgrößen geklärt, sowie eine Wichtung der Prozess- und Materialparameter vorgenommen. Die relevanten Prozess- und Materialparameter wurden dann mit Hilfe eines statistischen Versuchsplans auf ihre Effekte und Wechselwirkungen auf die Zielgrößen untersucht, sodass im Anschluss für jede Zielgröße ein Prozessmodell entwickelt werden konnte. Mit Hilfe dieser Prozessmodelle ist es nunmehr möglich, Zielgrößenanpassungen und Parameterprognosen vorzunehmen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/824072626hofma.txt
Felde, Eugen
Untersuchung verschiedener Speichertechnologien zum Aufbau hybrider Energiespeicher für elektrische Fahrzeuge. - 93 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

In dieser Arbeit werden anhand von elektrischen Ersatzschaltbildern mathematische Modelle für einen Doppelschichtkondensator, einen Lithium-Ionen-Kondensator sowie für Lithium-Ionen-Zellen definiert und in einer Simulationsumgebung umgesetzt. Neben einer mathematischen Definition der Energiespeicher, wird unter anderem in einer elektrischen Simulationsumgebung das Verhalten der Speicher betrachtet. Durch die Kombination von verschiedenen Speichertechnologien zu hybriden Energiespeichern ist es möglich, diese zu optimieren und den speziellen Anforderungen an Leistung und Energie gerecht zu werden. Mithilfe der erstellten Modelle werden Untersuchungen für unterschiedliche Einsatzfälle von Energiespeichern bei verschiedenen Lastprofilen, Konfigurationen sowie Topologien durchgeführt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/824068491felde.txt
Gerheim, Charlotte
Werkstoffwissenschafltiche Untersuchungen zum mechanischen Verhalten (vorrangig Bruch) von speziellen Legierungen aus dem Maschinenbau. - 147 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

Im Rahmen dieser Masterarbeit wurde das Bruchverhalten an verschiedenen Proben untersucht. Zu diesen gehörten patentiert gezogene Federstahldrähte und Schraubendruckfedern aus patentiert gezogenem und ölschlussvergütetem Federstahldraht. Die Drähte wurden dabei durch Zug- und Torsionsversuche und die Schraubendruckfedern durch Dauerschwingversuche bis zum Bruch belastet. Mittels Stereomikroskopie und Rasterelektronenmikroskopie wurden die Brüche auf ihre Bruchmerkmale untersucht und die Bruchursachen festgestellt. Vereinzelt wurden Röntgenanalyse (Röntgendiffraktogramme aufgenommen in Bragg-Brentano-Anordnung, Texturanalyse mittels Polfiguren, Eigenspannungsanalyse) oder Metallographie begleitend herangezogen. Grundsätzlich stand bei den Untersuchungen eine Erklärung der Unterschiede in den Festigkeitseigenschaften und des Bruchverhalten in Abhängigkeit einer variierenden Wärmebehandlung oder Federstahldrahtsorte im Vordergrund. Des Weiteren sollten Schraubendruckfedergruppen, die sich in dem Zeitpunkt einer Wärmebehandlung nach dem Kaltumformen zur Feder unterschieden, auf eventuell vorhandene Mikrorisse untersucht werden. In Bezug auf die patentiert gezogenen Federstahldrahte konnten deutlich erkennbare Unterschiede in Abhängigkeit einer vorangestellten Wärmebehandlung erkannt werden. Dabei wiesen Proben, die eine 10 bis 30 minütige Wärmebehandlung bei 200&ring; C erfuhren, die geringste Plastizität auf. Mit steigender Temperatur der Wärmebehandlung war allerdings wieder einer Zunahme dieser zu verzeichnen. Mit den verwendeten Untersuchungsmethoden konnten allerdings keine erklärenden Unterschiede zwischen den unterschiedlich wärmebehandelten Proben festgestellt werden. In Bezug auf die Schraubendruckfedern konnte der Längsfehlers (Ziehstruktur) am meisten beobachtetet werden. Ebenso waren zwischen den Brüchen der Schraubendruckfedern aus patentiert gezogenem und solchen aus ölschlussvergütetem Federstahldraht Unterschiede feststellbar. Nur in Bezug auf die Schraubendruckfedern aus patentiert gezogenen Federstahldrähten konnte allerdings ein deutlicher Bezug zur Wärmebehandlung festgestellt werden. Auf Grund von nicht auffindbaren Mikrorissen, konnte bei den Schraubendruckfedern kein Zusammenhang zwischen einem Auftreten von Mikrorissen und der Zeitspanne zwischen Kaltumformung und Wärmebehandlung beobachtet werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/823681181gerhe.txt
Ernst, Felix
Tribologische Untersuchungen an einem neuartigen Multilayersystem basierend auf einer Ni-Ag-Sn-Schicht auf einem Cu-Grundmaterial. - 92 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

In der Bachelorarbeit sind ein Standardzinnsystem und ein Multilayersystem hinsichtlich ihrer tribologischen und elektrischen Eigenschaften untersucht worden. Bei dem Standardzinnsystem handelte es sich um ein handelsübliches verzinntes Kupferband. Das Multilayersystem zeichnet sich durch seinen neuartigen Schichtaufbau auf. Auf dem Kupfergrundwerkstoff wurden neben einer Nickelschicht eine Silberschicht und abschließend eine Zinnschicht galvanisch abgeschieden. Die Nickelschicht fungiert dabei als Diffusions-Sperrschicht. Über einen Reow-Prozess ist anschließend eine intermetallische Phase zwischen Zinn und Silber eingestellt worden. Zum Durchrieb der Oberäche kommt es bei einer Normalkraft von 2 N erst nach ca. 200 Reibwegen. Die Zinnoberäche des Standardzinnsystems ist bereits nach ca. 65 Reibwegen nicht mehr intakt. So ist der Einuss verschiedener Belastungskollektive auf den Reibungskoefzienten deutlich geringer. Der Vorteil der harten Oberäche wird für die makrotribologischen Versuche hinsichtlich des elektrischen Widerstandes deutlich. Zwar liegt der Widerstand für kleine Reibgeschwindigkeiten leicht über dem des Standardzinnsystems, jedoch kommt es im Bereich von 50 bis 100 Reibwegen bei dem Standardzinnsystem für hohe Geschwindigkeiten zu einem starken Anstieg des Widerstandes auf über 200 mOhm. Das Standardzinnsystem neigt des Weiteren zu einem adhäsiven Verschleiß. So lagern sich an der Kalotte parallel zur Reibspur zu beiden Seiten Zinnpartikel an. Die Robustheit gegenüber Schwankungen des elektrischen Widerstandes sind auch für die mikrotribologischen Untersuchungen zu erkennen. Die Schadgasprüfung unterstreicht die gute Performance des Multilayersystems. So ist der Kontaktwiderstand deutlich niedriger nach einer 21-tägigen Auslagerung im Schadgas. Vergleicht man die Oberächenstrukturen der beiden Systeme, so ist die raue Oberäche des Multilayersystem zu beachten. Diese ist eine Folge des Reow-Prozesses. Die Oberäche des Standardzinnsystems weist nach der Prägung deutliche Falten auf. Grade im Hinblick auf die Fertigung realer Kontakte, besteht dabei die Gefahr, dass die Zinnoberäche aufreißt. Insgesamt zeigen die Untersuchungen jedoch, dass die durch eine Reow-Behandlung eingestellte Ni-Ag-Sn-Phase des Multilayersystem im Vergleich zum Standardzinnsystem eine deutlich bessere mechanische und elektrische Performance aufweist.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/823271544ernst.txt
Seller, Fabian
Wechselwirkung von Trennmitteln, Puffern und Komplexbildnern mit Glasoberflächen. - 56 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2015

Auf Glasoberflächen gibt es verschiedene Arten von Korrosionserscheinungen (Beulen, Löcher, Kristallitbildung, Präzipitate auf und in der Glasoberfläche, Diffusionshöfe). Auch unterliegt die Korrosion vielen Einflüssen. Beispielsweise ist sie abhängig von der Temperatur, der relativen Luftfeuchte, aufgetragenen Trennmitteln und den Lagerbedingungen (Druck und Luftzirkulation). In dieser Arbeit wurden die verschiedenen Korrosionserscheinungen untersucht um Erkenntnisse über ihre Entstehung und die Abhängigkeiten zu gewinnen. Verschiedene Grundaussagen über die Glaskorrosion von gelagertem Floatglas können nach dieser Arbeit getroffen werden: - verstärkte Korrosion durch Zusammenschließen der Einflusszonen um agglomerierte PMMA Teilchen; - je höher die Konzentration an korrosionshemmenden Säuren im Trennmittel, desto besser der Korrosionsschutz, aber zeitlich begrenzte Wirkung; - ein Großteil der Präzipitate lassen sich durch Waschen der Proben auf der Oberfläche entfernen, Präzipitate in der Gelschicht nicht; - Bildung von Diffusionshöfen um PMMA Teilchen, die sich nicht durch Waschen entfernen lassen; - druckbelastete PMMA Teilchen hinterlassen irreversible Eindrücke in der Gelschicht. Selbst mit korrosionshemmenden Stoffen in den verschiedenen Trennmitteln lässt sich die Veränderung auf der Glasoberfläche nicht verhindern. Die Diffusions- und Gelschicht auf der Glasoberfläche sind wie eine Art lebendige Haut, die es gilt zu schützen. Welches Mittel benutzt wird, ist abhängig von der Dauer der Lagerung der Glasscheiben. Jedoch bietet selbst bei kurzer Lagerung das Trennmittel mit einem hohen Säureanteil den besten Schutz. In dieser Arbeit war es AC Separol 6494 mit 50 gew. % Adipinsäure, das von der Chemetall GmbH bereit gestellt wurde. Bei vielen der gezeigten Phänomene auf der Glasoberfläche laufen bestimmte Mechanismen ab. Einige Modelle wurden gezeigt, um diese zu beschreiben. Jedoch ist stark davon auszugehen, dass es noch weitere ungeklärte Mechanismen gibt. Um diese zu beschreiben, muss weiter geforscht werden. Auch wird es nötig sein die Kristallite nachweislich zu quantifizieren mit auch bisher noch nicht angewendeten Messmethoden. Die Schwierigkeit hierbei sind die geringen Mengen an Kristalliten bzw. Präzipitaten, die auf der Oberfläche wachsen und entstehen. Weiterhin sollten Versuche mit anderen Trennmitteln durchgeführt werden (gibt es Unterschiede bei Verwendung unterschiedlicher Polymerstoffe, Höfe um das PMMA Teilchen). Auch ist es möglich die Druckkräfte bei den Versuchen zu variieren. Wie stark ist die Korrosion auf der Glasoberfläche abhängig bei unterschiedlichen Kräften. Wichtig ist es, die Mechanismen der Glaskorrosion zu identifizieren und zu verstehen und dafür sind weitere Experimente und Analysen von Nöten.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/822167107selle.txt
Rösch, Michael Jörg
Poröses Silizium als Anode für Lithium-Ionen-Batterien - Herstellung und Charakterisierung von gedruckten Batteriezellen. - 120 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

Neben der Energiegewinnung spielt die elektrische Energiespeicherung im Zuge des Ausbaus des Anteils Erneuerbarer Energien für die Stromversorgung in Deutschland und der sich entwickelnden Elektromobilität eine tragende Rolle. Für beide Anwendungen sind elektrochemische Speicher aufgrund ihrer vergleichsweise hohen Kompaktheit, Flexibilität und Leistungsfähigkeit besonders gut geeignet. Die Lithium-Ionen-Batterie ist ein Vertreter im Bereich elektrochemischer Energiespeicher, der diese Anforderungen besonders gut erfüllt. Durch den Einsatz und die Entwicklung kostengünstiger und effizienter Elektrodenmaterialien sowie einer großtechnischen Herstellungsweise kann dieses Speicherkonzept zukünftig eine entscheidende Rolle in der Entwicklung von Speichersystemen spielen. Zur Weiterentwicklung der Lithium-Ionen-Batterie soll in dieser Arbeit Silizium als aktives Elektrodenmaterial mit einer bis um den Faktor 11 höheren Speicherfähigkeit im Vergleich zum derzeit verwendeten kohlenstoffbasierten Material eingesetzt und untersucht werden. Die nachfolgende Masterarbeit ist in zwei Versuchsteile gegliedert. Im ersten Versuchsteil liegt der Schwerpunkt zunächst auf der Charakterisierung des eingesetzten Silizium-Rohmaterials. Darauf folgen die Verarbeitung des Materials sowie die Entwicklung von Elektrodenpasten bestehend aus Graphit (als Referenz) und Silizium. Hierbei wird das Silizium Rohmaterial mit ausgewählten Bindemitteln vermischt und dahingehend optimiert, dass eine großflächige Beschichtung mittels Rakelverfahren möglich wird. Für die Herstellung der Pastensysteme werden verschiedene Bindemittel verwendet. In einem zweiten Versuchsteil erfolgt letztlich die Evaluation der Beschichtungsergebnisse in Verbindung mit der elektrischen Charakterisierung der prozessierten Elektroden. Hierzu werden die hergestellten Elektroden in Testzellen verbaut und zykliert. Dabei werden die Fertigungsschritte des Zellbaus sowie das Vorgehen bei der Zyklierung im Einzelnen vorgestellt. Abschließend werden die erzielten Ergebnisse vergleichend diskutiert und ein Ausblick für zukünftige Forschungsarbeiten gegeben. Als Resultat der Elektrodenherstellung und der angestellten Optimierungsmaßnahmen können Graphit-Elektroden mit Kapazitäten von 338 mAh/g (1. Zyklus) bzw. 232 mAh/g (nach 40. Zyklen) mit einem energetischen Wirkungsgrad von bis zu [eta]_Wh= 96,1 % sowie mit einer Coulomb-Effizienz von bis zu [eta]_Ah= 99,8 % erzielt werden. Darüber hinaus erreichen die entwickelten Silizium-Elektroden nutzbare Kapazitäten von bis zu 1965 mAh/g bei einem energetischen Wirkungsgrad von [eta]_Wh= 88,78 % und einer Coulomb-Effizienz von [eta]_Ah= 90,3 %.


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Mißberger, Maximilian
Konstruktion und Auslegung einer FVK-LKW-Wohnkabine. - 99 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Die vorliegende Bachelorarbeit hat die Zielstellung eine FVK-LKW-Wohnkabine mit direkter Anbindung an den LKW zu konstruieren und auszulegen. Hierfür wurde im Rahmen der Literaturrecherche zunächst ein Überblick über die Faserverbundkunststoffe erarbeitet. Dabei stand sowohl die werkstoffseitige Betrachtung der einzelnen Komponenten, Fasern und Matrix in Augenmerk, als auch die möglichen konstruktiven Umsetzungen einer Faserverbundstruktur. Weiterhin wurden bestehende Aufbaukonzepte von Wohnmobilen und Expeditionsfahrzeugen untersucht und in Bezug auf wichtige Anforderungen wie Festigkeit, Gewicht und thermische Isolation analysiert. Des Weiteren wurden die Anbindungsmöglichkeiten zwischen dem Aufbau und dem Lkw recherchiert. Nachdem sich ein Überblick über die Faserverbundwerkstoffe, Aufbaukonzepte und Anbindungsmöglichkeiten verschafft wurden ist, sollte sich dem vorhanden Trägerfahrzeug, ein Mercedes-Benz 1117A, zugewandt werden. Hierfür erfolgte ein Besichtigungstermin in Heidelberg, bei dem das Fahrzeug vermessen und ein Verschränkungstest durchgeführt wurden sind. Gleichzeitig wurde dieser Termin dafür genutzt, mit dem Besitzer des Fahrzeuges, die von Ihm gestellten Anforderungen an den Aufbau, zu dokumentieren. Die Anforderungen umfassen sowohl Abmessungen, Einsatzbedingungen als auch Gestaltungswünsche. Die erhaltenen Informationen wurden schließlich in der Form eines Lastenheftes niedergeschrieben. Hinzu kamen noch Anforderungen aus den Aufbaurichtlinien des LKW-Herstellers und aus den FVK-Konstruktionsrichtlinien. Nachfolgend wurden, unter Berücksichtigung der gewonnenen Ergebnisse aus der Literaturrecherche, Konzepte für die Bodengruppe inklusive Anbindung an das Fahrzeug als auch Konzepte für die Kabinenstruktur entwickelt. Hierbei flossen die Aufbaurichtlinien und FVK-Konstruktionsrichtlinien mit ein. Um eine Auswahl treffen zu können, wurden die einzelnen Konzepte mittels eine Bewertungstabelle, beurteilet. Für die Anbindung stellte sich ein Kombination aus zwei bestehenden Konzepten als herausragend dar. Hierbei ist der Aufbau einmal durch feste Schraubverbindungen mit dem Fahrgestellrahmen verbunden, des Weiteren sind elastische Lagerungen zwischen Aufbau und Lkw vorhanden, welche den Einsatz im unbefestigten Geläuf ermöglicht. Für die Fahrten auf ausgebauten Straßen, kann die elastische Lagerung mittels einer Verriegelung als starre Verbindung ausgeführt werden. Um den Anforderungen hinsichtlich Festigkeit, Gewicht und thermischer Isolation Rechnung zu tragen, sollte die Kabine mittel Faserverbundkunststoffen gefertigt werden. Eine Konstruktion in Sandwichbauweise erwies sich als beste Möglichkeit. Die ausgewählten Konzepte wurden anschließend in der Konstruktion umgesetzt. Dabei wird die eigentliche Kabinenstruktur aus einzelne Sandwichplatten zusammengesetzt. Innerhalb der Konstruktionsphase wurden die bestehenden Anforderungen und Wünsche, falls diese technisch und wirtschaftlich umsetzbar waren, einbezogen. Es entstanden FVK-Sandwichplatten, welche aus GVK-Deckschichten und einem PUR-Hartschaum-Kern bestehen. Durch Klebung miteinander werden die Platten zur Kabine gefügt werden. Nach Fertigstellung des CAD-Modells wurde deren Festigkeit mittels einer FEM-Analyse geprüft. Die dafür notwendigen Randbedingungen wurden durch das erstellte Lastenheft vorgegeben. Eine Vorbetrachtung des Fahrgestellrahmens wurde durchgeführt, weil die aus dem durchgeführten Verschränkungstest gewonnenen Ergebnisse nicht für die Simulation verwertet werden könnten. Es wurden verschiedene Lastfälle durchgeführt. Diese unterschieden sich in den Punkten Betrag der einwirkenden Kraft, Krafteinleitungspunkte sowie in der Anzahl der angreifenden Kräfte. Dabei zeigte sich, dass eine Kraft von 120.000 N, diese entspricht der Kraft, welche die zweimalige maximale Zuladungsmasse als Gewichtskraft einbringen würde, für ausreichend betrachtet werden kann. Anschließend wurden erste Simulationen an der Kabine durchgeführt. Die angreifende Kraft wurde von den Vorbetrachtungen übernommen auch der Krafteinleitungspunkt wurde dementsprechend ausgewählt. Die aufgestellten Randbedingungen wurden berücksichtigt. Es ist eine FVK-LKW-Wohnkabine nach den Bedürfnissen des Nutzers entstanden, welche ohne den Einsatz eines Stahlzwischenrahmens an den LKW angebaut werden kann. Die Festigkeit ist nachgewiesen wurden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/821752715missb.txt
Stürzel, Thomas
Einfluss der Variation von Silizium und Übergangsmetallen auf Gießbarkeit und mechanische Eigenschaften von Aluminium-Druckgusslegierungen. - 138 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

Im Rahmen dieser Masterarbeit wird der Einfluss von Si, Mn, Ti, Mo, Zr und Cr auf Gießbarkeit und mechanische Eigenschaften von AlSi-Druckgusslegierungen im Gusszustand analysiert. Neben thermodynamischen Simulationen mit JMatPro® und PANDAT® werden Zug- und Plättchen-Biegeversuche, Makro- und Martenshärtemessungen sowie Licht- und Rasterelektronenmikroskopie mit EDX durchgeführt. Legierungsabgüsse in eine Gießspiral-Kokille zeigen bei ≤ 6 wt% Si eine verminderte Fließfähigkeit. Dennoch sind im Druckguss reproduzierbare Abgüsse komplexer, dünnwandiger Prinzipbauteile möglich. Eine Reduzierung der Si-Konzentration führt dabei zu ansteigenden Werten von Bruchdehnung und Biegewinkel bei gleichzeitigem Festigkeits- und Härteverlust. Auffällig ist dabei das Auftreten des Portevin-LeChatelier Effekts bei ≤ 6 wt% Si. Eine Mn-Steigerung führt aufgrund von Mischkristallverfestigung und erhöhtem Anteil von Al15(Fe,Mn)3Si2 zu Festigkeitszuwachs in Verbindung mit Duktilitätsverlust. In Legierungen mit 4 wt% Si treten in der Gießspiral-Kokille ab einem Mn/Fe-Verhältnis von 5,7 und im Druckguss ab 7,5 statt kleiner, runder Fe/Mn-haltiger Phasen verstärkt nadelige Morphologien auf. Bei Erstarrung vor den Al-Dendriten werden diese jedoch blockig. Der kritische Mn-Gehalt für diese vordendritische Erstarrung sinkt mit steigendem Si-Gehalt. Außerdem werden die nadeligen Phasen bei Zugabe von Mo durch Bildung einer AlFeMnMoSi-Phase klein und rund. Bei vordendritischer Erstarrung erscheinen diese mit grober, blockiger Morphologie. Cr-Zugabe führt hingegen verstärkt zur Bildung skelettförmiger Al15(Fe,Mn,Cr)3Si2-Phasen und wird außerdem in den Mo-haltigen Phasen nachgewiesen. Durch beide Elemente steigt die Festigkeit und sinkt die Duktilität nur geringfügig. Durch Erhöhung der Ti- und Zr-Konzentration sinkt die Dendritengröße und steigt die Härte in der Gießspiral-Kokille, was im Druckguss zu erhöhter Festigkeit und Duktilität führt. Zr verursacht aufgrund seines gegenüber Al größeren Atomradius eine effektive Mischkristallverfestigung und steigert damit die Festigkeit bei gleichbleibend hoher Duktilität. Allerdings begünstigt die Zr-Zugabe im Gusszustand als einziges der untersuchten Elemente die Aushärtbarkeit der Legierungen. Dies wird experimentell mit Härtemessungen und Kennwertermittlung nach Langzeitauslagerung bei 120 &ring;C für 500 h und mit JMatPro®-Rechnungen bestätigt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/821463616stuer.txt
Gruber, Patrick
Entwicklung, Konstruktion und Optimierung eines absenkbaren PKW-Anhängers unter leichtbau- und fertigungstechnischen Aspekten. - 91 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

Die steigenden Anforderungen hinsichtlich Wirtschaftlichkeit, Umweltverträglichkeit, Kraftstoffverbrauch und die anspruchsvollen Kundenanforderungen verlangen von den Automobilherstellern ein hohes Maß an Flexibilität. Um dabei wettbewerbsfähig zu bleiben, sind innovative Konzepte mit immer effizienteren und leistungsfähigeren Produkten notwendig. Diese Anforderungen bestimmen die gesamte Automobilbranche. Dies wird gerade auch in dem Bereich der Anhängerentwicklung deutlich. Aus diesem Grund heraus wurde ein Anhänger entwickelt der die Anforderungen im besten Maße erfüllen soll. Dazu wurde die Konstruktion eines vollständig absenkbaren Anhängers angestrebt, um die Ergonomie bei dem Be- und Entladen zu verbessern. Mit Hilfe von Produkt- und Werkstoffanalysen, wurden die speziellen Anforderungen für die Konstruktion ermittelt. Anschließend wurden durch Festigkeitsberechnungen und FEM-Analysen ein funktionsfähiges Konzept entwickelt und umgesetzt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/82111834Xgrube.txt
Romeis, Marco
Optimierung einer Aluminium-Silzium-Druckgusslegierung im Hinblick auf Korrosionsneigung und Klebbarkeit. - 110 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

In der vorliegenden Bachelorarbeit wird der Einfluss der Legierungselemente Zink, Kupfer und Magnesium, auf die Korrosionsneigung und Klebeeignung einer wärmebehandelten Aluminium-Silizium-Druckgusslegierung untersucht, wobei das Ziel ein Optimierungsvorschlag bezüglich der Zusammensetzung ist. Im Weiteren werden die für diese Legierung günstigsten Parameter der nasschemischen Oberflächenvorbehandlung bestimmt. Das Schleifen der Oberfläche als zusätzlicher Vorbehandlungsschritt wird ebenfalls untersucht. Hierbei wird in einem ersten Schritt die Oberfläche der Proben durch Photoelektronenspektroskopie und Glimmentladungsspektroskopie charakterisiert. Zur Untersuchung der Korrosionsneigung werden die Proben für eine definierte Zeit in eine Salzsäurelösung (2,5 %) gelegt. Außerdem werden die Proben für mehrere Tage in einen Salzsprühnebeltest mit wechselnden klimatischen Bedingungen gegeben. Im Weiteren werden durch Stromdichte-Potential-Messungen die Korrosionspotentiale und die Korrosionsstromdichten in Abhängigkeit von der jeweiligen Elementkonzentration ermittelt. Zur Auswahl der Oberflächenvorbehandlungsparameter werden die behandelten Versuchskörper ebenfalls dem erwähnten Salzsprühnebeltest ausgesetzt. Außerdem wird durch XPS-Messungen die Klebeeignung des jeweiligen Parametersatzes untersucht. Die Kurz- und Langzeitbeständigkeit der Versuchskörper wird durch den Zugscherversuch nach DIN EN 1465 ermittelt. Zur Untersuchung der Langzeitbeständigkeit werden die Versuchskörper für einen bestimmten Zeitraum einer Kochsalzlösung bei erhöhter Temperatur ausgesetzt. Die Untersuchungen zeigen, dass die Elemente Kupfer und Zink einen erkennbaren Einfluss auf die Korrosionsneigung besitzen. Außerdem kommt es ab einer Zinkkonzentration von 0,7 Ma.-% nach dem Langzeitstabilitätstest zu Unterwanderungen der Klebeflächen. Ein Einfluss des Elementes Magnesium auf die Korrosionsneigung kann nicht festgestellt werden. Außerdem stellt sich heraus, dass das Schleifen der Versuchskörper zu einer Senkung der Korrosionsneigung führt. Bei den Untersuchungen zur Oberflächenvorbehandlung zeigt sich, dass vor Allem die Entfetterlösung und Entfettungszeit einen Einfluss auf die Korrosionsneigung und die Klebeeignung der Oberfläche besitzen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/820965138romei.txt
Böhme, Bill
Vergleich dreidimensionaler CFK-Bauteile mit GFK-Bauteilen. - 67 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Diese Arbeit befasst sich mit dem Vergleich der Verbundwerkstoffe kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (CFK) und glasfaserverstärkter Kunststoff (GFK). Dabei werden die mechanischen Eigenschaften der Materialien gegenübergestellt. Mithilfe der klassischen Laminattheorie (CLT) werden zu Beginn der Arbeit Materialkennwerte rechnerisch ermittelt. Diese werden anschließend mit den aus den Zug- und Biegeversuchen ermittelten Kennwerten verglichen, um praxisnahe Korrekturfaktoren für die Berechnung der klassischen Laminattheorie zu erhalten. Die gemessenen Kennwerte bilden die Grundlage für eine FEM-Simulation 3-dimensionaler Faserkunststoffverbundbauteile. Das Material-verhalten unter mechanischer Belastung wird im Experiment geprüft und mit den Ergebnissen der Simulation verglichen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/820628409boehm.txt
Beck, Rainer
Untersuchungen zur Filterreinigung von Lamellenfiltern und konzeptionelle Entwicklung einer Reinigungseinrichtung für Bodenstaubsauger. - 72 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Reinigung von Filtersystemen in beutellosen Bodenstaubsaugern. Es sollen drei Reinigungskonzepte erarbeitet werden, die für zukünftige Entwicklungen der Firma Bosch Siemens Haushaltsgeräte vorgesehen sind. Die Reinigungskonzepte sollen das Filtersystem von anhaftenden Staubpartikeln befreien, damit die Saugleistung des Bodenstaubsaugers während des Betriebs nicht abfällt. Als Referenz wird das Konzept der Paddelreinigung verwendet. Ein erarbeitetes Reinigungskonzept ist eine Variante mit einem Elektromagneten, der den Filter in eine vertikale Bewegung versetzt. Bei dem dritten Konzept wird die Reinigungseinheit durch eine rotierende Unwuchtmasse in Schwingung versetzt. Die drei Konzepte sollen theoretisch betrachtet und experimentell auf ihre Reinigungsleistung untersucht werden. Die theoretische Untersuchung des Magnetreinigungskonzepts wird anhand von physikalischen Gleichungen durchgeführt. Beim Rotationsschwingungsreinigungskonzept soll mittels einer FEM-(= Finite-Elemente-Methode)-Simulation die Schwingfähigkeit der Reinigungsbaugruppe betrachtet werden. Zur Quantifizierung der Reinigungsleistung dient eine Volumenstrommessung. Mittels einer Entscheidungsmatrix sollen die Konzepte miteinander verglichen, eines der Konzepte ausgewählt und anschließend in eine kunststoffgerechte Konstruktion überführt werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/820554383beck.txt
Trautvetter, Tom
Vergleich von kapazitiver und induktiver Funkenerosion an einer Iridiumbasislegierung: Untersuchung der Einflusskriterien auf den Verschleiß. - 90 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Die Zündkerze sorgt mit der Erzeugung des Funkens für die Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemischs im Ottomotor. Der durch den Funken hervorgerufene Materialabtrag an den Elektroden begrenzt Ihre Lebensdauer. Daher wurden in dieser Arbeit Funkenerosionsuntersuchungen an einer Iridiumbasislegierung für zwei verschiedene Zündsysteme durchgeführt. Es wurde unter Einstellung definierter Randbedingungen das Verschleißverhalten in Abhängigkeit des Elektrodenabstandes und des Drucks untersucht und interpretiert. Die Funkenerosionsuntersuchungen der Proben erfolgten mittels eines speziell entwickelten Funkenerosionsprüfstandes, welcher im Rahmen dieser Arbeit umgebaut und erweitert wurde. Die Untersuchungen des Verschleißverhaltens einer Iridiumbasislegierung haben ergeben, dass die verschleißbestimmenden Kriterien vom gewählten Zündsystem abhängig sind. Bei beiden Zündsystemen zeichnete sich unter Zunahme des eingestellten Drucks ein erhöhter Verschleiß am Material ab. Bei Variation des Elektrodenabstandes zeigten die beiden Zündsysteme hinsichtlich ihrer Verschleißeinwirkung auf die Iridiumbasislegierung eine gegenläufige Tendenz. Während die Zunahme des Elektrodenabstandes beim kapazitiven Zündsystem mit einem steigenden Verschleiß einher ging, so stellte sich beim induktiven Zündsystem eine Verringerung des Verschleißes dar. Die Zündspannung hat sich als ein mögliches verschleißbestimmendes Kriterium beim kapazitiven Zündsystem herausgestellt. Beim induktiven Zündsystem zeichnete sich die Dauer der Nachentladungsphase als ein mögliches verschleißbestimmendes Kriterium ab.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/820212016traut.txt
Augner, Rick
Quantitative röntgenographische Phasenanalyse - Vergleich verschiedener Verfahren. - 114, 48 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Die quantitative röntgenografische Analyse von Werkstoffproben ist aufgrund ihrer Möglichkeit der Identifizierung einer Probe gemeinsam mit der qualitativen Analyse eines der wichtigsten Untersuchungsverfahren der Werkstoffwissenschaften. Eine besondere Stellung nimmt die Quantifizierung von Restaustenit ein, da jener die mechanischen Kennwerte eines hergestellten Stahls maßgeblich beeinflusst. Diese Quantifizierung kann mithilfe des Rietveld-Verfahrens via Topas und des Verfahren auf Basis der Intensitätsverhältnisse bzw. ASTM E 975 via DQuant durchgeführt werden. In der vorliegenden Arbeit wurde die Restaustenitbestimmung mittels DQuant auf ihre Funktionsfähigkeit untersucht und im weiteren mit den Ergebnissen des Programms Topas verglichen. Aus den gewonnen Erkenntnissen zu Methoden der Quantifizierung, welche auf der Auswertung der Intensität einzelner Beugungslinien beruhen wurde abschließend ein Praktikumsversuch erarbeitet. Das Programm Topas ist bei komplizierten Proben genauer als DQuant. Das Programm DQuant ist nach einer Neuinstallation auf dem betreffenden PC zur schnellen Analyse einzelner gemessener Proben sehr geeignet. Schlagwörter: quantitative Analyse, Restaustenitbestimmung, Methode des äußeren Standards, Methode der Intensitätsverhältnisse, ASTM E975, Rietveld-Analyse, DQuant, Topas, Praktikumsversuch, Wolfram, Kupfer


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/819800384augne.txt
Eichfelder, Patrick
Analyse von Oberflächenverfahren zur Verbesserung der Adhäsion auf Aluminiumoberflächen. - 65 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

In der Klebtechnik ist der Zusammenhalt des Klebeverbunds maßgeblich von seinen Adhäsionseigenschaften abhängig. Das Beizen gilt als eine der effektivsten Vorbehandlungsmethoden von Aluminiumoberflächen. Aufgrund der immer strengeren Umweltauflagen sowie stetig steigenden Anforde-rungen an eine Aluminiumklebung werden in der vorliegenden Arbeit alternative Vorbehandlungsmethoden zur Verbesserung der Adhäsion von Epoxidharzklebstoffen an Aluminiumoberflächen analysiert. Dazu werden Aluminiumsubstrate vor dem Fügen mittels Epoxidharzklebstoff physikalischen, chemischen sowie mechanischen Vorbehandlungsmethoden unterzogen. Die Auswirkungen der jeweiligen Vorbehandlungsmethode werden u.a. mittels einer REM-Analyse, einer Lichtmikroskopie sowie eines Schertests beurteilt. Die Resultate der untersuchten Aluminium/Epoxidharz-Verbunde weißen einen engen Zusammenhang der Haftfestigkeit mit der Oberflächenstruktur auf. Je zerklüfteter die Aluminiumoberfläche ist, desto besser ist die adhäsive Bindung. Demzufolge sollte bei weiteren Untersuchungen von Aluminiumklebungen der Fokus auf der Oberflächenstrukturierung liegen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/819038806eichf.txt
Hardge, Markus
Analyse der Einflussfaktoren auf den Preforming Prozess komplexer Faserverbundstrukturbauteile für die automobile Serienproduktion. - 135 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

Faserverbundwerkstoffe bieten durch ihre guten mechanischen Eigenschaften bei niedriger Dichte, die freie Formgestaltung oder der hohen Korrosionsbeständigkeit charakteristische Vorteile gegenüber anderen Werkstoffen. Ein Einsatz in der automobilen Serienproduktion wird bislang durch hohe Material- und Produktionskosten sowie langen Zykluszeiten zur Herstellung komplexer Bauteilgeometrien verhindert. Durch das RTM-Verfahren können Faserverbundbauteile in großen Stückzahlen hergestellt werden. Einen Teilprozess stellt die Fertigung einer eigensteifen, endkonturnahen Verstärkungsfaserstruktur, das Preforming, dar. Dabei verursachen ungünstige Einflussfaktoren auf den Fertigungsprozess Schädigungen an der Preform. Inhalt dieser Arbeit ist die Analyse von zwei Materialführungssystemen auf das Drapierergebnis von Kohlefaserhalbzeugen. Dabei wird zum einen die Auswirkung von Lagenanregung durch Schwingungen auf das Halbzeuginteraktionsverhalten und die damit verbundene Ausbildung von Fehlstellen untersucht. Zudem wird durch die Entwicklung von aktiven Zwischenblechen, mit denen der Materialfluss während der Drapierung gesteuert werden kann, eine Methode für ein lagenspezifisches Einlaufverhalten bei Mehrlagendrapierung generiert. Durch die Inbetriebnahme einer Vorheizstation wird ein vorhandener Prüfstand erweitert und die Auswirkung der veränderten Halbzeugerwärmung auf die Formtreue der Preform analysiert. Ziel dieser Prozessänderung ist die Reduzierung der Zykluszeit auf eine für die industrielle Serienproduktion annehmbare Taktzeit bei Bewertung der erreichbaren Preformqualität. Die Materialführungssysteme mit positivem Einfluss auf das Preformergebnis einfacher Bauteilgeometrien werden auf die Realgeometrie eines Lampentopfs übertragen. Anhand dieser komplexen Geometrie erfolgt eine Verifizierung der Materialführungsstrategien. Zusätzlich wird durch die erlangten Erkenntnisse eine Methodik zur Umsetzung der Maßnahmen an ähnlichen Bauteilen erstellt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/818827807hardg.txt
Eckerlein, Jannick
Untersuchung und Modellierung der Duromereindickung bei der Herstellung von Außenhautbauteilen aus Sheet Moulding Compound. - 96 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

In Politik und Wirtschaft ist der effiziente Umgang mit den Ressourcen der Erde eine zentrale Thematik. Zur Senkung des Treibstoffverbrauchs werden im Automobilsektor zunehmend Faser-Kunststoff-Verbunde verwendet. Sie zeichnen sich durch eine geringe Dichte bei gleichzeitig hohen spezifischen mechanischen Eigenschaften aus. Für Sichtteile des PKW-Exterieurs ist eine hohe Oberflächengüte gefordert, welche durch die Materialklasse der Sheet Moulding Compounds (SMC) realisierbar ist. Bei der Herstellung dieses Werkstoffs wirken sich eine Vielzahl an Prozessparametern auf die Bauteileigenschaften und deren Reproduzierbarkeit aus. Die vorliegende Arbeit befasst sich vornehmlich mit dem Prozessschritt der Eindickung, bei dem die Viskosität des SMC-Halbzeugs signifikant ansteigt, so dass eine Weiterverarbeitung ermöglicht wird. Der Einfluss der Eindickung auf den folgenden Fließpressprozess sowie die endgültige Bauteilqualität wird nachgewiesen, indem zunächst die maßgeblichen Parameter und Randbedingungen der Eindickung identifiziert werden. Hieraus ergibt sich ein Versuchsplan mit variierenden Eindickparametern, welcher als Grundlage für die Herstellung von Probekörpern dient. Bei den gewählten Parameterstufen hat der Eindickergehalt den größten Einfluss auf die Oberflächenwelligkeit. Je größer dessen Anteil ist, umso stärker ist die Welligkeit ausgeprägt. Auf Basis der ermittelten, globalen Pressenparameter ist es möglich die Phasen der Formfüllung zu charakterisieren. Die Dauer der Kavitätsfüllung ist von der Fließfähigkeit der Pressmasse abhängig. Eine hohe Verarbeitungsviskosität führt zu einer längeren Füllzeit, weil das Halbzeug dem Stempel einen größeren Widerstand entgegenbringt. Des Weiteren werden aus den Ergebnissen der Werkstoffanalyse mathematische Prozessmodelle abgeleitet, welche die Oberflächenwelligkeit und die Zugsteifigkeit in Abhängigkeit der Eindickparameter beschreiben. Somit können die Eigenschaften der Probekörper für beliebige Parameterkonstellationen innerhalb der untersuchten Eindickbedingungen errechnet werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/818742216ecker.txt
Sommer, Ann-Kathrin
Einfluss des Faservolumengehalts auf die mechanischen Eigenschaften eines FVK-Verbundbauteils. - 141 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Entscheidend für die Steifigkeits- und Festigkeitskennwerte von CFK-Bauteilen ist der Faservolumengehalt. Durch den Einsatz neuer Verfahrensvarianten des großserientauglichen RTM-Prozesses, wie das HD-RTM-Verfahren oder das C-RTM-Verfahren, kann in CFK-Bauteilen ein Faservolumengehalt von bis zu 60 Vol.% erzielt werden. Trotz einer hohen Prozesssicherheit können bei der Fertigung von CFK-Bauteilen Schwankungen in den Bauteildickentoleranzen auftreten. Ursachen sind die erreichbaren Werkzeugtoleranzen und die Fertigungsparameter. Die Abweichungen von der Solldicke wirken sich auf den Faservolumengehalt und die mechanischen Eigenschaften aus. Zuerst werden im HD-RTM-Prozess Prüfplatten mit einer unterschiedlichen Faserlagenanzahl realisiert. Sie dienen zur Untersuchung des Einflusses der Fasermenge auf den Faservolumengehalt und die mechanischen Eigenschaften. Zusätzlich werden im selben Verfahren Prüfplatten mit unterschiedlichen Plattenstärken bei konstanter Faserlagenanzahl gefertigt. Durch die Variation der Harzmenge werden mögliche prozessbegleitende Schwankungen untersucht. In einem nächsten Schritt werden an den im HD-RTM-Prozess gefertigten Prüfplatten Untersuchungen zur Bestimmung des Faservolumengehalts durchgeführt. Es werden vier Verfahren zur Ermittlung des Fasergehalts herangezogen. Neben der Bestimmung über das Preformgewicht und die Verbunddichte, wird eine Glühverlustbestimmung im Mikrowellenveraschungsofen durchgeführt. Zuletzt erfolgt ein Abgleich über die nasschemische Analyse. Die mechanischen Eigenschaften werden unter Zug-, Druck- und Vier-Punkt-Biegebelastung ermittelt. Es werden so faser- und matrixdominierende Kennwerte untersucht. Der Einfluss der unterschiedlichen Faser- und Harzmengen auf die mechanischen Eigenschaften wird herausgearbeitet. Abschließend erfolgt ein wertender Vergleich und eine Diskussion der praktisch ermittelten Fasergehalte und mechanischen Kennwerte. Es wird eine Empfehlung für die zukünftige Vorgehensweise bei der Bestimmung des Fasergehalts in CFK-Bauteilen gegeben. Zudem wird aufgezeigt wie künftig mit Bauteildickentoleranzen bei einer Materialcharakterisierung umzugehen ist und welchen Einfluss die Erhöhung der Fasermenge auf die mechanischen Bauteileigenschaften nimmt.


Beez, Ricardo
Konzipierung und Umsetzung eines Prüfstandes für luftgelagerte Antriebskomponenten. - 110 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

Die vorliegende Masterarbeit befasst sich mit der Konzipierung und Umsetzung eines Prüfstandes für luftgelagerte Antriebskomponenten. Dieser Prüfstand spiegelt eine Nachbildung einer Transversalflussreluktanzmaschine wider und dient der Untersuchung der Leistungsfähigkeit einer Luftlagerung für die Rotorkomponenten. Transversalflussreluktanzmaschinen stellen eine besondere Art von Elektromotoren dar, welche sich durch eine innerhalb eines Stators rotierende Scheibe auszeichnen. Entscheidend bei dieser Motorbauart ist der Luftspalt zwischen Rotorscheibe und Stator. Je kleiner der Luftspalt realisiert werden kann, desto größer ist der Wirkungsgrad und das Drehmoment des Antriebes. Bisher wurde die Lagerung des Rotors von Transversalflussreluktanzmaschinen mit Hilfe konventioneller Wälzlagertechnik ausgeführt. Diese wird durch eine Luftlagerung ersetzt. Ergebnisse der Arbeit sind der funktionsfähige Prüfstand und die Bewertung der Luftlagerungstechnologie der Rotorscheibe für Transversalflussreluktanzmaschinen basierend auf der Grundlage durchgeführter Versuche.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/817132422beez.txt
Mösle, Christian
Untersuchungen zur Reaktionskinetik im atmosphären CVD-Verfahren. - 85 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Um die Beständigkeit metallischer Bauteile gegen korrosive Angriffe von Säuren und Wasser zu schützen, werden diese über ein atmosphärisches CVD-Verfahren bei mittlerer Temperatur mit einer Siliciumoxidschicht versehen. Die Aufgabe bestand darin den Beschichtungsprozess zu optimieren, mit dem Ziel die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern. Reaktionsmechanismen der eingesetzten Precursoren bilden die Grundlage für die Interpretation von Versuchen mit verschiedenen Kombinationen der relevanten Beschichtungsparameter. Infolge dessen wurden die Versuchsparameter standardisiert und unter Verwendung neuer Precursoren angewendet. Als Haupteinflussgröße zur Verbesserung des Beschichtungsprozesses konnte die Anströmung der Bauteile ermittelt werden. Bei der Untersuchung der unterschiedlichen Precursoren zeigte sich, dass eine Precursorkombination mit gezielter Variation der Seitenketten bezogen auf die Zielsetzung Korrosionsschutz die besten Resultate erzielte.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/816992177moesl.txt
Grohmann, Lukas
Vergleich und Bewertung galvanisch abgeschiedener Dünngoldschichtsysteme hinsichtlich verschiedener Oberflächentopografien und der daraus resultierenden Bondbarkeit. - 118 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

Galvanisch abgeschiedene Goldschichten schaffen die Voraussetzung, Komponenten, deren Substratmaterialien aus Stahl- oder Stahllegierungen bestehen, mittels Golddrahtbonden zu verbinden. Dieser Prozess basiert darauf, zwei Oberflächen durch metallische Interdiffusion zusammenzufügen. Es wird das Ziel verfolgt, die Adhäsion zwischen Drahtbond und Bondoberfläche unter Verwendung einer möglichst dünnen Goldschicht zu verbessern. Als Substrat werden Transistor-Outline-Sockel (TO-Sockel) verwendet, welche bei der Montage opto-elektronischer Bauteilkomponenten eingesetzt werden. Diese bestehen aus Kovar, einer Legierung aus Eisen, Nickel und Kobalt, und werden zum Korrosionsschutz mit einer Nickelschicht und für den nachfolgenden Drahtbondprozess mit einer Goldschicht galvanisch beschichtet. Um den Einfluss auf die Drahtbondbarkeit zu überprüfen, wird der Beschichtungsprozess sowie die Oberflächentopografie des TO-Sockels variiert und anschließend auf die erzeugten Oberflächen gebondet. Auf Grundlage von Zugtests zur Überprüfung der Haftung zwischen Drahtbond und Goldoberfläche ist es möglich, Rückschlüsse auf den Einfluss der abgeschiedenen Schichten auf die Verbindungsqualität zwischen Bond und Oberfläche zu ziehen. Hierbei werden die gebondeten Drähte bis zum Bruch auf Zug belastet und der maximale Wert der Kraft festgehalten. Weiterhin werden das Substrat, die Schichten sowie die Drahtbondverbindungen mit verschiedenen Analysemethoden untersucht. Unterteilt sind die Beschichtungsvariationen in die drei Kategorien Schichtdicke, Schichtsystem und Topografie. Die im Rahmen der vorliegenden Arbeit durchgeführten Untersuchungen zeigen, dass durch durchdachtes Kombinieren und Anpassen von Substrat- und Schichtmaterialien eine deutliche Reduzierung der Schichtdicken möglich ist. So kann die Gold-Schichtdicke durch das zusätzliche Abscheiden einer 0,05 [my]m dicken Palladium-Diffusionssperrschicht bei nahezu identischen Zugkräften von 0,30 [my]m um 80% auf 0,06 [my]m reduziert werden. Durch gezielte Kombination der Nickel- und Palladium-Schichtdicken könnte die Gold-Schichtdicke noch weiter reduziert werden. Weiterhin liefert eine geeignete Aufrauhung des Substratmaterials vor der Beschichtung erhöhte Zugkräfte. Somit wäre es möglich, mittels der Variation von Ätzmitteln, Ätzzeiten und Konzentrationen, eine optimale Oberflächentopografie zu erzeugen, um somit die Schichtdicken des Nickel/Gold-Systems zu reduzieren.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/816923825grohm.txt
Sasse, Michael
Ermittlung von Verfahrensparametern für Herstellung von Hybridverbunden aus CFK und Aluminiumschaum. - 87 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2015

In der vorliegenden Arbeit werden Hybridverbunde aus Kohlefaserverstärktem Kunststoff und Aluminiumschaum unter dem Aspekt der Herstellbarkeit im Resin Transfer Molding Verfahren beleuchtet. Dazu werden in einem ersten Schritt Optimierungen des Fertigungsprozesses erarbeitet, welche eine hochwertige und vor allem reproduzierbare Bauteilqualität ermöglichen sollen. Dies wird im Rahmen von Vorversuchen durchgeführt. Aufbauend darauf werden Konzepte zur Minimierung der während der Fertigung auftretenden Harzpenetration des Aluminiumschaums entwickelt und umgesetzt. Weiterhin steht der für die genannte Materialkombination problematische Effekt der Kontaktkorrosion im Fokus. Durch Anwendung geeigneter Gegenmaßnahmen ist eine Vermeidung der genannten Korrosionserscheinung möglich. Die bisher für allgemeine Hybridverbunde angewandten Berechnungsmodelle sind hinsichtlich ihrer Zuverlässigkeit für Verbundkörper aus Kohlefaserverstärktem Kunststoff und Aluminiumschaum zu untersuchen und validieren. Dazu werden ausgehend von einem Prüfplan verschiedene Demonstratorbauteile gefertigt, daraus geeignete Probenkörper entnommen und diese mittels 3-Punkt-Biegung zu prüfen. Zur Beurteilung möglicher Korrosionserscheinungen sind Teile der Probenkörper vor der mechanischen Prüfung einer definierten Klimabehandlung zu unterziehen. Anhand der Versuchsergebnisse können Aussagen über die Realitätsnähe der berechneten mechanischen Eigenschaften getroffen werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/816922977sasse.txt
Schneider, Patrick
Untersuchung einer thermischen Granulatvorkonditionierung auf die Betriebscharakteristik von Nutbuchsenextrudern. - 92 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

Steigende Energiepreise zwingen die Kunststoffindustrie zur Entwicklung energieeffizienterer Extruder. Ein Ansatz zur Erhöhung der Energieeffizienz ist die Nutzung der Abwärme aus Kühlprozessen zur Erwärmung des Granulats vor dem Extrusionsprozess. Die Auswirkungen des vorgewärmten Kunststoffgranulats auf das Betriebsverhalten eines Nutbuchsenextruders werden in dieser Arbeit untersucht. Anfangs werden verschiedene, temperaturabhängige Stoffgrößen erläutert. Desweiteren werden theoretische Berechnungsmodelle für die Zielgrößen Massetemperatur und Massedruck an der Schneckenspitze, Massedruck am Ende der Nutbuchse und Durchsatz vorgestellt. Im experimentellen Teil der Arbeit werden mithilfe eines statistischen Versuchsplans die Haupteinflussgrößen auf den Prozess eines Wendelnutbuchsenextruders ermittelt. Der Einfluss der Granulattemperatur kann dadurch quantitativ bestimmt und mit anderen Haupteinflussgrößen verglichen werden. Mit dieser Erkenntnis wird ein bereits bestehendes Modell für den Durchsatz mit dem Einfluss der Granulattemperatur erweitert und ein neues Modell für die Massetemperatur an der Schneckenspitze entwickelt. Abschließend werden gemessene und berechnete Werte der jeweiligen Zielgröße miteinander verglichen. Der Einfluss der Granulattemperatur auf den gesamten Leistungsbedarf des Nutbuchsenextruders wird ebenfalls in dieser Arbeit untersucht.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/816219370schne.txt
Honig, Hauke Lars
Korrelation profilometrischer Volumenermittlungen mit Massenänderungen zur Abbrandbestimmung von Ag-SnO2 Kontaktwerkstoffen. - 110 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Untersuchung von Massen- und Volumenänderungen durch Materialabbrand infolge des Einwirkens von Schaltlichtbögen an einem Silber-Zinnoxid-Kontaktwerkstoff. Dabei soll besonders der Bereich zu Beginn der Lebensdauer erfasst werden. Der Abbrand wird für eine Reihe von Schaltspielzahlen in Wechselstromschaltversuchen mit einem Motorschütz erzeugt. Im Mittelpunkt steht die Entwicklung einer Methodik für die Bestimmung der Volumendifferenzen aus dreidimensionalen Profildaten, die mittels optischer Profilometrie aufgenommen werden. Die Ermittlung des Massenverlustes ist mit hinreichender Genauigkeit möglich, was mit einer Gegenüberstellung des Massenverlustes aller Proben mit der jeweils in den Schaltlichtbögen umgesetzten Energie bestätigt wird. Der relative Fehler bei der am häufigsten geschalteten Probe beträgt rund 2 \%. Die Korrelation von Massen- und Volumenänderungen ergibt bei den genutzten Versuchsbedingungen keinen der zu erwartenden Zusammenhänge, da der aus dem Messverfahren und den Auswerteschritten entstehende Fehler bei der Volumenbestimmung etwa in der Größenordnung des Abbrandvolumens liegt. In den Versuchsreihen liefert die Massenbestimmung genaue, verwertbare Ergebnisse. Wenn die Versuchsbedingungen so verändert werden, dass größere Abbrände entstehen, ist zu erwarten, dass auch für die Volumenbestimmung eindeutige Ergebnisse erzielt werden können.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/815381174honig.txt
Elias, Ixchen
Tiefenaufgelöste Korrelation elektrischer Eigenschaften mit dem Gefüge elektrischer Schaltkontakte am Beispiel von Silber/Zinnoxid-Kontaktwerkstoffen. - 61 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Die Entwicklung einer zerstörungsfreien Gefügebewertung von elektrischen Kontaktwerkstoffen für die Analyse ihres Schaltvermögens bzw. ihrer Lebensdauer ist heutzutage eine große Herausforderung. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Korrelation von tiefenabhängingen elektrischen Eigenschaften mit dem Gefügeaufbau elektrischer Schaltkontakte, um festzustellen, ob die Möglichkeit besteht aus der elektrischen Leitfähigkeit Rückschlüsse auf das Gefüge zu ziehen. Mittels Wirbelstromverfahren, Mikrohärteprüfung, Rasterelektronenmikroskopie und Lichtmikroskopie wurde die elektrische Leitfähigkeit ermittelt und eine qualitative und quantitative Gefügeanalyse durchgeführt. Die Bestimmung der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit mittels Wirbelstromverfahren an reinen Metallen ist Stand der Technik. Die Messung an den durch Pulvermatallurgie hergestellten Verbundwerkstoffen, wie Silber/Zinnoxid, stellt sich in dieser Arbeit als zuverlässig heraus, obwohl in der Literatur nur wenige Modelle zur Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit an derartigen Werkstoffen existieren. Allerdings lässt die komplexe Struktur der Silber/Zinnoxid Verbundwerkstoffe eine einfache Bewertung des Gefüges durch Messungen der elektrischen Leitfähigkeit mittels Wirbelstromverfahren nicht zu. Das liegt daran, dass sich die Oxide in der silbernen Matrix bei unterschiedlichen Zinnoxidanteilen anders verteilen. Jedoch ist es möglich durch eine Kombination mit teilweise zerstörungsfreien Verfahren, wie der Mikrohärteprüfung und Röntgenbeugung, den Gefügeaufbau dieser Werkstoffe einzuschätzen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/815380887elias.txt
Schultz, Christian
Untersuchungen zum Kristallisationsverhalten von formstabilisierten Kieselgläsern. - 83 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Ziel dieser Bachelorarbeit war die Untersuchung einiger Einflussgrößen auf die Formstabilisierung von Kieselglas für den Einsatz bei hohen Temperaturen, welche durch eine Modifikation der Randschicht erfolgt. Variiert wurden dazu die Dicke der modifizierten Oberflächenschicht sowie die darin eingesetzten Dotierstoffe. Darüber hinaus wurden nach der Schichtherstellung die Wirkungen verschiedener Haltezeiten und Temperaturen der nachgelagerten Wärmebehandlung auf die Kristallisation getestet. Zur Charakterisierung der Randschichten wurden mikroskopische und rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen sowie Röntgenbeugungsuntersuchungen verwendet. Einige Einflüsse der Dicke der modifizierten Oberflächenschichten sowie der eingesetzten Dotierstoffe auf die Verarbeitbarkeit der Schichten konnten aufgezeigt werden. Hinsichtlich der praktischen Verarbeitung wurden Grenzen für den Dickenbereich und die Konzentration der Dotierstoffe ermittelt. Die Wirkung verschiedener Temperaturniveaus sowie Aufheiz- und Abkühlvorgänge innerhalb der Wärmebehandlung auf die sich einstellende Kristallisationsgeschwindigkeit konnte hingegen nicht abschließend geklärt werden. Es werden darum weitere mögliche Untersuchungen vorgeschlagen. Die formstabilisierende Wirkung der verwendeten Oberflächenschichtmodifikation von Kieselglas konnte gezeigt werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/815203667schul.txt
Krause, Katharina
Metallographische Präparationsmethodik einer Wolframcarbid Verschleißschutzschicht. - 77 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Metallographische Schliffe erlauben den direkten Einblick in das Gefüge eines Werkstoffes und sind somit oftmals unerlässlich, um die Beziehung zwischen Struktur, Gefüge und Werkstückeigenschaften zu erkennen. Gerade in der Qualitätsprüfung ist diese Art der nicht automatisierbaren zerstörenden Werkstoffprüfung von Bedeutung und wird dort angewendet. Dem voraus geht eine auf das zu untersuchende Material speziell abgestimmte Präparationsmethode. Ziel dieser Arbeit ist die Optimierung der vorliegenden Präparationsmethode einer Verschleißschutzschicht bei der N3 Engine Overhaul Services GmbH & Co.KG. Es werden Variationen der derzeitigen Methode hinsichtlich gezielt ausgewählter Aspekte getestet. Die daraus erhaltene Aktualisierung der Präparationsparameter führt zu Vorteilen gegenüber der bisherigen Methode. Einsparungen in puncto Zeit- und Materialaufwand, ein vermindertes Verletzungsrisiko sowie eine gesteigerte Reproduzierbarkeit der Präparation zählen zu den Vorzügen der neuen Methode. Darüber hinaus wird die Beschichtung mittels REM/EDX- und RFA-Untersuchungen charakterisiert, um einen erweiterten Einblick in das Schichtmaterial zu erhalten.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/815203101kraus.txt
Platsch, Philipp
Produkt- und Prozessdesign für Großserienschnittstellen in der Fertigung von neuen Lithium-Ionenbatterien. - XI, 85 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

Die Forderungen nach effizienteren und größeren Energiespeichern beschäftigen die Energiespeicherhersteller. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Realisierung einer neuen Lithium-Ionen Batteriezelle und zeigt einen Vergleich zu herkömmlichen Designs auf. Basierend auf der Idee eines neuen Lithium-Ionen Batteriekonzeptes, wird zunächst eine Prozesskette entwickelt und an Hand dieser einzelne Prozessschritte herausgearbeitet. Für dieses neue Batteriedesign wird ein Werkstückträger konstruiert und an reellen Zelldummys getestet. Durch elektrische und elektrochemische Untersuchungen werden Verhaltenseigenschaften der Zelle in Form von Widerständen und der Zellausdehnung aufgezeigt. Zum Schluss wird ein Ausblick für einen Werkstückträger gegeben, der es ermöglicht mehrere Zellen aufzunehmen, um Produktionskosten einzusparen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/815202865plats.txt
Platz, David
Untersuchung des Sinterverhaltens von Fe-Si-Cu-Mischungen. - 74 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Bei der Entwicklung pulvermetallurgisch hergestellter Funktionswerkstoffe sind Kenntnisse über das Sinterverhalten der eingesetzten Pulvermischungen erforderlich. In dieser Arbeit wurden die auftretenden Umwandlungsprozesse und Phasenbildungen beim Flüssigphasensintern einer Fe-Si-Cu-Mischung untersucht. Im Hinblick auf die Anwendung als weichmagnetischer Sinterverbundwerkstoff wurde hierzu die Ausbildung einer siliziumhaltigen Partikelgrenzphase entlang der ferromagnetischen Eisenbasispartikel angestrebt, welche die Wirbelstromverluste im Material reduziert und weiterhin eine gute mechanische Festigkeit aufweist. Die Charakterisierung der infolge von Diffusionsprozessen während des Sinterns auftretenden Effekte erfolgte an Laborproben mit verschiedenen thermischen Analyseverfahren (Differenz-Dilatometrie, Thermogravimetrie und dynamische Differenzkalorimetrie), der Röntgendiffraktometrie sowie einer Gefügeanalyse.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/814754791platz.txt
Mindemann, Tom
Konstruktion eines 2K Spritzgieß-Mutterwerkzeuges. - 56 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Bei der Fertigung von Prototypen und Kleinserien stellen die Werkzeugkosten bezüglich der Produktionskosten einen entscheidenden Faktor dar. Im Hinblick auf die wachsende Bedeutung der Just-in-Time Produktion, also der Fertigung von Bauteilen nach Bedarf, ist die Rüstzeit von Spritzgießmaschinen ein weiterer, entscheidender Faktor. Während für 1K-Anwendungen unterschiedliche Werkzeugsysteme zur Reduzierung der Kostenfaktoren entwickelt wurden, gibt es im Bereich der Mehrkomponenten-Spritzgießverfahren bisher keine Lösung. In der vorliegenden Bachelorarbeit wird die Entwicklung und Konstruktion eines modularen Werkzeugsystems für 2K-Spritzgießprozesse beschrieben. Zunächst wurden die Besonderheiten von 2K-Spritzgießverfahren herausgestellt und eine Analyse der bereits umgesetzten 1K-Lösungen durchgeführt. Auf den gewonnenen Erkenntnissen aufbauend, werden Prinzipe für die wichtigsten Teilfunktionen entwickelt und unter Zuhilfenahme der Nutzwertanalyse die zu favorisierenden Konzepte bestimmt. Anschließend werden die ausgewählten Varianten konkretisiert und unter Berücksichtigung des zur Verfügung stehenden Bauraums der Anlage in CATIA V5 konstruktiv umgesetzt. Abschließend werden alle notwendigen Zeichnungen für eine Fertigung des Werkzeuges erstellt. Das Ergebnis der Arbeit ist ein Mutterwerkzeug, welches die Anwendung verschiedener Spritzgießverfahren, darunter das Sandwichverfahren und das Drehtellerverfahren, ermöglicht. Weiterhin kann eine Kavitätsänderung schnell und werkzeuglos im eingebauten Zustand durchgeführt werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/812937708minde.txt
Oberhansl, Denis
Entwicklung eines neuartigen CFK-Wassertanks für Luftfahrzeuge mit thermoplastischen Linern. - 101 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

Die Herstellung von CFK-Wassertanks für die Anwendung in der Luftfahrt erfolgt bisher durch das Aufbringen eines Folienliners auf einen metallischen Wickelkern und der anschließenden Bewickelung mit in Epoxidharz getränkten Kohlenstofffasern. Nachteil dieses Verfahrens ist das erforderliche Trennen des CFK-Verbunds, um den Wickelkern zu entfernen. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines innovativen Konzepts, bei welchem der metallische Wickelkern im Fertigungsprozess durch einen selbsttragenden, thermoplastischen Liner ersetzt wird. Dieser verbleibt im Wassertank und macht dadurch das Trennen des CFK-Verbunds überflüssig. Aus der Analyse bestehender Wassertanks und deren Herstellungsverfahren wird ein Lastenheft für das neue Konzept abgeleitet. Unter Berücksichtigung technischer und wirtschaftlicher Aspekte kann ein geeignetes Fertigungsverfahren zur Linerherstellung identifiziert werden. Auf Basis der Anwendungsanforderungen und der fertigungstechnischen Randbedingungen wird die Eignung alternativer CFK-Ausgangsmaterialien untersucht und eine Vorauswahl möglicher Linerwerkstoffe getroffen. Zur Evaluation eines Linerwerkstoffs und der finalen Auswahl dient der Vergleich von Funktionsprototypen. Ein Linerprototyp aus dem ausgewählten Werkstoff wird zur Validierung des Konzepts in einem Wickelversuch bewickelt. Ein erster Tankprototyp kann durch diesen Versuch dargestellt sowie entscheidende Prozessparameter ermittelt werden. Die zuverlässige Anbindung des CFK-Verbunds am thermoplastischen Liner erfordert die Aktivierung dessen Oberfläche. Anhand von Zug- und Schälversuchen an CFK-Prüfkörpern wird dafür ein geeignetes Oberflächenaktivierungsverfahren definiert. Der Vergleich des neu entwickelten mit dem bestehenden Tankkonzept hinsichtlich Gewicht, Herstellungskosten und -zeit bildet den Abschluss der Arbeit.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/812934679oberh.txt
Krauß, Christiane
Werkzeugintegrierte Folienumformung beim Hinterspritzen dreidimensionaler Formteile. - 58 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

Das Folienhinterspritzen bietet gegenüber herkömmlich verwendeten Verfahren wie Thermoformen oder Spritzguss Vorteile. Es ist kostensenkend und umweltfreundlich, da Schritte wie das Lackieren entfallen. Außerdem ist es ohne hohe Investitionskosten auf herkömmlichen Spritzgießanlagen integrierbar. Allerdings sind die Grenzen bezüglich der Verformung von Folien dieses Verfahrens bisher nicht vollständig untersucht. Ziel der Arbeit ist die Ermittlung der Haupteinflussparameter auf den Prozess des Folienhinter-spritzens und dessen Grenzen sowie die Formulierung eines Foliendeformationsmodells. Die Arbeit beginnt mit einer Literaturrecherche zu Verfahren und Kennwerten in Bezug auf die Deformation von Folien. Anschließend werden durch Vorversuche die Parameter der Hauptversuche festgelegt und deren Einfluss auf die Deformation der Folie untersucht. Dafür werden die Wanddickenverteilung, der Umformgrad und die temperaturabhängige Längenänderung der Folien ausgewertet. Im abschließenden Foliendeformationsmodell wird ein Zusammenhang zwischen den Messgrößen und den Versuchsparametern hergestellt und ein Idealwert dieses Modells vorgegeben. Haupteinflussfaktor auf die Wanddickenverteilung ist die Schmelzetemperatur und auf den Umformgrad die Werkzeugtemperatur. Der Abstand zwischen dem berechneten Idealwert und den gemessenen Werten liegt bei mindestens 4,65 % und maximal 64,48 %.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/81286977Xkraus.txt
Gräbe, Heiko
Untersuchung der Morphologie und elektrochemischen Eigenschaften von Elektroden für Lithium-Ionen Batterien in Abhängigkeit des temperierten Kalandrierens. - 79 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

Entscheidend für die Leistungsfähigkeit einer Lithium-Ionen Sekundärbatterie ist es, das optimale Verhältnis zwischen elektronischer und ionischer Leitfähigkeit herzustellen. Durch exaktes Kalandrieren der Elektrode auf den bestmöglichen Porositätswert ist dies erreichbar. Grundsätzlich werden die Energiedichte sowie die mechanischen Eigenschaften der Elektroden durch das Kalandrieren verbessert. Für niedrige Porositäten resultieren höhere Energiedichten, allerdings wird die Leistungsfähigkeit der Elektroden aufgrund des auftretenden Blockiereffektes des Binders an der Elektrode/Elektrolyt-Grenzfläche gemindert. In dieser Arbeit wird der grundlegende Einfluss des temperierten Kalandrierens auf die Morphologie und die elektrochemischen Eigenschaften von NCM-Kathoden untersucht. Hierfür werden drei unterschiedliche Flächenkapazitätswerte der Kathoden analysiert (2,0 mAh/cm 2, 2,8 mAh/cm 2 und 3,6 mAh/cm 2). Die Auswirkungen der Kalanderparameter, wie Kalanderspalt und Walzentemperatur, auf die Porosität werden zu Beginn der Arbeit untersucht. Bei höheren Kalanderwalzentemperaturen wurde eine Schichtstärkenzunahme festgestellt, wodurch die Kompaktierung der Elektroden zunehmend schwieriger wird. Dieser Effekt wurde mittels Rasterelektronenmikroskop (REM), energiedispersiver Röntgenanalyse (EDX), Röntgenbeugung (XRD) und dynamischer Differenzkalorimetrie (DSC) untersucht. Anhand jener Ergebnisse wird versucht, den auftretenden Effekt zu erklären. Weiterhin wird gezeigt, dass die elektrische Leitfähigkeit der Elektroden für niedrige Porositäten gesteigert werden kann. Elektroden, die bei einer Temperatur von 100&ring;C kalandriert wurden, zeigten aufgrund der Umstrukturierung des Bindernetzwerkes eine geringere Leitfähigkeit gegenüber denen bei Raumtemperatur. Im letzten Teil der Arbeit werden die Zusammenhänge zwischen den morphologischen und elektrochemischen Analysen aufgezeigt. Dabei werden C-Raten-Tests von Halbzellen gegenüber Lithium-Anoden (EL-Cells) durchgeführt, um die Entladefähigkeit der Kathoden zu bewerten. Langzeitzyklierungstests von Vollzellen gegenüber Graphit-Anoden (Pouch- Zellen) bei einer Entlade-C-Rate von 3C, dienen der Bewertung der Langzeitstabilität der Kathoden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/803775008graeb.txt
Hunold, Christoph
Einfluss der Herstellung von Faserverbundvorformlingen auf erreichbare Bauteileigenschaften. - 81 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Aufgrund gestiegener Anforderungen an die Energieeffizienz besteht in der Industrie der Bedarf, Leichtbaustrategien zu erforschen und weiterzuentwickeln. Faserverstärkte Kunststoffe weisen in vielerlei Hinsicht ein günstiges Eigenschaftsprofil auf. Das RTM-Verfahren bietet ein großes Potenzial zur Serienfertigung verstärkter Bauteile. Für die Herstellung endkonturnaher Vorformlinge kommen vorwiegend sequenzielle Preforming-Methoden zur Anwendung. Die vorliegende Bachelorarbeit untersucht den Einfluss verschiedener Preforming-Strategien auf die Fehlstellenbildung sowie die mechanischen Eigenschaften. Nach der Beschreibung der theoretischen Grundlagen erfolgt die Erarbeitung eines geeigneten Prüfkonzepts. Ziel ist es, Vergleichskriterien zu erstellen, anhand derer die Eignung der Verfahren bezüglich einer industriellen Großserienfertigung beurteilt werden kann. In einer ausführlichen Dokumentation der Versuchsergebnisse wird der Einfluss von Binder- und Nähtechniken auf die mechanischen Kennwerte sowie die Zykluszeiten nachgewiesen. Zum Abschluss erfolgt die quantitative Bewertung der Preforming-Methoden mithilfe einer technisch-wirtschaftlichen Bewertungsmatrix.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/802474101hunol.txt
Sartorius, André
Aluminiumpunktschweißen - Untersuchungen zur Schweißbarkeit, Prozesskontrolle und Standmenge. - 152 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014

Im Rahmen dieser Masterarbeit wird die Widerstandspunktschweißklebbarkeit sowie die Elektrodenkappenstandmenge und Prozessfähigkeit verschiedener Materialpaarungen der 5xxxer und 6xxxer Aluminiumknetlegierungsserien analysiert. Im ersten Abschnitt der Arbeit werden nach den durchgeführten Widerstandspunktschweißungen die Schweißbarkeit verschiedener zuvor ausgewählter Materialpaarungen anhand der ausgeknöpften Blechpaarung, makroskopischen Schliffbildern und durchgeführten Zugversuchen charakterisiert. Dabei liegen die Untersuchungsschwerpunkte auf den Schweißpunktdurchmessern, der Zugfestigkeit der Schweißpunkte mit und ohne Klebstoff und der kritischen Prozessfähigkeit in Relation zu den zuvor definierten Mindestschweißpunktdurchmessern. Der zweite Abschnitt behandelt das Elektrodenkappenstandmengenverhalten sowie mögliche Optimierungsmaßnahmen zur Erhöhung des Standmengenverhaltens. Dabei wird das Anlegieren der Elektrodenkappen auf der Blechoberfläche untersucht. Der Fokus liegt hierbei auf dem Erhöhen der Elektrodenkappenstandmenge mittels Variation der Elektrodenkappengeometrie und Anwendung eines neu entwickelten Softwarepakets zur rotatorischen Zangendrehbewegung. Im dritten Abschnitt wird eine mögliche Optimierungsmaßnahme hinsichtlich der Prozessfähigkeit untersucht. Dabei dient die Standardabweichung als Vergleichsparameter. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf der Generierung eines reproduzierbaren Schweißlinsendurchmessers mittels eines adaptiven Schweißstromreglers für Aluminium. Hinsichtlich der Schweißbarkeit hat sich gezeigt, dass diese von der Gesamtblechdicke der Materialpaarung sowie der Homogenität der Konversionsbeschichtung abhängt. Die Elektrodenkappenstandmenge ist stark von der Oxidschichtdicke abhängig. Dabei ist auf eine homogene Konversionsschicht zu achten. Des Weiteren kann eine höhere Standmenge durch die Reduzierung der Stromdichte realisiert werden. Dies ist durch die Vergrößerung der Elektrodenkappenradien und Elektrodenkappendurchmesser möglich. Hierfür ist eine Anlagentechnik, welche größere Elektrodenkräfte aufbringt zu verwenden. Durch die Anwendung einer rotatorischen Schweißzangendrehbewegung während des Schweißprozesses lässt sich die Elektrodenkappenstandmenge erhöhen. Die Prozessfähigkeit ließ sich anhand des adaptiven Schweißstromreglers für Aluminium nicht verbessert werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/814171907sarto.txt
Endrikat, Anna
Untersuchung von Möglichkeiten zur Beeinflussung des Lichtbogen-Drahtspritzprozesses. - 87 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014

In der vorliegenden Arbeit wurden Möglichkeiten untersucht, um den Lichtbogen-Drahtspritzprozess (LDS) dahingehend zu beeinflussen, die Schichtqualität zu verbessern. Durch geeignete Wahl der Spritzparameter können die Partikeleigenschaften Geschwindigkeit, Temperatur und Größe innerhalb bestimmter Grenzen gesteuert werden und entscheiden demnach auch über die Eigenschaften der Schicht. Beim atmosphärischen LDS sind die Voraussetzungen für dichte und gut haftende Schichten schlecht. Dies erfordert die Analyse zusätzlicher Einflussfaktoren. Zuerst wurde die Veränderung der Gasströmung durch Rohre untersucht, um die Wirkung auf das Schichtgefüge zu analysieren. Nachfolgend ist der Einfluss eines äußeren Magnetfeldes auf die Kupferschicht überprüft wurden. Hinsichtlich der Strömungsbeeinflussung konnte lediglich eine Homogenisierung des Strömungsquerschnitts realisiert werden. Ein positiver Einfluss auf das Schichtgefüge ist allerdings nicht vorhanden. Bezüglich des B-Feldes wurde eine Reduktion der Lamellendicke um etwa 10% erreicht, wobei die Wirkung des Magnetfeldes von dessen Stärke abhängt. Durch geeignete Veränderungen der B-Feldgeometrie und -stärke ist basierend auf den Ergebnissen zu erwarten, dass noch dünnere Lamellen herstellbar sind.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/814166261endri.txt
Sinn, Jane
Entwicklung und Optimierung einer Messeinheit zur Analyse von a-C:H-Schichten mittels Glimmentladungsspektroskopie. - 95 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014

Die Beschichtung von Düsennadeln unterliegt der ständigen Qualitätskontrolle. Eine Möglichkeit Schichtdicken zu messen ist die Glimmentladungsspektroskopie. Es wurde eine Methode entwickelt, mit der die Schichtelemente quantitativ über der Tiefe dargestellt werden. Dafür wurde der vorhandene Probenhalter verändert. Die Lage der Probe führte zu einer Verbesserung des Messprozesses. Negativ wirkende Einflüsse wurden reduziert. Durch die Veränderungen im Prozess wurde die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse erzielt. Sie wurden mit den bisherigen Methoden Infrarotspektroskopie, Röntgenfluoreszenzanalyse und Kalottenschliff verglichen. Die gemessenen Schichtdicken sind bei allen Methoden gleich, so dass die Glimmentladung mit der entwickelten Messmethode und dem Probenhalter als zuverlässiges Messmittel eingesetzt wird.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/812885708sinn.txt
Roth, Natalie
Schwingfestigkeit induktionsgehärteter Wellen. - 78 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014

Die Abhandlung zum Thema "Schwingfestigkeit induktionsgehärteter Wellen" umfasst Zug-Druck-Schwingversuche an vergüteten und induktiv gehärteten Bauteilen zur Ermittlung von Kennwerten randschichtgehärteter Bauteile. Bei vergüteten Bauteilen konnten dehnungskontrollierte Wöhlerversuche durchgeführt werden, welche mit den theoretischen Vorgaben des Uniform Material Laws verglichen wurden. Des Weiteren erfolgten Umlaufbiege- und Torsionsversuche an randschichtgehärteten Bauteilen, um die Dimensionierungsgenauigkeit der FKM-Richtlinie (Auflage 6) zu untersuchen. Für solch inhomogene Werkstoffzustände wurde ebenfalls die dort vorgeschlagene Berechnung anhand des Konzeptes der lokalen Dauerfestigkeiten zur Betrachtung herangezogen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/812882393roth.txt
Klauer, Christian
Untersuchungen zur Verdüsung nicht metallischer Werkstoffe mit einem thermischen DC-Plasma. - 98 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Untersuchung einer neuartigen Methode zur Herstellung von Glasfasern mithilfe eines indirekten DC-Plasmas. Ziel war es, dieses bereits bestehende Verfahren weiter zu optimieren und die Anwendbarkeit dieser Technologie zur Herstellung flächiger Glasstrukturen, wie etwa Vliese oder Schichten, zu prüfen. Hierzu wurden in einer umfangreichen Versuchsserie verschiedene Parameter variiert und die Resultate untersucht. Zur Erzeugung flächiger Strukturen wurde das Thermometerglas I-860 thermisch auf die Substrate, bestehend aus Stahl- und Graphitscheiben sowie Kupfergittern, gespritzt. Es konnte eine Schichtbildung auf Graphit nachgewiesen werden. Weiterhin wurde die Verdüsung einer Kupfer-Glas Kombination analysiert. Das hierbei verwendete Glas Duran 3.3 erwies sich als ergebnisfördernd in Bezug auf die Produktion von Glasfasern. Ebenfalls zeigte sich, dass man mit diesem Verfahren in der Lage ist, Glasfasern aus Glaspulver herzustellen. Auch die Erzeugung von Vliesen konnte nachgewiesen werden, sowie die Machbarkeit von Glasfasern, in deren Inneren sich eine Kupferfaser befindet.


Hartung, Sascha
Entwicklung und Verifizierung eines Modells zur Berechnung der Leistungsaufnahme von Nutbuchsenextrudern. - 70 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014

Die energetische Betrachtung der Kunststoffproduktion wird mit den steigenden Energiepreisen immer wichtiger. Um Kunststoffe effizient verarbeiten zu können, müssen optimale Prozessparameter eingestellt werden. Die Vorgänge in Fertigungsmaschinen werden daher erforscht, um diese Parameter zu finden. Diese Arbeit baut auf den Ergebnissen von SCHNEIDMADEL [Sch13] auf, um die Energiebilanz der Einzugszone eines fördersteifen Extruders zu untersuchen. In einer intensiven Literaturrecherche wurden bestehende Modelle zur Beschreibung der Vorgänge in Einschneckenextrudern analysiert und verglichen. Nachdem benötigte Materialeigenschaften ermittelt wurden, wurden die Modelle in Versuchen am Extruder geprüft. Zu diesem Zweck wurde ein fördersteifer Extruder mit SCHNEIDMADELs Feststoffdrossel auf die Einzugszone verkürzt. Die Ergebnisse der Versuche zeigen, dass Modelle zur Durchsatzkalkulation verifiziert werden können. Zur Kalkulation der dissipativen Leistung in der Einzugszone wird ein neues Modell vorgestellt, dass die Energiebilanzgleichung von SCHNEIDMADEL vervollständigt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/812747291hartu.txt
Dimmler, Frank
Ermittlung mechanischer Eigenschaften von faserverstärkten Aluminiumschäumen. - 89 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014

Im Laufe der letzten Jahre hat der Leichtbau immer mehr an Bedeutung gewonnen. Sei es um Grenzwerte im Transportwesen einzuhalten, Energie beim Betrieb von Maschinen einzusparen oder größere Dimensionen bei Konstruktionen zu erreichen. Bisher wurde bei Leichtbau zuerst an die Verwendung von Kunststoff, GFK, CFK oder auch Aluminium als massives Material gedacht. Doch die wenigsten denken an Metallschaum. Durch die zellulare Struktur verspricht dieses Material bei einer sehr geringen Dichte eine relativ hohe Steifigkeit. Trotz intensiver Forschung an diesem Material bestehen nach wie vor große Kenntnislücken. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Ermittlung mechanischer Eigenschaften von faserverstärkten Aluminiumschäumen. Zunächst wurde eine Schäumform konzipiert und umgesetzt, um die benötigten Proben herzustellen. Desweiteren wurden verschiedene Versuche zum Aufschäumverhalten der verwendeten Legierungen durchgeführt, um die Herstellungsparameter zu untersuchen. Weiterhin wurde untersucht, wie sich Glasfasern auf das Aufschäumverhalten auswirken. Zur Ermittlung der mechanischen Eigenschaften wurden die hergestellten Proben schließlich Druckversuchen unterzogen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/810688476dimml.txt
Lindhof, Martin
Elektromagnetisches Verhalten von Faserverbundstrukturen im nieder- bzw. mittelfrequenten Nahfeldbereich. - 103 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014

Faserverbundkunststoffe sind vielseitig einsetzbare Werkstoffe, deren elektrische Eigenschaften im Gegensatz zu dem mechanischen Verhalten bislang wenig betrachtet werden. Die vorliegende Masterarbeit beinhaltet Untersuchungen des elektrischen sowie elektromagnetischen Verhaltens von Carbonfaserverstärkten Kunststoffen. Explizit werden Messungen hinsichtlich der elektrischen Leitfähigkeit und der Schirmwirkung im magnetischen Nahfeld durchgeführt. Für die Leitfähigkeitsbestimmung wurde ein Messaufbau konzipiert und umgesetzt. Zudem werden Optimierungen der elektrischen Eigenschaften auf Halbzeugebene untersucht. Abschließend erfolgt eine Beurteilung der vorherrschenden Berechnungsgrundlagen für die elektrische Leitfähigkeit von Faserverbundkunststoffen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/806914777lindh.txt
Klassen, Sergej
Auswirkungen von Oberflächenmodifikationen von Aluminiumschaum (ALS) eines Hybridverbundes aus ALS und thermoplastischem Kunststoff (TPK) auf die mechanischen Eigenschaften. - 118 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014

Die stetig steigende Anforderung nach konsequenten Leichtbau gepaart mit strengen Richtlinien der passiven Sicherheit sowie den Wunsch nach immer kompakteren Fortbewegungsmitteln sind die treibende Kraft bei der Entwicklung innovativer Produkte im Automobilbau. Hybridverbunde aus thermoplastischen Kunststoff und Aluminiumschaum erfüllen durch die niedrige Verbunddichte und guten mechanischen Eigenschaften diese Anforderungen. Während der Verbundherstellung im Spritzgießprozess kommt es durch das Eindringen der Kunststoffschmelze zu einer Schädigung des Aluminiumschaum-Einlegers. Ziel dieser Bachelorarbeit ist diese Schädigung zu minimieren sowie die Verbundfestigkeit des entstehenden Hybridbauteils zu steigern. Dabei werden die für die Infiltration und Haftung verantwortlichen Mechanismen ausgearbeitet und durch gezielte Oberflächenmodifikation gesteuert. Die Auswahl der Oberflächenbehandlungsmaßnahmen wird durch eine Gegenüberstellung möglicher Methoden erreicht. Mittels statistischer Versuchsplanung werden günstige Spritzgießparameter festgelegt. Nach der Verbundherstellung erfolgt die Charakterisierung der mechanischen Eigenschaften sowie deren Beeinflussung durch die Oberflächenmodifikation. Hierfür werden die Biege und Druckeigenschaften sowie Verbundfestigkeit und Eindringmasse mittels Biege-, Druck- und Schälversuche sowie das Wiegen der Bauteile ermittelt. Dabei wird ein Zusammenhang zwischen den mechanischen Eigenschaftsänderungen und Oberflächenbehandlungen deutlich.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/806808713klass.txt
Ullmann, Philipp
RTM Prozessbeschleunigung durch physische Separierung von Injektion und Aushärtung. - 115 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Analyse technischer Möglichkeiten zur Beschleunigung des Resin Transfer Moulding Verfahrens durch Parallelisierung von Teilprozessen. Diesbezüglich liegt das Hauptaugenmerk der Arbeit auf der physischen Separierung der Injektion und der Aushärtung. Im ersten Schritt wird das gesamte Verfahren analysiert und die Grundlagen für eine parallelisierte Prozessführung erarbeitet. Auf Basis des Stands der Technik werden die, der Trennung der Injektion und Aushärtung zu Grunde liegenden, Parameter definiert. Anschließend werden verschiedene Möglichkeiten zur Überführung des imprägnierten Faserhalbzeugs in die Aushärtestation beschrieben. Bestandteil der Arbeit ist zudem die Beurteilung der Transportkonzepte bezüglich ihrer Vor- und Nachteile. Basierend auf einer Bewertung erfolgt die Auswahl geeigneter Transportsysteme für die weiteren Untersuchungen der Arbeit. Den Abschluss der Konzeptionierung bildet eine theoretische Abschätzung der Zykluszeiteinsparung. Im Rahmen der praktischen Untersuchungen werden, basierend auf der Bewertung, zwei Transportkonzepte exemplarisch umgesetzt. Mit den Untersuchungen werden Erkenntnisse über die Funktionstauglichkeit der Konzepte sowie über auftretende prozessbedingte Fehlstellen gewonnen. Zudem werden Strategien zur Minimierung dieser Fehlstellen entwickelt. Des Weiteren erfolgt ein experimenteller Nachweis der Zykluszeiteinsparung. Abschließend werden die einzuhaltenden Rahmenbedingungen für eine Separierung der Injektion und Aushärtung, unter Erhaltung einer hohen Bauteilqualität, definiert und beschrieben.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/806806745ullma.txt
Schultheiß, Ulrich
Untersuchungen zum Verhalten von Stählen unter dynamisch schlagartiger Belastung. - 142 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014

Zur Simulation von Bauteilen unter Crashbelastung werden Materialkennwerte benötigt, die bei entsprechend hohen Verformungsgeschwindigkeiten ermittelt werden, da sich das Materialverhalten mit der Belastungsgeschwindigkeit ändert. Zur Ermittlung der dynamischen Materialkennwerte werden Hochgeschwindigkeitszugversuche durchgeführt, wobei mit steigender Belastungsgeschwindigkeit auch die Anforderung an die Messtechnik steigt und die Kraftmessung nicht mehr global sondern lokal durchgeführt werden muss. Die zu untersuchenden Werkstoffe sind die Dualpahsenstähle HCT500XD, HCT780XD und HCT980XD, vorverformter HCT780XD, sowie lasergeschweiyte Verbindungen aus HCT500XD und HCT980XD. Bei allen Versuchsserien konnte ein Festigkeitszuwachs von Rm > 64 MPa bei Dehnraten von 100 1/s im Vergleich zu quasistatischer Belastung erzielt werden, wobei der Festigkeitsanstieg bei den Grundwerkstoffen unabhänig von der Ausgangsfestigkeit ist. Neben der Festigkeit steigt bei allen Versuchsserien mit Ausnahme des lasergeschweiyten HCT980XD auch die Bruchdehnung bei steigender Dehnrate, während die Gleichmaydehnung nahezu gleich bleibt. Somit konnte eine positive Dehnratenabhängigkeit für Dualphasenstähle nachgewiesen werden. Des weiteren konnte eine Funktion der Zugfestigkeit in Abhänigkeit der Dehnrate entwickelt werden. Für exakte Berechnungen müssen die ermittelten Koeffzienten noch genauer bestimmt werden. Zusätzlich wurden Schallgeschwindigkeitsmessungen an definiert vorverformten Proben durchgeführt. Als Ergebnis kann eine Abhängigkeit der Schallgeschwindigkeit von der Verformung festgestellt werden. Unter Berücksichtigung der texturbedingten Anisotropie der Schallgeschwindigkeit kann somit nach der Ermittlung von Kalibrierkurven die Verformung von Proben bestimmt werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/805435328schul.txt
Ziegler, Mario
Plasmagestützte Atomlagenabscheidung von supraleitenden Niobnitrid-Dünnschichten. - 122 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014

Supraleitende Niobnitrid (NbNx) Dünnschichten wurden mittels plasmagestützter Atomlagenabscheidung (PEALD) unter der Verwendung des metal-organischen Precursors Tert-Butylimino-Tris(Di-Ethylamino)Niob (TBTDEN) und Wasserstoffplasma abgeschieden. Die Sprungtemperatur (TC) und der spezifische Widerstand wurden mittels Vierspitzenmessung gemessen. Durch Rutherfordsche Rückstreuspektrometrie (RBS) und Röntgendiffraktometrie (XRD) wurden die Zusammensetzung und die kristallografischen Eigenschaften der abgeschiedenen Schichten untersucht. Der Beschichtungsprozess wurde hinsichtlich eines niedrigen spezifischen Widerstandes sowie einer hohen Sprungtemperatur hin optimiert. Eine Sprungtemperatur von 14 K sowie ein spezifischer Widerstand von 2,5 [my] [Omega]m wurde erreicht. Anfänglich wurde eine hohe Konzentration von Sauerstoff in den Schichten detektiert. Durch eine geeignete Parameterwahl insbesondere bei den Plasmaparameter konnte die Sauerstoffkonzentration von anfänglich 57 Atomprozent (at.%) auf 11 at.% verringert werden. Der Einfluss der Schichtdicke auf die elektrischen Eigenschaften wurde auf verschiedenen Substraten untersucht. Als Substrate wurden Silizium mit nativem Oxid, Silizium mit 200 nm thermisches Oxid, Saphir und poliertes Magnesiumoxid verwendet. Die analysierten Schichtdicken reichen von 3,5 nm bis 60 nm und zeigten Sprungtemperaturen von 6,2 K bis 14 K. Dabei wurden die höchsten Sprungtemperaturen auf Saphir und die geringsten auf Magnesiumoxid gemessen. Aufgrund eines neuen Pumpensystems konnte der Sauerstoffgehalt in den Schichten weiter auf 5 at.% reduziert werden. Die Schichtzusammensetzung ist somit Nb63N32O5. XRD Messungen zeigten die Abscheidung von polykristallinem Niobnitrid sowie von monokristallinem Nioboxid. Daraus ergibt sich eine verringerte effektive Schichtdicke für den supraleitenden Bereich. Wegen der herausragenden Schichtdickenkontrolle und der hohen Sprungtemperatur sind diese Schichten sehr gut für die Anwendung im Bereich supraleitender Elektronik und Sensoranwendungen geeignet.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/799262692ziegl.txt
Wang, Qiang
Über die Polymerisation von PEDOT in verschiedenen Medien. - 72 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014

Diese Arbeit beschäftigt sich mit Herstellung und Charakterisierung von Poly(3,4-ethylendioxylthiophen) (PEDOT)-Schichten. In dieser Arbeit wurden die PEDOT-Schichten durch Chronopotentiometrie (CP) in wässeriger Lösung bzw. in Acetonitril-Lösung und in ionischer Flüssigkeiten abgeschieden. Anschließend wurde der Memory-Effekt der PEDOT-Schicht mit Cyclovoltammetrie (CV) untersucht. Ebenfalls wurden durch eine In-situ Analyse mit elektrochemischer Quarzmikrowaage (EQCM) und Ex-situ Analyse mit Rasterelektronenmikroskop (REM), die Eigenschaften der PEDOT-Schichten mit PTFE- oder Diamant-Partikeln analysiert. Es wurde festgestellt, dass in ionischen Flüssigkeiten und ionischen Flüssigkeiten: Acetonitril Mischungen kein Memory-Effekt von PEDOT-Schichten auftritt. Außerdem wurde in dieser Masterthesis herausgefunden, dass durch die Präsenz der Partikel in der PEDOT-Schicht, die Eigenschaften der Schichten beeinflusst werden könnten.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/799196231wang.txt
Kirschner, Markus Matthias
Korrelation von Gefügeeigenschaften und Bruchstrukturen hochfester Mehrphasenstähle. - 145 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014

Es ist festzustellen, dass die etablierten Kenntnisse der fraktographischen Auswertung nach VDI RL-3822 Blatt 2 auch für hochfeste Mehrphasenstähle immer noch Gültigkeit besitzen. Außerdem ist es möglich verschiedene Gefügeeigenschaften in der Bruchstruktur der hochfesten Mehrphasenstähle zu erkennen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/79847002Xkirsc.txt
Loy, Katharina
Design and testing of accelerated corrosion tests for the implant material Ti6Al4V in Hanks' balanced salt solution. - 64 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014

Das Korrosionsverhalten des Implantatwerkstoffs Ti6Al4V in Hanks Lösung wurde untersucht. Immersionstests (bis max. 45 Tage) und elektrochemische Tests wurden durchgeführt. Der zeitliche Verlauf des Korrosionspotentials mit der Zeit wurde bestimmt. Die Metallionenfreisetzung wurde durch optische Emissionsspektroskopie im induktiv gekoppelten Plasmas (ICP-OES) gemessen. Licht- und Rasterelektronenmikroskopie wurden zur metallographischen Untersuchung verwendet. Anodische und Tafel Polarisation sowie der Polarisationswiderstand wurden gemessen und die Korrosionsstromdichte berechnet. Referenzbedingungen für die Tests wurden durch Schleifen der Proben mit P600 SiC-Papier erreicht. Die Lösung wurde auf 37&ring;C und pH 7.4 eingestellt. Eine Beschleunigung der Tests wurde durch Erhöhung der Temperatur (40&ring;C, Simulation von Fieber) und Absenkung des pH Werts (4.0, Simulation einer Entzündung) erreicht. Die Oberfläche wurde durch Schleifen mit P320 und P120 SiC-Papier, sowie durch Verwendung von Partikeln erhöht. Zudem wurden Mikrorisse durch eine Acrylbeschichtung simuliert. Das Korrosionspotential zeigte, dass sich eine schützende Oxidschicht der Legierung innerhalb der ersten Tage in Lösung ausbildete, was von erhöhter Temperatur und Fluidbewegung begünstigt wurde. Die Schicht blieb etwa drei Wochen intakt; darauf folgen Zyklen von Korrosion und erneuter Passivierung. Die Korrosionsbeständigkeit wurde durch niedrigere pH Werte sowie glattere Oberflächen herabgesetzt. Die Freisetzung von Al-Ionen (ca. 0.020-0.060 mg/l) war etwa um eine Größenordnung höher als die von Ti-Ionen. V-Ionen (ca. 0.005 mg/l) wurden nur bei Experimenten mit Partikeln detektiert, was auf das erhöhte Verhältnis von Metalloberfläche zu Menge der Lösung zurückgeführt wurde. Anodische Polarisationstests zeigten, dass sich die Passivschicht bei geringeren Potentialen bildet, wenn die Probenoberfläche glatter ist und die Lösung einen höheren pH Wert aufweist. Das Breakdown Potential lag bei etwa 1.9 V vs. SHE. Die Korrosionsstromdichte beträgt ca. 5 [my]A/cm 2. Die Ergebnisse der Polarisationsversuche sind aufgrund der großen Streuung der Einzelergebnisse kritisch zu betrachten.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/798245042loy.txt
Franz, Anna
Herstellung und Anwendung reaktiver Mehrschichtsysteme für die Aufbau- und Verbindungstechnik. - 87 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014

Das Ziel dieser Bachelorarbeit war die Herstellung und Anwendung von reaktiven Mehrschichtsystemen für die Aufbau- und Verbindungstechnik. Als Substratmaterialien wurden hierbei Silizium, Low Temperature Cofired Ceramics (LTCC) und Kupfer verwendet. Auf diese Substrate wurde das reaktive Schichtsystem aus Nickel-Aluminium oder Silizium-Titan mittels physical vapour deposition-Magnetronsputtern aufgetragen. Die verwendeten Schichtdicken reichten von 10 bis 30 [my]m. Zusätzlich wurde zwischen Substrat und Schicht und auf die Schicht Zinn gesputtert, welches als Lotmittel fungiert. Das Prinzip von reaktiven Mehrschichtsystemen besteht darin, die beteiligten Fügepartner aufgrund einer exothermen Reaktion stoffschlüssig miteinander zu verbinden. Hierbei sind die Fügepartner kaum thermischen Belastungen ausgesetzt, da die Reaktion sehr schnell abläuft (< 1 s). Diese exotherme Reaktion wurde durch einen Festkörperlaser oder elektrischen Funken initiiert. Hierbei war festzustellen, dass die Funkenzündung mit den eingestellten Parametern zu erfolgreichen Ergebnissen geführt hat. Die Laserzündung zeigte hingegen keine Reaktion der Schichten untereinander. Nach der Zündung wurden die Proben mit verschiedenen Verfahren untersucht. Hierbei erfolgte eine Gefügeuntersuchung der gezündeten Proben mittels Rasterelektronenmikroskop und Lichtmikroskop. Dies geschah auch an den Querschnitten der Proben. Weiterhin wurden die Schichten durch Röntgendiffraktometrie auf ihre Phasenzusammensetzung untersucht, um Aussagen über den Fortschritt der exothermen Reaktion zu gewinnen. Hierbei wurde deutlich, dass die Proben mit Laserbeschuss keine intermetallischen Phasen im Schichtsystem bildeten, wohingegen die durch elektrische Funken gezündeten Proben ebendiese Phasen aufwiesen. Zusammenfassend wurden die ersten Versuche in dieser Thematik erfolgreich abgeschlossen, allerdings ist zum gegenwärtigen Zeitpunkt eine Anwendung unter den gegebenen Parametern noch nicht möglich. Daher sollten weitergehende Versuch für die Optimierung der Versuchsparameter angestellt werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/798199040franz.txt
Kok, Lars
Chemische Nickelrückgewinnung durch Mikrofiltration. - 62 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014

Das Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung der Mikrofiltration als Abwasserreinigungssystem für galvanische Abwässer. Die Fällung von Schwermetallen insbesondere von Nickel steht dabei im Vordergrund. Die Mikrofiltration soll dabei an einer Pilotanlage untersucht werden. Der Hauptaspekt der Untersuchungen ist die Überprüfung der Tauglichkeit der zur Verfügung gestellten Anlage. Weiterhin werden Untersuchungen an einer kleineren Anlage durchgeführt. Hierbei ist die Verwendung verschiedener Filtergrößen im Fokus, außerdem soll der Einfluss, wie der des pH-Werts und des Fällungsmittels überprüft werden. Im theoretischen Teil soll ein Einblick in die vielzähligen Möglichkeiten der Abwasserbehandlungen gegeben werden. In diesem Zusammenhang werden ebenfalls einige Strategien zur Reduktion von Abwasser dargestellt. Die praktischen Versuche beschäftigen sich zuerst mit der Versuchsanlage, diese Anlage war in der verwendeten Ausführung nicht für den Prozess geeignet und die Versuche mussten eingestellt werden. Die Verstopfung des Filters ist das Hauptproblem der Anlage. Bei den Untersuchungen in der kleineren Anlage gibt es kaum Probleme mit der Verstopfung der Filter. Vornehmlich wurde die Wirksamkeit der Filter untersucht. Das Ergebnis lautet je größer der Filter, desto einfacher das Filtrieren, aber umso mehr Material gelangte durch den Filter. Anschließend wurde die im Filtrat verbleibenden Teilchen mit Lichtmikroskop und verschiedenen Partikelmessgeräten untersucht. Dabei können Partikel detektiert werden, die deutlich kleiner als die verfügbaren Filtergrößen sind.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/798198044kok.txt
Yue, Yan
Oberflächenstrukturierung auf thermoplastischen Gleitoberflächen zur Minderung der Abrasion. - 73 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014

Verschleiß stellt eine Herausforderung bei der Herstellung thermoplastischer Formteile dar, die einer Gleitbeanspruchung auf Sand ausgesetzt sind. Die Verringerung der Abrasion bei einer Reibpaarung Kunststoff-Sand würde die Herstellung langlebiger Gleitelemente zulassen. Es wird vermutet, dass Abrasion durch die Einbringung einer werkstoffunabhängigen Oberflächenstrukturierung der Gleitfläche erreicht werden kann. Auf der Grundlage biologischer Oberflächenstrukturierungen werden technisch umsetzbare Modelle erstellt. Diese werden anhand vorhandener Messeinrichtungen getestet und die Ergebnisse über eigens entwickelte Kriterien bestimmt. Ziel der Arbeit ist es eine Oberflächenstrukturierung herzustellen, die verringerte Abrasions und Reibwerte besitzt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/798122730yue.txt
Ludewig, Tobias
Identifizierung und Reduzierung produktionshemmender Faktoren in Prozessketten zur wirtschaftlichen Herstellung von FVK Strukturen. - 159 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014

Diese Arbeit befasst sich mit der Identifizierung und Reduzierung produktionshemmender Faktoren in Prozessketten zur wirtschaftlichen Herstellung von Strukturen aus faserverstärktem Kunststoff (FVK). Hierbei werden die Prozessketten dreier möglicher Verfahren zur Herstellung von FVK-Strukturen betrachtet. Die zu untersuchenden Verfahren sind: das Vakuuminfusionsverfahren, das Resin Transfer Moulding und die Organoblechherstellung. Zuerst werden die Prozessketten der Verfahren analysiert und prozesshemmende Faktoren identifiziert. Des Weiteren werden aus den Prozessen heraus, wichtige Parameter bzw. technisch-wirtschaftliche Kennzahlen für die Analyse ermittelt. Danach sollen die prozesshemmenden Faktoren eliminiert und optimierte Prozessketten ausgearbeitet werden. Abschließend soll ein Vergleich der ursprünglichen mit den optimierten Prozessketten auf Grundlage der technisch-wirtschaftlichen Kennzahlen erfolgen und dabei die optimalste Prozesskette herausgearbeitet werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/797944923ludew.txt
May, Mathias
Mahlkörper zur Elektromechanischen Trocken- und Nassmahlung von Rohstoffen und Materialien. - 103 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014

In der Baustoff herstellenden Industrie ist es zunehmend wichtiger, energieeffizienter zu arbeiten. Hier werden für Mahlprozesse hauptsächlich Kugel-, Walz- und Schwingmühlen verwendet. Diese Anlagen sind durch das Prinzip der Energieübertragung stark verlustbehaftet. Als Alternative bietet sich die elektromechanische Trockenmahlung an. Hiermit sind große Energieeinsparungen möglich, da die Energie direkt auf die Mahlkörper übertragen wird. Allerdings sind alle auf dem Markt verfügbaren Mahlkörper für die elektromechanische Mahlung ungeeignet, da sie keine ausreichenden magnetischen Eigenschaften aufweisen. Voruntersuchungen am Fachgebiet Anorganisch-nichtmetallische Werkstoffe der TU Ilmenau zeigen, dass Strontiumhexaferrit als Ausgangsmaterial geeignet ist. Dieses Material besitzt hinreichende magnetische Eigenschaften und ist zudem kostengünstig. Ziel dieser Arbeit ist es, den Verschleißwiderstand der daraus hergestellten Mahlkörper so zu erhöhen, dass ein spezifischer Verschleiß von < 100 g/t erreicht wird. Dies soll über die Verringerung der Porosität in den Mahlkörpern erfolgen. Hierzu wurden von Projektpartnern zwei verschieden hergestellte Hexaferritmaterialien zur Verfügung gestellt. Daraus wurden Grünlingschargen mit unterschiedlich aufgemahlenen Pulvern und verschiedenen Sinterhilfsmitteln hergestellt. Nach dem Sintern zeigte sich, dass das Ausgangsmaterial einen großen Einfluss auf den Verschleißwiderstand der Mahlkörper hat. Dieses muss intrinsische mechanische Eigenschaften aufweisen, die im Mahlkörper zu einem verschleißfesten Gefüge führen. Die Variation verschiedener Sinterhilfsmittel beeinflusste den Verschleiß nur gering. Der Einfluss der Partikelgrößenverteilung der Ausgangspulver auf die Verschleißfestigkeit konnte nicht eindeutig nachgewiesen werden. Hier sind weitere systematische Untersuchungen notwendig. Allerdings konnte nicht nachgewiesen werden, dass eine geringe Porosität automatisch zu einem größeren Verschleißwiderstand führt, da die Zusammenhänge von den Eigenschaften der Ausgangsmaterialien überlappt werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/79679765Xmay.txt
Berthold, Theresa
Herstellung und Charakterisierung von Dünnschichten aus dotiertem Bariumhexaferrit durch HF-Co-Sputtern. - 60 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014

In dieser Arbeit wurde die Möglichkeit der Herstellung von dünnen Titan-Cobalt-substituierten Bariumhexaferrit-Schichten mittels HF-co-Sputterns untersucht. Unterschiedliche Substitutionsgehalte wurden erzeugt, um eine kristalline Struktur BaFe12-x-yTixCoyO19 zu realisieren. Die Schichten wurden auf Aluminiumoxid- und LTCC- (low temperature co-fired ceramic) Substraten abgeschieden. Die chemische Zusammensetzung der Schichten wurde mittels EDX und ICP-OES ermittelt. Die Morphologie der Oberfläche der Schichten vor und nach einer Wärmebehandlung wurde am REM analysiert. Die Ausbildung unterschiedlicher Phasen wurde mit XRD beobachtet, in Abhängigkeit von dem Substitutionsgehalt, dem verwendeten Substrat und den Parametern der Wärmebehandlung. Die magnetischen und elektromagnetischen Eigenschaften wurden charakterisiert mittels VSM und Bestimmung der S-Parameter in Abhängigkeit von der Frequenz. In dieser Arbeit konnten Ti-substituierte Bariumhexaferrit Schichten auf Aluminiumoxid-Substraten mit unterschiedlichen Substitutionsgehalten mittels HF-co-Sputtern und anschließender Wärmebehandlung erzeugt werden. Die Co-Konzentration fiel geringer aus, als nach den Voruntersuchungen erwartet. Die statischen magnetischen Eigenschaften werden durch die Schichtdicke beeinflusst. Die magnetische Remanenz fällt und die Koerzitivfeldstärke steigt bei geringerer Schichtdicke. Die auf LTCC abgeschiedenen Schichten kristallisieren bei gleichen Prozessparametern nicht zu reinem Bariumhexaferrit. Die nicht substituierte Schicht bildet bei einer Wärmebehandlung (900 &ring;C für 30 min) neben Bariumhexaferrit eine Hämatitphase aus. Um den Einfluss des Substratmaterials auf das Kristallisationsverhalten zu untersuchen, sollten in-situ Hochtemperatur XRD Studien durchgeführt werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/796700338berth.txt
Kluge, Thomas
Herstellung und Ermittlung mechanischer Eigenschaften von CNT-verstärktem Aluminiumschaum. - 92 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014

Leichtbau gewinnt in vielen Bereichen, wie z.B. in der Automobilindustrie oder im Flugzeugbau, immer mehr an Bedeutung. Metallschäume sind damit ein optimales Material um im Leichtbau einen großen Fortschritt zu erlangen. Ziel dieser Arbeit ist es, Kohlenstoff-Nanoröhren in die Metallschäume zu integrieren und somit die bereits guten Eigenschaften der in dieser Arbeit verwendeten Aluminiumschäume weiter zu verbessern und neue Eigenschaften hervorzubringen. Hierzu werden die Legierungsbestandteile der Schäume in Pulverform mit den CNT's in einer Kugelmühle vermischt. Anschließend wird das gemischte Pulver heißgepresst und der daraus entstehende Pressling aufgeschäumt. Das Pulver wird vor dem Pressen einer Partikelanalyse unterzogen um den Partikelzustand nach verschiedenen Mahldauern zu betrachten und zu untersuchen. Der Pressling wird auf Risse und die Partikelzusammensetzung untersucht und somit wird auf die Schäumbarkeit des Presslings geschlussfolgert. Bei dem Schaum wird das Gefüge analysiert und es wird nach Gründen gesucht für misslungene Schäumversuche. Des Weiteren werden die Presslinge und die Schäume, welche CNT's enthalten, auf dessen Verteilung geprüft. Am Ende der Arbeit wird dargelegt welchen Effekt verschiedene Parameter der Kugelmühle, als auch verschiedene Pulverzusätze, wie z.B. das PCA, auf den Schaum haben.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/796675376kluge.txt
Hardi, Elisabeth
Tiefenaufgelöste Härtemessung zur Beurteilung von Initiatoren der Glasalterung. - 80 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014

Vier Modellgläser, A, B, C und D, zusammengesetzt aus 72 % SiO2, 14 % Na2O und jeweils 14 % CaO, B2O3, Al2O3 und ZnO wurden in dieser Arbeit verwendet, um den Zusammenhang zwischen chemischen Angriff und mechanischen Oberflächeneigenschaften zu untersuchen. Die Gläser wurden bis zu sieben Tage lang bei 60&ring;C und 85 % relativer Luftfeuchtigkeit korrodiert. An den korrodierten Proben wurden tiefensensitive Härtemessungen mittels Nanoindentation durchgeführt. Dabei wurde festgestellt, dass die Gläser A und B stark, die Gläser C und D nur schwach korrodieren, also die Korrosionsneigung von der chemischen Zusammensetzung des Glases abhängt. Weiterhin beschleunigt eine Erhöhung der Temperatur das Fortschreiten der Korrosion. Dieser Effekt tritt bei allen Gläsern auf, ist jedoch in Ausprägung und Stärke wieder abhängig von der Zusammensetzung des Glases. Als den größten Einfluss auf die Streuung der Messung hat sich die inhomogene Veränderung der Oberfläche herausgestellt, wobei sowohl lokale Korrosionserscheinungen als auch der gesamte Alterungsprozess eine Rolle spielen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/794333966hardi.txt
Walther, Florian
Untersuchung der Verbundfestigkeit folienhinterspritzter Bauteile in Abhängigkeit von Prozessparametern und Material für automobile Bedienelemente. - 42 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014

In dieser Arbeit wurde die Verbundfestigkeit folienhinterspritzter Kunststoffe näher untersucht. Durch eine geeignete Prozessparameter- und Materialauswahl wurde versucht die Verbundfestigkeit der einzelnen Verbunde zu erhöhen und eine allgemeine Aussage zur Verwendung der Parameter im Spritzgießprozess zu treffen. Aufbauend auf Erkenntnissen über die Adhäsionsmechanismen in einem Zweikomponenten-Verbund wurden die einflussreichsten Prozessparameter beim Hinterspritzen ermittelt. Mittels statistischer Versuchsplanung wurden die Prozessparameter nach der Größe des Einflusses auf die Verbundfestigkeit der verschiedenen Materialkombinationen ermittelt. Es hat sich herausgestellt, dass die Höhe der Verbundfestigkeit von der jeweiligen Materialkombination abhängt. Daraus folgt, dass sich eine Variation der Spritzgießparameter bei jeder Materialkombination verschieden stark auswirkt. Eine große Abhängigkeit zeigte die Verbundfestigkeit von der Schmelzetemperatur. Auch die Anhebung der Werkzeugwandtemperatur und der Foliendicke wirken sich positiv auf die Höhe der Verbundfestigkeit aus. Im Gegensatz zum Nachdruck hatte auch eine Variation des Einspritzdrucks einen Einfluss auf die Verbundfestigkeit. Weiterhin wurde der Einfluss verschiedener Farbsysteme auf die Verbundfestigkeit mit dem hinter-spritzten Trägermaterial untersucht. Die Auswertung der Versuche ergab, dass die Verbundfestigkeit der Kombination aus dem Farbsystem Makrofol 1xXWR+1XTR N mit dem jeweiligen hinterspritzten Kunststoff, PC oder PC/ABS, um mehr als das vierfache höher ist als bei den Kombinationen mit den anderen Farbsystemen. Das könnte an den Eigenschaften der NORIPHAN® XWR Farbschicht liegen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/794247016walth.txt
Brandt, Laura
Entwicklung und Prototypenherstellung einer Personenabsturzsicherung zur Verankerung am Kunststoff-Rahmenprofil. - 109 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014

Für eine offene und lichtdurchflutete Raumgestaltung gewinnen bodentiefe Fenster immer mehr an Beliebtheit. Da diese jedoch auch in mehrstöckigen Gebäuden eingebaut werden, bildet sich bei geöffnetem Fenster die Gefahr des Absturzes von Personen und Gegenständen auf die darunter liegende Fläche. Die Entwicklung einer Absturzsicherung für die Montage an Kunststoff-Rahmenprofilen wird in dieser Forschungsarbeit beschrieben. Zu Beginn der Arbeit sind bereits bestehende Systeme zu recherchieren und analysieren. Es wird unterschieden in Glasabsturzsicherungen und Stabsysteme. Besonders zu beachten ist die Art der Verankerung am Kunststoffrahmen. Bei der Analyse wird zum einen ersichtlich, welche absturzsichernden Systeme von Architekten und Bauherren bevorzugt werden und zum anderen spiegeln sie die Vorschriften einer Absturzsicherung wieder. Die Normen und Richtlinien, die innerhalb der Bundesrepublik Deutschland gelten, sind zu erläutern. Ausgehend von den Vorschriften und Richtlinien ist ein Lastenheft zu entwerfen, welches die qualitativen und quantitativen Anforderungen an das zu entwickelnde System zusammenfasst. Zusätzlich müssen jedoch auch die Anforderungen des Systemgebers berücksichtigt werden. Somit werden zum Beispiel vor der Konstruktion die zu verwendenden Glasmaße eingeschränkt, um die Vielfalt der Produktpalette zu minimieren. Die Art und Lage der Verschraubung sollte, abgesehen von der geforderten Lastaufnahme, montagefreundlich zu verarbeiten sein. Des Weiteren ist es wichtig, neben dem zu entwickelnden System auch andere Zusatzprofile, zum Beispiel eine Rollladenführungsschiene, an einem Fensterelement verwenden zu können. Demnach muss das Produkt kompatibel zu anderen Systemen gestaltet werden. Durch eine Systemanalyse der bereits bestehenden Produkte ergeben sich einige grundlegend einzuhaltende Maße. Unter Berücksichtigung des Lastenhefts werden verschiedene technische Prinzipe entwickelt. Dabei gilt es, Materialien für das System auszuwählen, welche den statischen Anforderungen gerecht werden. Außerdem werden verschiedene Befestigungsmethoden und Formen erarbeitet. Aus einer Vielzahl von technischen Prinzipen gilt es dann, vier verschiedene Konzepte zu entwickeln und zu bewerten. Die Bewertung erfolgt zum einen aus technisch-wirtschaftlicher Sicht und zum anderen aus den statischen und thermischen Eigenschaften des Systems. Bei der technisch-wirtschaftlichen Bewertung werden neben den Materialeigenschaften, die Kosten und die Montage analysiert. Durch FEM-Berechnungen werden anschließend die Konzepte auf die Spannungen und Verformungen bei Stoßbeanspruchung getestet. Die Berechnung des Isothermenverlaufes von der Raumaußenseite durch das System in die Rauminnenseite veranschaulicht den Wärmestrom. Daraus lässt sich schließen, ob das System auch an Passivhauselementen montiert werden kann. Aus der Bewertung ergibt sich ein Konzept mit den positivsten Ergebnissen. Nach weiterer Entwicklung wird der Zeichnungssatz für einen Prototypen zusammengestellt. Mit Hilfe der Abteilung für Werkzeugbau und der Musterwerkstatt wird ein Prototyp hergestellt, der bei einer Pendelschlagprüfung auf Stoßbeanspruchung getestet wird. Die Ergebnisse der Verarbeitung und der Prüfung bilden die Grundlage für eine abschließende Optimierung. Ziel dieser Arbeit ist die konstruktive Entwicklung und Untersuchung einer neuartigen Absturzsicherung, die die geltenden sicherheits- und funktionsrelevanten Anforderungen erfüllt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/792992296brand.txt
Kirner, Raoul
Glättung von Oberflächen fotostrukturierter Glasbauteile für optische Anwendungen. - 98 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014

Fotostrukturierbare Gläser erlauben die Herstellung optisch transparenter Mikrosysteme für verschiedene Anwendungen mittels Lithografie im Maskaligner. Die Anwendungsmöglichkeiten reichen von Mikrofluidikkanälen für Lab-on-a-Chip-Anwendungen bis hin zu mehrschichtig aufgebauten, dreidimensionalen Bauteilen. Ein Vertreter letzterer Gruppe ist ein Aerosol-Druckkopf, der zur in-situ Untersuchung der Aerosolbildung optisch transparente Seitenwände benötigt. Die vorliegende Arbeit untersucht im Hinblick auf diese Anwendung Möglichkeiten, die Transparenz der Seitenwände fotostrukturierter Glasbauteile aus FS21, einem fotostrukturierbaren Glas, zu steigern. Bei der Fotostrukturierung entstehen prozessinhärent Rauheiten auf ausgezeichneten Glasoberflächen. Um die Bauteile optisch nutzen zu können müssen daher diese Rauheiten beseitigt, und die Oberflächen geglättet werden. Zu diesem Zweck werden verschiedene in der Literatur beschriebene Methoden zum Glätten von Glasoberflächen diskutiert und evaluiert. Anschließend wird ein nasschemischer Ätzprozess mit Flusssäure vorgeschlagen, der zum Glätten von Glasoberflächen eingesetzt werden kann. Dazu wird der Ätzangriff der Ätzlösung durch eine Strömung anisotrop gestaltet. Die praktische Umsetzung und Evaluierung des Prozesses schließen diese Arbeit ab. Es werden Glättungseffekte um bis zu 25% für Ra, sowie 65% für Rz und 38% für Rt erzielt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/792848160kirne.txt
Lenz, Philipp
Methodik zur Erstellung einer Innovationsstrategie und Branchenroadmap. - 65 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014

Rentabilität und Wachstum von Unternehmen sind Grundvoraussetzungen für den Wohlstand von Wirtschaftsregionen. Stetig steigender Wettbewerb in etablierten Märkten schmälert die Gewinnmar-gen, wodurch die Rentabilität gesenkt und das Wachstum von Unternehmen verhindert wird. Prozessinnovationen führen zu einer Senkung der Produktionskosten und somit zu einer Erhöhung der Gewinnmargen. Die Senkung der Produktionskosten ist jedoch nur begrenzt möglich. Mithilfe von Produktinnovationen können neue Wettbewerbssituationen geschaffen werden, wodurch sich Unternehmen dem immer größer werdenden Druck des bestehenden Wettbewerbs entziehen können. Innovationen sind mit einem hohen Maß an Unsicherheit verbunden und erfordern von Unternehmen die Fähigkeit, Innovationen umsetzen zu können. Sowohl das Risiko als auch der mit Innovationen verbundene Aufwand stellt vor allem kleine und mittelständische Unternehmen vor große Herausforderungen. Durch Kooperationen mit anderen Unternehmen, F&E-Instituten und Bildungseinrichtungen können die Risiken und der Aufwand gesenkt werden. Erfolgt die Steuerung der Kooperationen innerhalb eines regionalen Branchennetzwerkes, profitiert davon nicht nur das einzelne Unternehmen, sondern auch die Region in welchem sich das Branchennetzwerk befindet. Denn erfolgreiche Innovationstätigkeiten beeinflussen die Höhe der Steuerabgaben und schaffen Arbeitsplätze. In dieser Arbeit werden theoretische Modelle zur Strategieplanung und -umsetzung untersucht und darauf aufbauend eine Methodik entwickelt. Durch Anwendung der Methodik können Trendentwicklungen, der Aktivitätsbedarf der Branche sowie das ressourcen- und marktbezogene Innovationspotential von Technologien mit in die Generierung von Innovationsprojekten einfließen. Die Methodik sieht in einem ersten Schritt das Erstellen einer Technologieroadmap auf Branchenebene vor, die anschließend zur Unterstützung der Strategiebildung und -umsetzung angewendet werden kann. Zu dieser Methodik wurden Schulungsunterlagen erstellt, anhand derer Mitarbeiter von Unternehmen geschult werden können.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/792397142lenz.txt
Tschepe, Steven
Entwicklung einer innovativen Befestigungslösung mit einem auf die Verwendung in der Luftfahrt optimiertem Eigenschaftsprofil unter Zuhilfenahme von Geometrieoptimierungsverfahren. - 111 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014

Wie in allen Bereichen des Transportwesens hat auch in der Luftfahrt die effiziente Nutzung der eingesetzten Energie Priorität. Der für die Fortbewegung notwendige Energiebedarf und der daraus resultierende Schadstoffausstoß werden direkt durch die Masse des Luftfahrzeuges beeinflusst. Diesem Zusammenhang folgend werden große Anstrengungen in der Entwicklung unternommen, um die Masse zukünftiger Flugzeuge deutlich zu senken. Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung eines neuartigen Verbindungselementes unter Beachtung der in der Luftfahrt bestehenden Anforderungen. Dazu wurden verschiedene Lösungsansätze entworfen und systematisch der bestgeeignete ausgewählt. Im Verlauf der genauen Betrachtung der gewählten Befestigungslösung bestanden die Ziele, sowohl die Eignung der Lösung für den konkreten Anwendungsfall zu validieren, als auch die Fähigkeit verschiedener Auslegungssystematiken festzustellen. So sollte eine vereinfachte Betrachtung zukünftiger Anwendungsfälle ermöglicht werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/791218856tsche.txt
Tschaar, Christoph
Entwicklung eines Elektrolyten zur Abscheidung funktioneller Chromschichten auf Basis trivalenter Chromsalze. - 67 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014

Die vorliegende Arbeit behandelt anschaulich die Neuentwicklung eines Elektrolyten für galvanotechnische Anwendungen. Im Speziellen geht es um einen Elektrolyten zur Abscheidung funktioneller Chromschichten, die besonders bei verschleißfesten Beschichtungen, wie sie z.B. auf Kolbenringen, Druckwalzen oder Hydraulikzylindern Anwendung finden. Die Besonderheit ist der Verzicht von sechswertigen Chromverbindungen, die als extrem toxisch und karzinogen eingestuft sind. Zu Beginn werden der Stand der Technik von Chromelektrolyten mit Cr(III)-Salzen und die Notwendigkeit einer Neuentwicklung dargestellt. Es folgt eine Erläuterung der elektrochemischen Grundbegriffe und Vorgänge. Die eigentliche Entwicklung gliedert sich in die Analyse bereits bestehender Elektrolyte, die Zugabe weiterer Substanzen zur Verbesserung der Zielgrößen wie z.B. Abscheiderate und in die Optimierung. Bei der Optimierung werden die Methoden der statistische Versuch (engl.: Design of Experiments) genutzt. Daraus ergibt sich ein virtueller Elektrolyt, der es ermöglicht die Elektrolyteigenschaften unterschiedlicher Konzentration der Elektrolytbestandteile bereits per Computer zu ermitteln. Des Weiteren werden verscheiden Anodenmaterialen und Netzmittel getestet, bevor die Entwicklung in einem Technikumsversuch gipfelt. Dieses Experiment zeigt in wie weit der neu entwickelte Elektrolyt für großindustrielle Anwendungen geeignet ist. Abschließend werden die Eigenschaften der abgeschiedenen Chromschicht ermittelt und diskutiert.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/790377357tscha.txt
Schneider, Patrick
Entwicklung und Optimierung einer modularen Teilstruktur für eine lastpfadoptimierte PKW-Leichtbaukarosserie in Materialmischbauweise. - 154 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014

Diese Masterthesis befasst mit der Entwicklung und Optimierung einer modularen Teilstruktur für eine neuartige PKW - Leichtbaukarosserie. Die Integration von Bauteilen des Fahrzeugs in die Montageeinheit zum Zwecke einer Produktivitätssteigerung im Herstellprozess wird geprüft und verbessert. Verschiedene Varianten und Bauweisen werden untersucht, in Catia V5 konstruiert und miteinander verglichen. Über die Simulation von dynamischen und statischen Lasten werden Optimierungen vorgenommen. Die Eignung verschiedener Materialien und Fügetechniken wird geprüft und in die Bauteilgestaltung miteinbezogen. Die Ergebnisse werden im Benchmark mit einer aktuellen Serienkarosserie verglichen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/789395274schne.txt
Langen, Andreas
Realisierung einer Röntgenmarkierung durch Kunststoffbauteilfunktionalisierung am Beispiel einer medizintechnischen Radiusplatte. - 114 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014

Im Rahmen der Masterarbeit mit dem Thema "Realisierung einer Röntgenmarkierung durch Kunststoffbauteilfunktionalisierung am Beispiel einer medizintechnischen Radiusplatte" wird zunächst der aktuelle Stand des Wissens zur distalen Radiusfraktur dargestellt. In einem nachfolgenden Punkt wird auf den aktuellen Stand der Technik von Kunststoffimplantaten eingegangen. Dabei wird zunächst die Unterscheidung nach den verschiedenen Werkstoffen vorgenommen. Es wird zwischen bioresorbierbaren Implantatmaterialien, Implantaten aus Ultra-High Molecular Weight Polyethylene (UHMWPE) und Polyetheretherketon (PEEK) unterschieden. Die aktuelle Marktsituation zu Implantaten aus Kunststoffen wird dargestellt. Weiterhin werden unterschiedliche Methoden zur Realisierung einer Sichtbarkeit von Kunststoffimplantaten im Röntgenbild betrachtet. Anhand eines aufzustellenden Lastenheftes soll ein Implantat konstruiert werden. Dieses soll durch die Kombination von Spritzgießen und CNC-Bearbeitung gefertigt werden. Die Konstruktion des Spritzgusswerkzeuges stellt eine der Hauptaufgaben dieser Arbeit dar. Besondere Herausforderung ist die exakte Gestaltung aller Formelemente. Weiterhin findet eine Betrachtung zu unterschiedlichen Möglichkeiten der Angussgestaltung statt. Es finden Flusssimulationen zu Ausführungen mit und ohne Heißkanal statt. Eine wichtige Rolle für die Werkzeuggestaltung spielt auch die Materialauswahl und Realisierung der Röntgensichtbarkeit. Diese soll durch die Zumischung von Bariumsulfat erfolgen. Zur Entscheidung, welcher Bariumsulfatanteil für eine ausreichende Sichtbarkeit notwendig ist, konnten Röntgenaufnahmen von Probekörpern angefertigt werden.Der Werkzeugkonstruktion nachgestellt erfolgt die Prototypenfertigung mit Spritzguss und CNC-Bearbeitung. Die gefertigten Prototypen werden vergleichend mit geometrisch weitgehend übereinstimmenden Implantaten aus Titan untersucht. Bei den Untersuchungen wurde das Verhalten bei einem statischen Vier-Punkt-Biegeversuch und bei einem Biegeversuch zur anatomischen Form der Platte verglichen. Ein Ausblick zu weiteren möglichen und notwendigen Prüfungen, sowie Empfehlungen zur frühzeitigen Optimierung bilden den Abschluss der Arbeit.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/788981641lange.txt
Lehnert, Jens
Vergleichsuntersuchungen für erreichbare Eigenschaften technischer Bauteile aus Biokunststoffen durch verschiedene Verarbeitungsverfahren. - 49 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014

In dieser Arbeit werden fünf verschiedene Biokunststoffe auf ihr Eigenschaftsverhalten untersucht. Um Änderungen festzustellen wird ein Versuchsplan aufgestellt, der die Materialien mit unterschiedlichen Faktoren belastet. Einerseits geht es nur um die mechanische Belastung durch die Umfangs- und Einspritzgeschwindigkeit. Andererseits geht es um die thermische Belastung durch Verweilzeit in der Schnecke und dem Heißkanal der Spritzgießmaschine. Den Abschluss der Untersuchungen bildet eine Kombination aus allen vier Belastungsfaktoren, um einen optimalen Arbeitspunkt für jeden Werkstoff zu finden. Die hergestellten Materialproben werden mit Hilfe diverser Analyseverfahren (Zugversuch, Schlagzähigkeitsbestimmung, DSC, MFI-bestimmung) untersucht, um die Änderungen der Eigenschaften deutlich zu machen und analysieren zu können. Für alle untersuchten Biokunststoffe gilt die Aussage, dass die Produktion mit einfachen Formen auf einer SGM mit kleiner Schließkraft fast ohne Probleme ablaufen kann, wenn die richtigen Parameter gewählt werden. Die hergestellten Prüfkörper sind in einem Werkzeug gefertigt, welches keine Rippen, unterschiedlichen Tiefen oder Hinterspritzungen aufweist. Der Materialfluss kann hierbei im kompletten Werkzeug ohne Behinderung funktionieren. Komplexere Formteile lassen sich nur sehr schwer fertigen. Rippen am Bauteil reißen beim Entformen oft ab, da sie im Werkzeug stecken bleiben. Um dies teilweise zu verhindern, muss viel Trennmittel benutzt werden, was den Arbeitsprozess deutlich verlangsamt und den Stückkostenpreis nach oben treibt. Bei der Produktion auf großen Anlagen kommt es oftmals zu Störungen in der Anlage. Dies kann vom Vereisen des Materials im Anguss bis zum Zersetzen des Werkstoffes führen. Generell kann gesagt werden, dass die untersuchten Biokunststoffe meistens sehr temperaturempfindlich sind, das heißt nur in einem sehr geringen Temperaturfenster verarbeitet werden können. Auch Verweilzeiten in der Maschine sind sehr schädlich für das Material und oftmals muss die Maschine nach nur kurzem Stillstand von wenigen Minuten gereinigt werden, da sich das Material bereits zersetzt hat. Auch die Schwindung des Materials spielt eine große Rolle, denn hierdurch sind Rippen nur schwer fertigbar, da sich das Material dann im Werkzeug festklemmen kann.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/786302356lehne.txt
Wiegand, Norbert
Entwicklung und Analyse eines Prozesses zur Förderung und Trennung eines Partikelgemisches mittels der Diskrete Elemente Methode. - 139 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014

Diese Arbeit behandelt die Entwicklung und Analyse eines Prozesses zur Förderung und Trennung eines Partikelgemisches mit Hilfe der Diskreten Elemente Methode. Ziel ist die Erarbeitung eines Bewertungskonzeptes für den neuartigen Prozess. Die Ergebnisse dienen der Steigerung des Prozessverständnisses und als Basis zur Bewertung späterer Optimierungsmaßnahmen. Darüber hinaus wird der Einfluss ausgesuchter Simulationsparameter auf die Effizienz der Simulation analysiert und bewertet.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/785786465wiega.txt
Reith, Fabian
Entwicklung eines Druckstücks für Infusionsbauteile. - 113 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014

Die faserverstärkten Kunststoffe gelangen in der industriellen Anwendung immer weiter an Bedeutung. Das geringe Gewicht und die guten mechanischen Eigenschaften, verglichen mit metallischen Werkstoffen, sind in der Luftfahrt notwendig, um weitere Leichtbaukonzepte mit Gewichtseinsparpotenzial entwickeln zu können. Momentan wird bei Airbus der größte Teil der kohlenstofffaserverstärkten Bauteile durch die Prepreg-Technologie hergestellt. Die Kühlung von vorimprägnierten Halbzeugen, sowie das Aushärten im Autoklav steigern die Fertigungskosten bei der Bauteilherstellung. Vor allem wegen den hohen Fertigungskosten der Prepreg-Bauteile wird die Entwicklung von Trockenfasertechnologien vorangetrieben. Ein vielversprechendes Verfahren ist die Vakuuminfusion. Diese Bachelorarbeit befasst sich mit der Weiterentwicklung des Vakuuminfusionsprozesses, und den dabei verwendeten Druckstücke. Bei der Vakuuminfusion wird durch eine Druckdifferenz das Harz in den Vakuumaufbau gezogen und die Fasern werden getränkt. Die Druckstücke dienen dabei als Werkzeuge um Harzüberschüsse an meist rechtwinkligen Kanten zu vermeiden, eine bestimmte Form abzubilden oder eine ausreichende Oberflächenqualität zu realisieren. Die existierenden Konzepte sollen analysiert werden und mit der Idee des Speichervolumens zu einem integrierten System verbunden werden. Das Speichervolumen ist durch Kanäle, wie beispielsweise Bohrungen, mit dem Aufbau verbunden. Geschützt durch eine semipermeable Membran, soll das Speichervolumen während der Vakuuminfusion entstehende Gase aufnehmen, und so die Qualität des Bauteils gewährleisten. Die notwendige Größe des Speichervolumens und der notwendige Unterdruck im Speichervolumen sollen anhand einer Berechnung festgelegt werden, und im Versuch bestätigt werden, um für spätere Bauteile genaue Randbedingungen errechnen zu können.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/785310894reith.txt
Keller, Stefan
Versuche und Modellbildung zur Beschreibung des Molekülkettenabbaus bei der Verarbeitung von Biokunststoffen. - 113 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014

Der Markt für Werkstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen wächst jährlich um 20 % und mehr. Der Fokus von Biokunststoffen liegt zum gegenwärtigen Zeitpunkt auf dem Einsatz in technischen Anwendungen. Bei dieser sogenannten dritten Generation der Biokunststoffe geht die Tendenz daher von der (Bio-) Abbaubarkeit zur Beständigkeit, um die Produktlebensdauer zu erhöhen. Der Einsatz von Biokunststoffen in technischen Anwendungen ist allerdings davon abhängig, dass Biokunststoffe ein zu konventionellen Kunststoffen vergleichbares Eigenschaftsprofil aufweisen. Aufgrund ihrer geringen mechanischen und thermischen Stabilität zeigen viele Biokunststoffe im Verarbeitungsprozess einen Molmassenverlust von bis zu 50 % und damit eine starke Herabsetzung der Bauteileigenschaften. Das Ziel dieser Arbeit ist es daher, in einem Modellversuch den mechanisch und thermisch induzierten Abbau zu trennen und mithilfe von Kennzahlen und Funktionen zu beschreiben. Die Funktionen ermöglichen im weiteren Schritt eine Vorhersage der Degradation in Abhängigkeit der Prozessparameter während der Verarbeitung auf Schneckenmaschinen. Die Ergebnisse aus dem Modellversuch und der Verarbeitung im Extruder und Spritzgießmaschine werden gegenübergestellt und diskutiert. Abschließend wird ein neues Verarbeitungsverfahren basierend auf der Inline-Compounding vorgestellt, welches erlaubt, Biokunststoffe unter geringer mechanischer Belastung und Verweilzeit schonend zu verarbeiten. Für dieses Verarbeitungsverfahren wird eine Vorabschätzung des Degradationsprozesses und der mechanischen Eigenschaften durchgeführt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/785186484kelle.txt
Schiele, Oliver
Ermittlung von Prozessvarianten zur Integration von Versteifungselementen in schalenförmige CFK-Bauteile. - 100 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014

Großflächige CFK-Bauteile in der Luftfahrtindustrie werden zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften mit Versteifungselementen versehen. Weiterentwicklungen in diesem Bereich sind getrieben durch eine Effizienzsteigerung. Insbesondere integrale Bauweisen zeigen verbesserte Gewichtseigenschaften, bei einem gleichzeitig geringeren Montageaufwand. In dieser Bachelorarbeit sollen verschiedene Prozessvarianten auf deren Eignung zur Fertigung großflächiger, integraler CFK-Bauteile hin untersucht werden. Hierfür wird zunächst eine globale Prozesskette aufgestellt und daran angelehnt, grundsätzliche und spezifische Randbedingungen abgeleitet. Anhand dieser Randbedingungen und der ermittelten Prozesskette ist es möglich, aufbauend auf einer umfangreichen Literatur- und Patentrecherche, Konzepte auszuformulieren. Auf dieser Basis kann eine Bewertung der Konzepte in technischer und wirtschaftlicher Sicht durchgeführt werden, mit entsprechenden Soll- und KO-Kriterien. Diesen Kriterien werden mit Hilfe eines paarweisen Vergleiches Gewichtungen zugeordnet. Ziel dieser Bewertung ist es, die Prozessvarianten auf deren Eignung für den vorliegenden Bearbeitungsfall hin zu prüfen. Die somit ermittelten Konzepte sollen im Anschluss an diese Arbeit weiter detailliert und mit Hilfe von Versuchsbauteilen optimiert werden, mit dem Ziel der Technologieeinführung im Jahre 2025.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/784792194schie.txt
Schubert, Stefan
Entwicklung neuer Maschinentechnik für das Multilayerspritzblasen und Bewertung deren technisch wirtschaftlichen Komplexität. - 100 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014

Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung neuer Anlagentechnik für das Multilayerspritzblasen und die Bewertung der technisch wirtschaftlichen Komplexität. Dabei wird der momentan verwendete Monolayerspritzblasprozess in einen Multilayerprozess überführt und daraufhin eine angepasste Maschinentechnik zur Herstellung von Mehrschichtbehältern erarbeitet. Der erste Schwerpunkt liegt in der Recherche zum Stand der Technik für das Monolayerspritzblasen. Hauptbestandteil ist hier die Ermittlung üblicher Konzepte und Maschinentechniken. Insbesondere wird auf die verfahrenstechnischen Randbedingungen geachtet, wie z.B. Temperaturen, Prozesszeiten und Drücke. Außerdem wird der Verfahrensschritt der thermischen Konditionierung genauer betrachtet. Dafür werden Versuche an einem Prüfstand vorgenommen, welche die Prozessparameter in Vorbereitung auf und während des Blasprozess untersuchen. Die Ergebnisse bilden die Grundlage für eine Nachbildung des Spritzblasprozesses in einer thermischen Simulation. Weiterhin werden Messungen an einer laufenden Spritzblasmaschine vorgenommen und mit den Ergebnissen der Simulation verglichen. Auf Basis der ermittelten verfahrenstechnischen Randbedingungen werden Konzepte zur Optimierung des Prozesses für Multilayerflaschen erarbeitet, welche anschließend vergleichend bewertet werden. Die Bewertung soll dabei technische und wirtschaftliche Aspekte betrachten. Nachfolgend werden aus den Konzepten technische Prinzipe entwickelt, die ebenfalls vergleichend bewertet werden. Abschließend wird eine Variante weiter eingegrenzt um eine Gegenüberstellung mit einer handelsüblichen Monolayermaschine hinsichtlich der technisch wirtschaftlichen Komplexität anzustellen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/782940315schub.txt
Sokil, Viktoriya
Aufstellung von Gestaltungsregeln für Bauteile aus faserverstärktem Kunststoff. - 76 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014

Im Bereich des klassischen Maschinen- und Anlagenbau werden zunehmend Leistungsgrenzen der verwendeten Werkstoffe sichtbar. Faser-Kunststoff-Verbund als Konstruktionswerkstoff bietet aufgrund seiner spezifischen Eigenschaften einzigartige Möglichkeiten der Gestaltung von Strukturen. Eine faserverbundgerechte Konstruktion wird jedoch durch das anisotrope Verhalten von Strukturen erschwert. Eine reine Substitution der Gestaltungsgrundlagen für metallische Werkstoffe ist absolut nicht sinnvoll. Auf diese Weise wird der Großteil an Potential von Faser-Kunststoff-Verbunden nicht genutzt. In der vorliegenden Bachelorarbeit werden Gestaltungsregeln für Bauteil aus faserverstärktem Kunststoff zusammengefasst. Darüber hinaus werden anhand von empirischen Versuchen, weitere spezielle Gestaltungsregeln aufgestellt und geprüft. Die Untersuchungen basieren auf einer umfassenden theoretischen Analyse sowie experimentellen Nachweisen. Es werden grundsätzlich zwei Gestaltungsregeln für unterschiedliche Anforderungen erarbeitet. Die Nutzung des anisotropen Verhaltes von Faser-Kunststoff-Verbunden und die damit verbundene Verformungs-Koppelungen ermöglichen die Gestaltung von Bauteilen mit vordefinierten Verzerrungen. Der schichtenweise Aufbau bietet dagegen die Möglichkeit Eigenspannungen in das Laminat einzubringen und zwar mit einer entgegengesetzten Richtung zur äußeren Belastung. Das sorgt für eine erhöhte Festigkeit. Hier wurden zwei Verfahren zum Einbringen von Eigenspannungen nach Puck betrachtet. Daraus wurde ein weiteres Verfahre ausgearbeitet und seine Wirksamkeit nachgewiesen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/782860621sokil.txt
Rybak, Stanislaw
Entwicklung einer Karosserie in Stahl-Sandwich-Bauweise, für ein leichtes Fahrzeug mit Brennstoffzellen-Elektroantrieb. - XII, 106 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014

Die Masterthesis befasst sich mit der Entwicklung einer Stahl-Sandwich-Karosserie für ein leichtes Fahrzeug mit Brennstoffzellen-Elektroantrieb. Der Hauptbestandteil der Arbeit ist die Erstellung unterschiedlicher Konzepte für eine Stahl-Sandwich-Karosserie. Diese Konzepte werden in fünf Crash-Lastfällen und in zwei statischen Lastfällen simulativ untersucht. Als Solver werden LS-Dyna und MSC Nastran eingesetzt. Die ermittelten Ergebnisse werden mit einer Aluminium-Sandwich-Karosserie verglichen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/782786219rybak.txt
Lehmann, Stephan
Simulation mechanischer Eigenschaften endlosfaserverstärkter Thermoplast (ELFT) Strukturbauteile auf Basis mikromechanischer Ansätze. - 108 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Homogenisierung von endlosfaserverstärkten Thermoplasten. Durch ihre hohe spezifische Festigkeit werden sie in der Automobilindustrie für den Leichtbau als Konstruktionswerkstoffe genutzt. In den Grundlagen werden die verschiedenen Möglichkeiten, welche die Standardhomogenisierungen bieten erläutert. Zur Homogenisierung werden verschiedene Methoden genutzt, wobei das Hauptaugenmerk auf der Homogenisierung mittels der Software DIGIMAT der Firma e-Xstream liegt. Die ersten Schritte der Arbeit sind die Analyse des mechanischen Verhaltens der Faserverbundkunststoffe an Hand von Biegeversuchen und Zugversuchen. Diese Versuchsergebnisse wurden mit analytischen Modellen abgeglichen, um eine Eingrenzung der Modelle vorzunehmen, die für eine analytische Homogenisierung von endlosfaserverstärkten Kunststoffen geeignet sind. Weiterhin werden die ermittelten Kennwerte genutzt, um die Materialmodelle an Hand einfacher uniaxialer Beanspruchungen im ANSYS Workbench zu evaluieren. Nachdem diese Voruntersuchungen abgeschlossen sind, wird ein Strukturbauteil genutzt, die Gültigkeit der Modelle bei einer komplexen zusammengesetzten Beanspruchung zu testen. Die Durchführung von Realbauteilversuchen und die anschließende Implementierung des Versuchsaufbaues in die Simulation dienen zur Abschätzung der Streuung des Steifigkeitsverhaltens der verschiedenen Materialmodelle bei komplexen Belastungen. An Hand der Versuchs- und Simulationsergebnisse werden die verschiedenen Materialmodelle miteinander verglichen und eine Einordung ihrer Tauglichkeit hinsichtlich von wirtschaftliche und technischen Gesichtspunkten. Am Ende der Arbeit steht eine Hierarchisierung der Modelle an Hand von verschiedenen Bewertungskriterien.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/782582877lehma.txt
Jünemann, Mathias
Beschreibung des Energieverbrauchs von Schließeinheiten bei Spritzgießmaschinen. - 88 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014

Aufgrund steigender Energieeffizienzforderung und Kostendruck seitens der kunststoffverarbeitenden Unternehmen besteht das Bedürfnis, den Energiebedarf von Spritzgießprozessen zur Herstellung eines Formteils zu ermitteln. Diese Arbeit betrachtet den Energieverbrauch der Schließeinheit von Spritzgießmaschinen, als Teil eines Gesamtkonzeptes zur energetischen Beschreibung von Spritzgießmaschinen. Ziel ist es, anhand vorgegebener Bauteileigenschaften, den Energieverbrauch der Schließeinheit bestimmen zu können. Diese Beschreibung soll allgemein, als auch angepasst auf die Bauart der Spritzgießmaschine erfolgen. Zu diesem Zweck wird nach einer Betrachtung der technischen Gegebenheiten ein mathematisches Modell erstellt. Es umfasst mehrere Abstraktionsebenen ausgehend von einem idealen Prozess bis hin zu der Beschreibung des Energiebedarfs der konkreten Schließeinheit. Dieses wird zu einem allgemein gültigen Gesamtmodell zusammengefasst und durch Messungen verifiziert.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/779847504juene.txt
Keller, Felix
Entwicklung und Optimierung eines Materialflusssystems am Beispiel einer Solarzellenversorgung für eine Modulfertigungslinie. - 96 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014

Die Materialflusssysteme sind Teilgebiete der Logistik und somit ein Element unternehmensspezifischer Produktionssysteme. Sie werden durch ihre Funktionen Fördern, Lagern und Handhaben dem technische Bereich der Logistik zugeordnet. Die Materialflusssysteme setzen sich zusammen aus Materialfluss und entgegengesetzt gerichtetem Informationsfluss, welcher als Steuerelement gilt. Für alle Industriezweige weltweit nehmen diese Systeme immer mehr an Bedeutung zu. Dies liegt hauptsächlich daran, dass mit einem spezifisch, auf die jeweiligen Anforderungen ausgelegten Materialflusssystem, Ressourcen und Kapital eingespart werden. Die Arbeit wurde bei der Bosch Solar Energy AG durchgeführt, einem in Europa führenden Unternehmen in der Entwicklung und Herstellung von Solarzellen sowie -modulen. Das innovative Unternehmen zeichnet sich durch die kontinuierliche Entwicklung neuer leistungssteigernder Zellen und Module, sowie hoher Qualitätsstandards aus. Aufgrund der steigenden Nachfrage zur Nutzung regenerativer Energiequellen ist im Zuge der Energiewende eine stetige Verbesserung der Produkte sowie der dafür eingesetzten Produktionsprozesse notwendig. Die vorliegende Bachelorarbeit liefert eine Neukonzeption des Materialflusssystems zur optimierten Zellversorgung einer Solarmodulfertigungslinie. In Folge der Einführung eines neuen Solarmodultyps, des Halbzellenmoduls und der damit verbundenen Zellbedarfssteigerung, ist die Versorgung des Stringerbereichs neu zu entwickeln. Nach Einführung in die Thematik der Solarenergie folgt eine Vorstellung der vorliegenden Situation sowie ein Einblick in das Unternehmen Bosch Solar Energy AG. Anschließend werden Materialfluss- und Produktionssysteme in ihrer Funktionalität sowie die ihnen zugrunde liegenden Prinzipien vorgestellt. Zur Erfassung aller beteiligten Fertigungs- und Versorgungsbereiche wurde eine Analyse des Ist-Zustandes vorgenommen. Anhand der daraus gewonnenen Erkenntnisse wurden die zu optimierenden Prozesse identifiziert. In Folge dessen wurde ein Soll-Zustand festgelegt, welcher alle Optimierungsansätze beinhaltet. Es wurden verschiedene Lösungsansätze für die Umsetzung ermittelt. Dies beinhaltete auch die Entwicklung und die konstruktive Umsetzung eines Magazinadapters zur Auslegung des neuen Materialflusskonzeptes. Abschließend wurde der Zielzustand des neuen Materialflusssystems konzipiert, ausgelegt und umgesetzt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/779685253kelle.txt
Walter, Tobias
Untersuchung zur Beschichtbarkeit von fotostrukturierbarem Glas mit Titandioxid. - 86 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014

Im Rahmen dieser Bachelorarbeit sollten die Wechselwirkungen durch Kombination zweier Prozesse bestimmt werden. Der erste dieser beiden Prozesse ist der Beschichtungsprozess mittels Sol-Gel-Technik, der zweite der Fotostrukturierungsprozess. So wurde im ersten Schritt der Beschichtungsprozess untersucht und Beschichtungen an Borosilikat-Objektträgergläsern durchgeführt. Dabei wurden das Sol und die Beschichtungsparameter variiert. Folgende Parameter konnten u.a. variiert werden: - Viskosität des Sols, - Ziehgeschwindigkeiten des Tauchbeschichters, - Temperregime. - Im Anschluss wurden einige Eigenschaften der Schichten analysiert und dargestellt. Daten für die Auswertung wurden aus Beobachtungen über ein Lichtmikroskop-, XRD-Aufnahmen und durch Messungen am Schichtdicken- und Rauhigkeitsmessgerät AlphaStepIQ der Firma KLA Tencor sowie Messungen am Transmissionsmessgerät gewonnen. Dadurch konnten Transmissionsgradkurven und Schichtdicken in Abhängigkeit der Beschichtungsparameter ermittelt werden. Es konnten somit Schichten von einigen zehn Nanometern bis ca. 200 Nanometern aufgebracht werden. Durch eine qualitative Phasenanalyse konnte die Titandioxidmodifikation Anatas in der aufgebrachten Schicht nachgewiesen werden. Weiterhin ergaben sich Aufschlüsse über die Schichttopographie und es wurden Cluster innerhalb der Schicht entdeckt. Der zweite Schritt bildete die Kombination des Fotostrukturierungsprozesses mit dem Beschichtungsprozess. Dafür wurde ein anderes Substrat verwendet und die Beschichtungen auf ein FS 21-Substrat fortgeführt. Variiert wurden die Zeitpunkte der Belichtung und der Beschichtung sowie deren thermische Nachbehandlung. so dass Beschichtungen auf FS 21-Substraten und Glaskeramiken stattfanden. Diese wurden mittels Rasterelektronenmikroskop und Transmissionsmessgerät analysiert. Bei den Messungen an der Materialpaarungen Titandioxidschicht auf fotostrukturierbarem Glassubstrat ergaben Aufschlüsse über die Wechselwirkungen der beiden Materialien miteinander und im Bereich des primären und sekundären Kristallwachstums des FS 21-Substrates in Abhängigkeit des Prozessverlaufes.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/779678087walte.txt
Ciupke, Tobias
Optimierung der Laseranlassbeschriftung auf Edelstählen hinsichtlich Korrosionsbeständigkeit und Haltbarkeit. - 86 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014

Viele Bauteile und Produkte werden zum Zweck der Identifizierung oder Rückverfolgbarkeit beschriftet. Es gibt eine Vielzahl von unterschiedlichen Verfahren zur Kennzeichnung. Mit der Einführung von effizienten diodengepumpten Lasersystemen und der Weiterentwicklung der elektronischen Datenverarbeitung hat sich die Laserbeschriftung als günstiges, zuverlässiges und flexibles Verfahren auf dem Markt etabliert. Eine Art der Lasermarkierung ist die Anlassbeschriftung von Edelstählen. Beim Anlassen kommt es durch lokale Erwärmung der Werkstoffoberfläche zur Bildung einer farbig erscheinenden Oxidschicht. Gegenüber dem Grundmaterial weist die Anlassbeschriftung jedoch eine erhöhte Korrosionsanfälligkeit auf. Im Hinblick auf die Rückverfolgbarkeit stellen die schlechte Haltbarkeit der Markierung und der damit verbundene Kontrastverlust ein großes Problem dar. Im Rahmen der Masterarbeit wird die Laseranlassbeschriftung auf Edelstählen (1.4021 und 1.4301) hinsichtlich ihrer Korrosionsbeständigkeit und Haltbarkeit optimiert. Der Schwerpunkt liegt in der Durchführung einer umfangreichen Parameterstudie mit verschiedenen Strahlquellen und der Charakterisierung des Korrosionsverhaltens und der Passivierbarkeit. Durch eine Analyse der Oxidschichten mittels EDX und XRD sollen weitere Erkenntnisse über die Zusammensetzung und Struktur der Beschriftungen gewonnen werden. Die Untersuchungen haben gezeigt, dass die Haltbarkeit der Beschriftungen insbesondere durch ein homogenes Schichtwachstum verbessert wird. Dies kann durch eine starke Defokussierung des Laserstrahls sowie mehrere Beschriftungsüberläufe erreicht werden. Die Frequenz und Scangeschwindigkeit werden entsprechend der mittleren Leistung des verwendeten Lasersystems angepasst. Die Haltbarkeit von Beschriftungen auf 1.4301 ist im Allgemeinen deutlich höher als auf 1.4021. Im Hinblick auf die Beschriftbarkeit zeigen sich jedoch bei 1.4021 Vorteile gegenüber 1.4301.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/779002547ciupk.txt
Barth, Martin
Einfluss der Faser-Ondulation auf die Festigkeitseigenschaften bei Faserverbundbauteilen. - 86 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014

Die hier vorliegende Arbeit befasst sich mit der Ondulation bzw. Faserwelligkeit bei gewobenen Fasereinzelschichten. Grundlage hierfür bildet ein im Rahmen der Arbeit aufgestelltes Berechnungs-modell, das mit einem Ondulationsfaktor erweitert wird, sodass realitätsnahe Spannungsverhältnisse in Laminaten dargestellt werden können. Der Ondulationsfaktor [Chi] wird so definiert, dass er ausschließlich Einfluss auf Faserparameter hat. Anschließend werden anhand von praktischen Versuchen mit Vergleichslaminaten die realen Ingenieurskonstanten ermittelt und mit denen des Berechnungsmodells verglichen. Hierzu dient ein ondulationsfreies, unidirektionales (UD-) Laminat, an welchem ein Abgleich zwischen berechneten und ermittelten Werten erfolgt. Der so erhaltene Ausgleichsfaktor wird als [Kappa] bezeichnet. Abschließend wird durch iteratives Abgleichen der angepassten, experimentell gewonnenen Ingenieurskonstanten und denen des Rechenmodells [Chi] so verändert, dass ein theoretisch bestimmter und experimentell ermittelter E-Modul in Längsrichtung für ein beliebig dickes Laminat gleich groß sind. Im Rahmen der Arbeit werden grundlegende Untersuchungen mit Glasfaserproben durchgeführt, wobei die Erkenntnisse später auf weitere synthetische Fasern übertragen werden können. Unter der Verwendung von Glasfasern wird ein Vergleich zwischen UD-, Atlas-, Köper- und Leinwandbindung durchgeführt. Die Zielstellung dabei ist eine Aussage über die Ondulation einer einzelnen gewobenen Faser und deren Einfluss auf die Festigkeitswerte in einem beliebigen Laminat treffen zu können.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/778400395barth.txt
Matschos, Johannes
Qualitätsbeurteilungskriterien für Faserverbunde. - 86 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014

In der vorliegenden Arbeit werden Harzinjektionsverfahren und Vakuuminfusionsverfahren analysiert. Harzinjektionsverfahren zeichnen sich durch eine endkonturnahe Fertigung von hochbelastbaren Faserverbundbauteilen aus, wobei ein hoher Automatisierungsgrad möglich ist. Jedoch bedarf es auf dem Gebiet der Bauteilqualität noch Verbesserungen. Häufig treten Fertigungsfehler wie Lufteinschlüsse (Poren) oder nicht imprägnierte Teilbereiche auf. In Form einer Prozessanalyse werden die wesentlichen Prozessparameter herausgearbeitet und mit bekannten Qualitätsproblemen verknüpft. Des Weiteren wird der Zusammenhang zwischen Bauteilqualität und den mechanischen Eigenschaften von faserverstärkten Kunststoffen bestimmt. Im Zuge dessen werden Methoden zur Fehlerdetektierung und Ermittlung der mechanischen Eigenschaften von faserverstärkten Kunststoffen vorgestellt und eingesetzt. Die Versuche sollen Aufschluss darüber geben, inwieweit Lufteinschlüsse und andere Fertigungsfehler, wie zum Beispiel nicht imprägnierte Teilbereiche, Bauteile aus faserverstärktem Kunststoff schwächen. Auf Basis der Prozessanalyse und der durchgeführten Versuche werden Kriterien zur Qualitätsbeurteilung von faserverstärkten Kunststoffen aufgestellt und Vorschläge zur Verbesserung der Bauteilqualität vorgestellt. Diese werden in weiteren Versuchen verifiziert.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/77751513Xmatsc.txt
Zschoche, Martin
Konzeption und Konstruktion eines modularen Spritzgießwerkzeugs zur Herstellung von Vorformlingen für das Blasformen. - 69 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014

Hohlkörperverpackungen aus Kunststoff sind flexibel einsetzbar, kostengünstig herzustellen und recyclingfähig. Auf Grundlage dieser Nutzungseigenschaften haben sich diese Verpackungen in vielen Bereichen der Wirtschaft eingegliedert. Sie sind aus dem täglichen Leben nicht mehr wegzudenken. Im Haushalt werden sie für Lebensmittel genutzt in der Industrie als Speicher oder Transportbehälter für sämtliche Betriebsmittel. Um nicht nur der Funktion Genüge zu tun sondern auch ein ansprechendes Design zu erhalten, gibt es eine große Vielfalt an verschiedene Formen. Zur Ausprägung dieser Formvielfalt sind optimierte Preforms nötig, um die geforderten Nutzungseigenschaften zu erfüllen. Eine Optimierung der Preforms ist nach analytischer Auslegung durch Versuche fortzuführen und auszuweiten. Zur Zeit- und Kostenersparnis wird in dieser Arbeit ein Werkzeug entworfen, das eine zügige Anpassung der Formkavität erlaubt. In diesem Wechselwerkzeug kann eine Kavitätsänderung im eingebauten Zustand durchgeführt werden. Auf Grundlage eines modular aufgebauten Schichtsystems kann neben der Anpassung der Wechseleinsätze, eine Anpassung der Kavitätslänge erreicht werden. Die in dem Werkzeug erreichbare konturnahe Kühlung bleibt von der modularen Bauweise unberührt. Damit kann durch dieses Werkzeug eine Reduzierung der Kosten bereits in der Entwicklung stattfinden nicht erst in der Produktion.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/777514702zscho.txt
Kynast, Martin
Integration von Befestigungselementen in einen Hybridverbund aus CFK und Aluminiumschaum für automobile Anwwendungen. - 70 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014

Verbundstrukturen gewinnen im Zuge der Gewichtsersparnis immer mehr an Bedeutung. Die Anwendungsgebiete sind zahlreiche Branchen wie zum Beispiel die Fahrzeugindustrie, den Maschinen- und Anlagenbau und die Luft- und Raumfahrtindustrie. Die Gewichtersparnis geht direkt einher mit einer Senkung der Energiekosten. Aus dieser Entwicklung geht unter anderem auch der Verbund von Deckschichten aus kohlefaserverstärktem Kunststoff (CFK) mit einem Kern aus Aluminiumschaum hervor. Dieser Verbund stellt den zentralen Forschungsschwerpunkt der folgenden Arbeit dar. Dabei wird im speziellen untersucht wie Befestigungselemente in einen solchen Verbund integriert werden können. Der Zweck ist es, das Anwendungsgebiet dieses Hybridverbundes zu erweitern. Im Rahmen dieser Arbeit soll eine vorhandene horizontale Schwingplatte eines Schwingungsprüfgerätes durch den Verbund aus Aluminiumschaum und CFK ersetzt werden. Dazu Konzepte erstellt und gefertigt. Unter Zuhilfenahme des Lastenheftes können Parameter festgelegt werden, welche dazu dienen, den Anwendungsfall möglichst genau nachvollziehen zu können. Also werden die Schwingungsgrößen des im Lastenheft beschriebenen Standartprüfverfahrens genommen, um eine ähnliche Bauteilbelastung zu simulieren. Mittels eines optischen Prüfsystems konnte untersucht werden, ob sich die Gewindeeinsätze in irgendeiner Art und Weise lockern bzw. ob es zum Bruch der Probe kommt. Im Vorfeld ist mit Hilfe von Excel ein Berechnungsprogramm entstanden, welches die erforderlichen Bauteildimensionen aus den Stoffgrößen, der verwendeten Werkstoffe und aus den Schwinggrößen heraus, berechnet. In Bezug auf die festgelegten Parameter lässt sich sagen, dass alle drei Befestigungskonzepte den simulierten Schwingfall ohne Bruch oder eine Lockerung des Gewindeeinsatzes ertragen haben.


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Neitzel, Benedikt
Beschreibung der Abhängigkeit zwischen Ablegewinkel der Faser und Radius an einer Bauteilkante. - 70 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014

Bauteile aus faserverstärkten Kunststoffen weisen an Kanten mit kleinen Radien schlechtere mechanische Eigenschaften auf. Die Gründe hierfür liegen in einer schlechteren Kompaktierung der Laminatlagen und einer eingebrachten Vorspannung der Fasern beim Biegen über die Formwerkzeugkante bei der Herstellung. Werden die Fasern nicht gerade über die Kante gelegt, sondern in einem Winkel, der von der Hauptbelastungsrichtung abweicht, wird eine Verbesserung der Kantenqualität und Abnahme der Vorspannung erwartet. Allerdings nimmt der Elastizitätsmodul in Belastungsrichtung ab. In dieser Arbeit werden die Zusammenhänge von Kantenradius zu Faservorspannung dargestellt und eine Formel entwickelt, mit deren Hilfe Verformungen durch Druckbelastung in Laminatdickenrichtung zu Zug-Druckspannungen innerhalb des Laminats umgewandelt werden sollen. Nachdem zunächst die, bei Biegung der Fasern, theoretisch und praktisch erreichbaren Mindestradien verschiedener Faserarten ermittelt wurden, werden im Vakuuminfusionsverfahren hergestellte Probekörper mit unterschiedlichen Kantenradien in Kombination mit variierenden Ablegewinkeln optisch sowohl auf Fehlerstellen und ungleichmäßige Faserverteilung untersucht, als auch der tatsächlich machbare Mindestradius gemessen. Über einen Drei-Punkt Biegeversuch werden die Kraft Weg Kennlinien und der Verfahrweg bei Versagen der Probekörper aufgenommen. Mithilfe der Klassischen Laminattheorie lassen sich, über die Verformung zum Zeitpunkt des Versagens, die Failure Indices für das Versagenskriterium der maximal ertragbaren Spannungen berechnen. Durch dimensionslose Kennzahlen können die berechneten Failure Indices an die empirisch gefundenen Ergebnisse angeglichen werden. Es wird abschließend abgeschätzt, wie groß ein Ablegewinkel in Abhängigkeit vom gegebenen Kantenradius sein sollte.


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Vogel, Anneka
Analyse tribologischer Eigenschaften von nanolaminaren Schichten. - 143 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014

Ziel der Arbeit war es, die tribologischen Eigenschaften von nanolaminaren Schichten zu untersuchen. Dafür sollte der Einfluss der verschiedenen Schichtsysteme Cr-Al-C, Ti-Al-N und Ti-Si-C und der Substrate, Stahl und Silzium, berücksichtigt werden. Weiterhin sollte der Einfluss eines elektrischen Stromes während der Messungen betrachtet werden. Die Prüfkörper wurden mittels PVD Verfahren hergestellt. Auf das Stahlsubstrat (1.4401) wurde vor Aufbringen der Multilagenschicht eine 100 nm dicke Nickeldiffusionsbarriere aufgebracht. Da die tribologischen Untersuchungen an den ungetemperten und den getemperten Schichtsystemen vorgenommen werden sollten, erfolgte für einen Teil der Proben das Tempern in einem RTA Ofen. Dafür wurden beim Tempern für die Proben mit Stahlsubstrat für die Schichtsysteme Ti-Al-N und Ti-Si-C um 100 &ring;C geringere Temperaturen als für die Proben mit Siliziumsubstrat verwendet. Dies geschah, um beim Stahl Diffusions- und Schmelzprozesse zu verhindern. Bei der XRD Messung zeigte sich, dass sich bei allen getemperten Stahl und Siliziumproben die gewünschten MAX-Phasen gebildet haben. Das bedeutet, dass bei den Stahlproben trotz der geringeren Temper-Temperatur die MAX-Phasenbildung eingesetzt hat. Bei dem getemperten Schichtsystem Cr-Al-C bildet sich auf Stahl und Silizium die Cr2AlC MAX-Phase ohne Vorphasen aus. Bei den Schichtsystemen Ti-Al-N und Ti-Si-C bilden sich neben den gewünschten MAX-Phasen Ti2AlN und Ti3SiC2 noch weitere Phasen aus. Auffällig ist, dass sich bei dem Stahlsubstrat mit Nickeldiffusionsbarriere, vor allem zusätzliche Verbindungen mit Nickel gebildet haben. Ebenfalls erfolgte eine Rauheitsuntersuchung der ungetemperten und getemperten Schichten auf den unterschiedlichen Substraten. Die Rauheit der Probenoberflächen nimmt vom ungetemperten zum getemperten Zustand zu. Diese Zunahme der Rauheit kann durch die beim Tempern initiierten Diffusionsprozesse erfolgen. Einzige Ausnahme ist die Ti2AlN Schicht auf Silizium und Stahl. Bei dieser Schicht nimmt die Rauheit der Oberfläche bei der getemperten Probe nicht zu. Es ist jedoch auch das einzige Schichtsystem, welches im Sputtercluster unter Temperatureinwirkung von 600 &ring;C hergestellt wurde. Die anderen Schichtsysteme wurden ohne Temperatureinwirkung aufgesputtert. Auffallend ist auch, dass die Rauheitswerte der ungetemperten Schichten auf dem Stahlsubstrat um eine Größenordnung höhere liegen als bei den Schichten auf dem Siliziumsubstrat. Vermutlich liegt es an der größeren Oberflächenrauheit des polierten Stahlsubstrates. Das bedeutet, die Rauheit des Substrates hat Einfluss auf die Rauheit der späteren Schicht. Die Rauheit der Stahlkugel ist um die Hälfte geringer als die Rauheit der Keramikkugel (Al2O3). Die Untersuchungen an dem Tribometer Basalt Must erfolgten bei unterschiedlichen Normalkräften, 50 mN und 125 mN, und verschiedenen Reibgeschwindigkeiten, 0,05 mm/s und 0,08 mm/s. Als Gegenkörper kam eine 100Cr6 Stahlkugel und eine Al2O3 Keramikkugel zum Einsatz. Die Kugel bewegt sich auf einer Messlänge von 1 mm Vorwärts und Rückwärts. Daraus ergibt sich am Ende bei 500 Messzyklen eine Gesamtmessstrecke von 1 m. Es zeigte sich, dass sich schon nach den ersten Zyklen ein Transferfilm auf der Kugel ausbildet. Die tribologischen Untersuchungen wurden unter Raumtemperatur durchgeführt. Die niedrigstens Werte für die Reibkoeffizienten bei den Messungen ohne Stromeinfluss erreicht bei dem Silizium Substrat und 100Cr6 Stahlkugel die MAX-Phase Ti3SiC2. Auch das ungetemperte Multilagen-Schichtsystem Ti-Si-C auf Silizium hat die niedrigsten Reibwerte. Die höchsten Reibkoeffizienten erzielt die MAX-Phase Cr2AlC bei den Schichten auf dem Siliziumsubstrat. Bei den tribologischen Messungen der Schichten ohne Strom auf dem Stahlsubstrat mit 100Cr6 Stahlkugel zeigte sich, dass der höchste Reibkoeffiziente bei der MAX-Phase Ti2AlN aufgenommen wurde. Die niedrigstens Werte der Reibkoeffizienten treten bei den MAX-Phasen Ti3SiC2 und Cr2AlC auf. Bei der Paarung Stahlsubstrat mit Schicht und Keramikkugel als Gegenkörper wurden die besten Reibwerte bei der Ti2AlN MAX-Phase erreicht. Bei den Messungen der Schichten auf dem Siliziumsubstrat unter Stromeinfluss treten bei 100 mA bei den MAX-Phasen Cr2AlC und Ti2AlN adhäsive Verschleißserscheinungen auf. Das bedeutet, dass Verschweißungen zwischen Kugel und Probenmaterial stattfinden und dadurch werden große Rauheiten in der Spur erzeugt. Bei geringerer Stromstärke finden innerhalb der Spur keine Verschweißungen statt. Bei den tribologischen Untersuchungen der Schichten auf dem Stahlsubstrat tritt nur bei der MAX-Phase Ti2AlN bei 100 mA adhäsiver Verschleiß auf. Durch die REM-Aufnahmen und EDX-Analysen konnte gezeigt werden, bei welchen Schicht/Substratkombinationen welcher Beschädigungsgrad der Schicht vorliegt. Die stärksten Beschädigungen, die bis auf das Substrat reichen, erfolgten bei dem ungetemperten Schichtsystem Cr-Al-C auf Silizium, der MAX-Phase Cr2AlC auf Silizium unter Stromeinfluss von 100 mA, der MAX-Phase Ti2AlN auf Silizium unter Stromeinfluss von 100 mA und der MAX-Phase Ti2AlN auf Stahl unter Stromeinfluss von 100 mA. Die besten Ergebnisse hinsichtlich des Beschädigungsverhaltens lieferte das Schichtsystem Ti-Si-C ungetempert und getempert bei beiden Substraten. Dies wird auch durch die quantitative Verschleißanalyse an den getemperten Schichten auf dem Stahlsubstrat bestätigt. Die Werte für das Verschleißvolumen sind bei der MAX-Phase Ti3SiC2 deutlich geringer als bei Cr2AlC und Ti2AlN. Das bedeutet, dass die Ti-Si-C Multilagenschicht und die MAX-Phase Ti3SiC2 die besten Ergebnisse hinsichtlich Verschleiß und Reibung liefert. Der Vergleich mit vorher durchgeführten Versuchen an der MAX-Phase Ti3SiC2 auf unterschiedlichen Substraten (Keramik und Messing) zeigte, dass die Werte der Reibkoeffizienten mit den Ergebnissen in dieser Masterarbeit in der gleichen Größenordnung liegen. Ebenfalls konnte in den vorheringen Untersuchungen festgestellt werden, dass an den Proben mit der MAX-Phase Ti3SiC2 nur geringe Schäden auszumachen waren. Diese Erkenntnisse decken sich mit den Erscheinungen in dieser Arbeit. Die nanolaminaren Schichten wurden ebenfalls darauf untersucht, ob sie Selbstheilungseffekte aufweisen. Die Betrachtungen erfolgten nur an den MAX-Phasen auf den Siliziumsubstraten. Die Tempervorgänge erfolgten in einem Quarzrohrofen unter Luft. Dafür erfolgte ein Vorversuch bei 400 &ring;C über eine Dauer von einer Stunde an den Tribospuren auf den getemperten Schichtsystemen auf dem Siliziumsubstrat. Die Temperatur bei dem Vorversuch war zu niedrig und die Dauer des Temperatureintrages zu kurz, um schon eine wahrnehmbare Veränderung erkennen zu können. Es haben sich keine neuen Phasen ausgebildet und in den REM-Aufnahmen sind auch keine Veränderungen ersichtlich. Ein weiterer Versuch erfolgte bei 1000 &ring;C über eine Dauer von 10 Stunden. Bei den Tribospuren auf diesen Proben ist nach dem erneuten Tempervorgang im Quarzrohrofen eine Veränderung zu erkennen. Ebenfalls zeigten die Messungen im Röntgendiffratometer das sich neue Phasen ausgebildet haben. Es wurde ersichtlich, dass sich die vorher vorliegenden MAX-Phasen zu Gunsten des Selbstheilungsprozesses und der damit verbundenen Bildung von Oxiden auflösen. Es waren bei allen Proben Selbstheilungseffekte bemerkbar. Jedoch sind überall die Spuren noch erkennbar. Die vorher stattgefundenen Beschädigung waren zu groß. Das heißt, Selbstheilung mittels Oxidation bei erhöhter Temperatur ist bei den hier durchgeührten Versuchen bis zu einem gewissen Grad möglich. Auch hier wurden die besten Ergebnisse bei der MAX-Phase Ti3SiC2 erzielt. Die MAX-Phase Ti3SiC2 weist in dieser Arbeit die besten Ergebnisse bei den tribologischen Untersuchungen hinsichtlich Reibungskoeffizient und Verschleißbeständigkeit, sowie bei dem Selbstheilungseffekt auf. Nachteilig ist die zur Herstellung benötigte hohe Temper-Temperatur, damit können Materialien mit geringer Temperaturbeständigkeit als Substrat nicht zum Einsatz kommen. Diese MAX-Phase könnte zum Beispiel als Schicht auf den verwendeten Keramiken bei tribologischen Hochtemperaturanwendungen verwendet werden. Reibung und Verschleiß werden als Verlustgrößen bei tribologischen Systemen angesehen. Diese beiden Faktoren hängen nicht nur von den Materialeigenschaften ab, hingegen auch von den Wechselwirkungen. Das bedeutet, Reibung und Verschleiß sind Systemeigenschaften. Die Systeme MAX-Schichten/ Stahlkugeln weisen im Vergleich zu dem System Stahlsubstrat/ Stahlkugel bessere Reibungseigenschaften auf. Bei dem System Siliziumsubstrat/ Stahlkugel sind die Reibungseigenschaften besser oder liegen in der gleichen Größenordnung wie bei den getesteten MAX-Schichten/ Stahlkugel Systemen. Im Falle des Stahlsubstrates verbessern die aufgebrachten MAX-Phasen die Oberflächeneigenschaften deutlich. Auch bei Paarungen SiC/ Stahlkugel und Al2O3/ Stahlkugel würden sich MAX-Phasen anbieten. Denn bei den Paarungen liegen ebenfalls Reibungszahlen bei Trockenreibung von 0,77 und 0,69 vor. Damit bieten sich MAX-Phasen als Verschleißschutzschichten auf Substraten mit hoher Reibungszahl (größer 0,5), wie bei Stahl oder Keramiken, an. Dadurch kann das Reibungsverhalten und das Verschleißverhalten dieser Grundkörper verbessert werden. Es sollten erneute tribologische Messungen an allen Proben durchgeführt werden um zu ermitteln, ob die hier erlangten Ergebnisse reproduzierbar sind. Ebenfalls könnten nochmals Messungen erfolgen bei denen nach jeder Spur ein Kugelwechsel erfolgt. Weiterhin wären Temperaturmessungen an der Messanordnung interessant um zu ermitteln, ob sich bei den tribologischen Untersuchungen unter Stromeinfluss, Wärme entwickelt. Interessant wären auch Untersuchungen mit neuen Systempaarungen in dem unterschiedliche Kugelmaterialien verwendet werden. Ebenfalls sollten noch weitere Substrate verwendet werden um zu zeigen, wie sich das Reibungsverhalten nach Aufbringung der MAX-Phasen verändert. Hinsichtlich weiterführender Untersuchungen des Selbstheilungseffektes müssen verschiedene Stadien dieses Effektes ausgelöst durch unterschiedliche Zeit und Temperaturkombinationen betrachtet werden. Ebenso könnte der Selbstheilungseffekt in Abhängigkeit vom Ausmaß der Beschädigung untersucht werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/777421399vogel.txt
Krannich, Andre
Ausschussreduzierung bei der Herstellung von folienhinterspritzten Formteilen für Automobile Bedienelemente. - 80 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2014

Der Herstellungsprozess von Einlegefolien für das Kunststoffhinterspritzen beinhaltet eine Vielzahl an einzelnen Arbeitsgängen. In dieser Arbeit wurden die Prozessschritte der Einlegefolienherstellung analysiert und hinsichtlich ihres Einflusses auf die Qualität der Endprodukte bewertet. Der Schwerpunkt lag hier auf der Verschmutzung durch Stanzprozesse sowie die Gütebestimmung einer UV-aushärtbaren Acrylatschicht, welche auf die Folien aufgebracht ist. Nach UV-Härtung hat diese Schicht hervorragende Eigenschaften wie Kratzbeständigkeit oder die Resistenz gegen chemische Einwirkungen. Durch Prozessversuche an den Folien und durch verschiedene Messreihen konnte der Einfluss einiger Faktoren ausgeschlossen werden. Weiterhin wurde mit dem instrumentierten Eindringversuch ein Verfahren gefunden, mit dem die Aushärtung der Acrylatschicht qualitativ gemessen werden kann. Es konnte experimentell der Zeitpunkt der vollständigen Aushärtung nachgewiesen werden. Aus den Ergebnissen konnten Qualitätsmessgrößen erarbeitet werden, auf deren Basis Vorschläge zur Steigerung der Qualität der Einlegefolien erstellt werden konnten.


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Wilhelm, Matthias
Einfluss der Verarbeitungs- und Lagerungsbedingungen auf den Materialabbau bei der Aufbereitung von Biokunststoffen. - 139 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2014

Die Wissensbasis zur Aufbereitung von Biopolymeren auf Schneckenmaschinen ist im Vergleich zu den konventionellen Kunststoffen noch sehr lückenhaft. Speziell das Abbauverhalten des Molekulargewichts bei unterschiedlichen Prozessbedingungen wie Entgasungssituation, Trocknungsgrad und Einstellgrößen am Extruder, sowie Änderung von Prozessparametern ist im Detail noch nicht Gegenstand wissenschaftlicher Untersuchungen gewesen. Um diese Wissenslücke ein Stück weit zu schließen, werden in dieser Thesis die Aufbereitung von Biokunststoffen und die Auswirkung von Verarbeitungs- und Lagerungsbedingungen auf das Molekulargewicht untersucht. Die Aufbereitungsversuche werden auf einem gleichläufigen Doppelschneckenextruder durchgeführt. Der Einfluss von Einstell- und Prozessgrößen auf den Molekulargewichtsabbau von Polylactid und Celluloseacetat wird statistisch mit Hilfe von Sternversuchsplänen und vollfaktoriellen Versuchsplänen untersucht. Dabei stehen explizit die Einstellgrößen Durchsatz und Umfangsgeschwindigkeit sowie Feuchtegehalt, Entgasungsdruck und Schneckenkonfiguration im Mittelpunkt. Die hergestellten Compounds werden sowohl chemisch mittels Gelpermeationschromatographie, als auch rheologisch vermessen. Durch die ermittelte Nullviskosität der rheologischen Messreihen wird die gültige Nullvis-kositäts-Molmassen-Beziehung für Biokunststoffe nachgewiesen, um über die Nullviskosität direkt auf den Molekulargewichtsabbau schließen zu können. Mit Hilfe dimensionsloser Kennzahlen wird der Compoundierprozess beschrieben, um den Abbau des Molekulargewichts bereits bei der Auslegung des Prozesses berechnen und charakterisieren zu können. Neben der Analyse des Aufbereitungsprozesses werden einzelne Compounds für eine Dauer von 30 Tagen bei unterschiedlichen Klimata ausgelagert und der Abbau des Molekulargewichts wird analysiert.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/775867306wilhe.txt
Langlotz, Martin
Leistungsberechnung in der Aufschmelzzone von Einschneckenextrudern. - 87 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2013

Eine genaue Vorhersage, wie viel Antriebsleistung und wie viel Heizleistung zum Aufschmelzen von Kunststoff benötigt wird, gewinnt zur Auslegung von Antrieben und Schnecken von Kunststoffverarbeitungsmaschinen zunehmend an Bedeutung. Zielsetzung der vorliegenden Arbeit ist es ein geschlossenes, analytisches Leistungsberechnungsmodell für die Aufschmelzzone zu entwickeln. Nach einer Modellanalyse bestehender Aufschmelzmodelle wird eine Modellerweiterung zur Leistungsverlaufberechnung entwickelt. Aus dieser Erweiterung entstehen zwei Ansätze zur Leistungsberechnung. Eine Wärmestromansatz und ein Massestromansatz zur Berechnung der Leistung aus einem bestehenden Aufschmelzverlauf. Es folgt eine experimentelle Überprüfung der Modelle. Erste simulierte Ergebnisse einer integralen Betrachtung ergeben eine Abweichung von 25% zu der gemessenen benötigten Leistung.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/823983471langl.txt
Hartmann, Robert
Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung von Hybridverbunden aus CFK und Aluminiumschaum (CFK/ ALS) für automobile Anwendungen. - 106 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2013

Die Philosophie des Leichtbaus motiviert die Forschung an hybriden Materialien. Diese kombinieren anwendungsorientiert artfremde Werkstoffe und deren Eigenschaften. Die vorliegende Masterarbeit beschäftigt sich mit der RTM Herstellung und FEM Simulation eines solchen Hybridmaterials. Zwei zugsteife CFK Deckschichten werden mit einem niederdichten Aluminiumschaumkern im Sandwichprinzip verbunden um perspektivisch Bauteile mit hoher gewichtsspezifischer Biegesteifigkeit herstellten zu können. Zu Beginn der Arbeit wird auf Basis der Balkentheorie eine analytische Berechnungsmethode entwickelt, die eine erste Abschätzung der erreichbaren mechanischen Eigenschaften des Verbundes erlaubt. Diese Erkenntnisse fließen in die Entwicklung eines FEM Modells ein, welches die Simulation der verschiedenen Belastungsfälle bei frei wählbarem Verbundaufbau ermöglicht. Die Herausforderung bei der Entwicklung dieses Modells ist die Implementierung der stoffspezifischen Besonderheiten. Dazu zählen die Anisotropie des CFK und die Inhomogenität des Aluminiumschaums. Der nutzbare RTM Prozessparameterbereich wird durch Vorversuche lokalisiert und erste Probekörper werden hergestellt. In weiterführenden Arbeiten sollten die zielführendsten RTM Prozessparameter ermittelt, das aufgestellte FEM Modell validiert und die sich während der Herstellung ausbildende Verbindungsschicht aus Epoxidharz ausführlicher charakterisiert werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/781218578hartm.txt
Reichardt, Anne
Schmiermittelarme Rollen- und Flyerketten erzeugt durch chemische Dispersionsabscheidung. - 81 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013

Der Einsatz von mineralölhaltigen Schmiermitteln bei Rollen- und Flyerketten (technische Ketten, die Kräfte und Bewegungen übertragen sollen) kann durch den Einbau von Trockenschmiermitteln in eine metallische Verschleißschutzbeschichtung reduziert werden. Zudem verringern sich die Kosten für aufwendige Nachschmierungen. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit selbstschmierenden Schichten, bei der eine Mitabscheidung von PTFE und MoS2 in eine chemische Nickel-Phosphor-Matrix untersucht wird. Als Nickelelektrolyten wurden ein Ansatz der Firma HSO sowie ein Ansatz aus der Literatur gewählt. Es wurden zylindrische Proben mit einem standardisierten Elektrolytprüfstand des Fraunhofer IPA beschichtet. Dabei konnte gezeigt werden, dass der Partikelgehalt im Elektrolyten und hydrodynamische Effekte einen deutlichen Einfluss auf die Schichtdicke, den Einbau und die Verteilung der Partikel im Überzug sowie die Härte ausüben. Neben diesen Versuchen erfolgten weitere Beschichtungen von Nickel-Phosphor-PTFE-Schichten mit standardisierten Profilkörpern des Fraunhofer IPA. Anhand dieser Proben wurden Verschleißtests durchgeführt. Dabei ergab sich, dass der Reibwert bei einer Mitabscheidung von PTFE um ca. 65 % verringert wurde.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/77609310Xreich.txt
Schneidmadel, Stefan
Untersuchungen zur Entwicklung eines Modells zur Beschreibung des Antriebsbedarfes zur Feststoffförderung in genuteten Einzugszonen. - 96 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2013

Die Beschreibung der energetischen Situation in Kunststoffextrudern gewinnt in der freien Wirtschaft immer größere Bedeutung, um effizient und kostengünstig Kunststoffe verarbeiten zu können. Die Forschung ist deshalb bemüht, umfassende Modellgleichungen zur Beschreibung der Energiebilanz von Kunststoffextrudern zu bestimmen. Die Zielsetzung dieser Arbeit ist die Beschreibung der energetischen Vorgänge in der genuteten Einzugszone eines Einschneckenextruders. Zu Beginn der Arbeit wird eine umfassende Literaturrecherche durchgeführt und die bestehenden Modelle zur Beschreibung des Feststoffförderverhaltens in der Einzugszone miteinander verglichen. Anschließend wird in der Konzeption eine Energiebilanzgleichung für die Einzugszone des Extruders aufgestellt und die wesentlichen Messgrößen festgesetzt. Zur Erfassung des Drucks am Ende der Einzugszone wird eine Feststoffdrossel entwickelt. Für die Ermittlung wesentlicher Einflussgrößen in die aufgestellte Energiebilanzgleichung werden begleitende Untersuchungen an der genuteten Einzugszone, am Messaufbau und am Material durchgeführt. Die Ergebnisse der Versuche am Extruder zeigen, dass die aufgestellte Energiebilanzgleichung die energetischen Vorgänge in der Einzugszone des Extruders nachbilden kann. Weiterhin wurden Erkenntnisse über die Zusammensetzung der Energiebilanz in der Einzugszone gewonnen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/775121193schne.txt
Simon, Christian
Modellbildung zum Grenzschichtverhalten, Simulation und experimentelle Verifikation des Co-Injektionsverfahrens. - 110 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2013

In der Verpackungsindustrie erfordert das Vordringen von Hohlkörperverpackungen in neue Anwendungsfelder bessere Barriereeigenschaften. Dabei ist es wichtig, neue Technologien zu schaffen, die dem Endkunden hochwertigere Verpackungen, z.B. für Lebensmittel und Medikamente, hinsichtlich der Qualität und Lebensdauer, zur Verfügung stellt. In der Lebensmittelindustrie ist der Einsatz von Verpackungen, wie PET-Flaschen, Wurst- und Käseschalen, schon etabliert. In der Medizin werden Kunststoffprodukte bis heute für den Einsatz von Spritzen, Tropfern und vielem mehr eingesetzt. Für Medizinflaschen mit Arzneimitteln, Impfstoffen und Infusionen kommen bis dato nur Glasflaschen zum Einsatz, die durch Mehrschichtbehälter aus Kunststoff ersetzt werden sollen. In der vorliegenden Arbeit wird nach einem Einblick in den Stand der Technik auf die theoretischen Grundlagen der Mehrschichtströmungen und des Grenzschichtverhalten von zwei Kunststoffen eingegangen. Des Weiteren werden die Sauerstoffpermeabilität und Wasserdampfpermeabilität der verwendeten Kunststoffe untersucht, um eine Empfehlung über mögliche Schichtdicken der Multilayerflaschen zu geben. Im Anschluss daran wird mit Hilfe der Simulationsumgebung Moldex3D der Füllvorgang eines Multilayervorformlings simuliert, um Prozessparameter für den Spritzgießprozess der Co-Injektion mit einem Schmelzespeicher- und Schmelzedosiersystem zu ermitteln. Dabei soll mit diesem System in den Flaschen eine durchgängige Barriereschicht ausgebildet werden, um die Inhaltsstoffe vor Gasen, wie Sauerstoff, zu schützen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/774878088simon.txt
Köckritz, Julia
Beschreibung des Schwindungsverhaltens duroplastischer Harzsysteme in geschlossenen Formprozessverfahren. - 109 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013

In der heutigen Industriegesellschaft ist es wichtig Bauteile kostengünstig und mit hoher Qualität herzustellen um wettbewerbsfähig zu sein. Die Prozessoptimierung zur Erhöhung der Bauteilqualität hat deshalb auch bei den faserverstärkten Kunststoffe (FVK) einen hohen Stellenwert. Die größte Beeinträchtigung der Bauteilqualität geht dabei von der Schwindung der Harzmatrix aus, wodurch es zum Verzug der FVK-Bauteile kommt. Damit hat der Schwindungsfaktor gleichsam die größte Verbesserungswürdigkeit. Deswegen wurde sich in dieser Arbeit der Auswirkung der Schwindung von duroplastischen Harzsystemen und deren Beeinflussung durch äußere Einflussfaktoren gewidmet. Anhand von Experimenten wurde der Einfluss der Temperatur-Zeit-Einstellung auf die Volumenschwindung untersucht. Darauf aufbauend wurde eine optimierte Prozessführung zur Schwindungsreduzierung entwickelt, die auf einen isothermen Härtungsverlauf und der Minimierung der physikalischen Schwindung ausgerichtet ist. Die auf das spezifische Harzaushärtungsverhalten angepasste Prozessoptimierung zur Schwindungsreduzierung wurde abschließend auf die Herstellung von glasfaserverstärkten Kunststoffbauteilen im RTM-Prozess (Resin Transfer Moulding) angewendet.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/774687886koeck.txt
Lerch, Kristin
Analyse und Optimierung der Schweißverbindungen zwischen der Hauptnabe und dem Außenlamellenträger IC bzw. dem Außenlamellenträger OC einer Doppelkupplung. - 101 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013

Das Laserstrahlschweißen als Fertigungsprozess hat in der Industrie an zunehmender Bedeutung gewonnen. Vor allem bei der Herstellung von Doppelkupplungen, in Verbindung mit leistungsstarken Laseranlagen, findet diese Technologie ein breites Anwendungsspektrum. Die Firma BorgWarner Transmission Systems nimmt eine weltweit führende Position in der Entwicklung und Herstellung von nasslaufenden Doppelkupplungssystemen ein. Der moderne und innovative Automobilzulieferer zeichnet sich vor allem durch seine hohen Qualitäts- und Servicestandards aus. In Folge ständig steigender Anforderungen der Kunden an den Lieferanten wird eine stetige Weiterentwicklung vorhandener Produkte verlangt. Dabei ist es umso wichtiger die qualitätsbeeinflussenden Parameter und deren Wirkung zu kennen. Nur so kann ein stabiler Prozess gewährleistet werden. Es ist notwendig flexibel auf Schwankungen im Rahmen der Qualitätssicherung reagieren zu können, um so kontinuierliche Prozesse aufrecht zu erhalten. Die vorliegende Bachelorarbeit liefert eine Optimierungslösung für die Schweißverbindung einer Baugruppe einer Doppelkupplung. Bei der genannten Schweißbaugruppe handelt es sich um das Housing einer Kupplung. Dieses umfasst die Hauptnabe in Verbindung mit den Außenlamellenträgern. Nach einer kurzen Einführung in die Thematik der Doppelkupplungen folgt eine Darstellung theoretischer Grundlagen des Laserstrahlschweißens. Unter Berücksichtigung aller Rahmenbedingungen wurde eine Ursachenanalyse zur Ermittlung der zu untersuchenden Einflussfaktoren durchgeführt. Für die Festlegung der Toleranzgrenzen für die eigentlichen Versuchsreihen wurden Grenzmusterversuch vorgenommen. Mit Hilfe einer geeigneten statistischen Versuchsplanung konnten die Prozessparameter analysiert und definiert werden. Dazu wurde sich der Methode von Dorian Shainin bedient. Diese Art der Versuchsplanung liefert gleichzeitig eine Aussage über die Wechselwirkungen der Einflussgrößen untereinander. Alle Versuchsteile wurden durch eine zerstörende Schweißnahtprüfung untersucht. Dadurch konnten die Parameter mit dem größten Einfluss erkannt werden. Abschließend werden die Ergebnisse im Zuge ihrer Umsetzbarkeit geprüft sowie Aussagen über Ausblick und Folgerung getroffen.


Marx, Janik
Methoden zur quantitativen Fehlstellenanalyse in Faserverbundbauteilen. - 116 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013

Bei der Herstellung von faserverstärkten Kunststoffen (FVK) kommt es in Folge von unzureichender Faserbenetzung oder Verwirbelungen der Fließfronten sowie durch Beschläge der Fasern aufgrund von Feuchtigkeit zu einer prozessbedingten Ausbildung von Poren. Diese stellen eine Ursache der Verminderung der mechanischen Eigenschaften dar. Durch eine Erhöhung des Sicherheitsfaktors kann dieser Nachteil in der Konstruktion berücksichtigt werden. Jedoch sollte der Anspruch vorhanden sein, durch eine Optimierung der Verfahrenstechnik, wie auch der Qualitätssicherung, diesen Faktor zu minimieren. Die Qualitätssicherung ermöglicht erst die Analyse der Fehlstellen in FVK-Bauteilen, um auf dessen Basis die Prozessparameter hinsichtlich verbesserter Qualität zu optimieren. Aufgrund dessen ist es nach dem heutigen Stand der Technik nicht möglich, dass maximale Leichtbaupotential der FVK auszunutzen. Die folgende Arbeit beschäftigt mit der Analyse von Fehlstellen. Dazu werden verschiedene Verfahren der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung mittels einer Bewertungsmethodik verglichen. Die Verfahren zur Fehlstellenanalyse werden hinsichtlich ihres Potentiales in einem industriellen Einsatzgebiet ausgewählt. Als elementare Bewertungsgrundlagen werden neben ökonomischen Aspekten der jeweiligen Verfahren auch die Fähigkeiten des Personals, wie auch die Genauigkeit, bewertet. Die Analyse der Proben hinsichtlich deren Porenvolumenanteile bzw. deren Fehlstellenverteilung geschieht mit der Thermographie, der Mikroskopie, dem Impuls-Echo-Verfahren und den Röntgenverfahren. Hinzu kommt der Vergleich der rein theoretischen Berechnung des Porenvolumenanteils mit den experimentell ermittelten Anteilen zur Verifizierung einer Tendenz der unterschiedlichen Berechnungsgrundsätze untereinander. Darüber hinaus werden die mechanischen Eigenschaften der verschiedenen Proben mit den entsprechenden Porenvolumenanteilen in Kontext gesetzt, um dahingehend eine Korrelation zu erstellen. Um Proben mit geeigneten Poren für die Analyse herstellen zu können, wird zu Beginn ein entsprechendes Versuchskonzept erstellt, welches sich vorrangig mit der Bildung von Fehlstellen beschäftigt. Auf Grundlage dessen werden die Proben mittels einer Variation der Injektionsdrücke hergestellt. Die These dahinter ist, dass mit steigenden Injektionsdrücken der Fehlstellengehalt abnimmt und die mechanischen Eigenschaften steigen. Des Weiteren werden bei der Analyse die Lage der Poren in den untersuchten Probenkörper berücksichtigt, um eine Aussage über die Fehlstellenverteilung in Fließrichtung treffen zu können. Die Berechnung des Porenvolumenanteils auf Basis von theoretisch ermittelten Kennwerten des Verbundes zeigt im Vergleich zum praktisch berechneten Fehlstellenanteil, dass diese Art der Berechnung aufgrund der Einfachheit ohne Messaufwand ein empfehlenswertes Verfahren ist. Mit Hilfe dessen können vorab erste Abschätzungen getroffen werden, welche die Qualität von Bauteilen beurteilen. Allerdings ist hierbei zu beachten, dass durch unterschiedliche Prozessparameter die wahren von den theoretischen Porenvolumenanteilen abweichen können. Die Berechnungen der Porenvolumenanteile, auf Basis der gemessenen Verbundkennwerte, zeigen eine vergleichbare Tendenz zu den im CT ermittelten Fehlstellenanteilen auf. Somit bestätigen diese Werte die Theorie, dass mit steigenden Injektionsdrücken der Porenvolumenanteil sinkt. Die unter dem Lichtmikroskop vermessenen Porendurchmesser und die daraus bestimmten Porenvolumenanteile korrelieren nur mit den berechneten Fehlstellenanteilen in dem Sinne, dass die Tendenz der ermittelten Werte untereinander gleich sind. Die Ergebnisse des Impuls-Echo-Verfahrens sind zur Ermittlung der Fehlstellen nicht zuverlässig nutzbar. Indessen stellt die Thermographie einen quantitativen Überblick über die Fehlstellenverteilung innerhalb der Proben dar. Dieses Verfahren ist ebenfalls durch die Erstellung der Kosten-Nutzen-Matrix hinsichtlich der Analysegenauigkeit, der ökonomischen Aspekte und der einfachen Handhabung das zu empfehlende Messverfahren. Allerdings ist festzuhalten, dass das 3D-CT die realitätsnahesten Messergebnisse liefert. Dementgegen stehen die hohe Analysedauer und die Kosten einer Messung bzw. der Anschaffung dieses Messgerätes. Die Nachteile des Computertomographen können mittels der 2D-Analyse von Proben reduziert werden. Dabei werden lediglich vereinzelte computertomographische Aufnahmen unterschiedlicher Probenebenen angefertigt und nicht wie beim 3D-CT zu einem 3 dimensionalem Objekt zusammengesetzt. Der Nachteil der 2D-Methode ist die vergleichsweise hohe Streuung der Ergebnisse aufgrund der lokalen Erfassung der inhomogen verteilten Fehlstellen. Die Zugversuche der Prüfkörper quer zur Faserrichtung zeigen, dass mit steigenden Porenvolumenanteilen der E-Modul steigert wobei zugleich die Bruchspannungen vermindert werden. Des Weiteren bestätigt sich die Annahme bei der Prüfung der Proben quer wie auch längs zur Faserrichtung, dass mit steigenden Faservolumenanteilen die Bruchspannungen verbessern. Bei der Analyse der Zugproben in Faserrichtung ist aus den Werten ein idealer Faservolumenanteil zu erkennen, bei welchem die Bruchspannungen ihren Höchstwert einnehmen. Hinzu kommt, dass sich bei den Proben in Faserrichtung analog zum idealen Faservolumenanteil ein idealer Porenvolumenanteil einstellt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/774596201marx.txt
Kasch, Sebastian
Abscheidung von transparentem und leitfähigem aluminiumdotierten Zinkoxid mit dem Spraypyrolyseverfahren. - 72 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Herstellung transparenter leitfähiger Schichten aus aluminiumdotierten Zinkoxid (ZnO:Al) mittels Spraypyrolyseverfahren für die Anwendung bei Solarzellen. Die Schichten wurden aus einer Lösung (Methanol und Wasser) auf Siliziumsubstraten abgeschieden. Als Präkursoren wurden Zinkacetat-Dihydrat und Aluminium-Acetylacetonat verwendet. Dabei wurde der Einfluss der Depositions- (200 &ring;C bis 350 &ring;C) und Tempertemperatur (200 &ring;C bis 500 &ring;C) auf die elektrischen, optischen, kristallinen und chemischen Eigenschaften untersucht. Die Charakterisierung der abgeschiedenen und getemperten Proben erfolgte mittels 4-Spitzen-Widerstandsmessung, Ellipsometrie, XRD und XPS. Die niedrigsten spezifischen elektrischen Widerstände von 3,3 10^-2 [Omega]cm wurden bei einer Abscheidetemperatur von 300 &ring;C und nach einer Temperaturbehandlung in einer 3 %igen Wasserstoffatmosphäre bei 200 &ring;C erreicht. Die optischen Konstanten n und k steigen mit Erhöhung der Depositionstemperatur an. Mit wachsender Abscheide- und Tempertemperatur wechselt die Schicht von einer teils amorphen in eine polykristalline hexagonale Wurtzitstruktur. Die Kristalle weisen eine bevorzugte c-Achsenorientierung in Richtung der Oberfläche auf. Trotz einer 2 %igen Aluminium-Präkursorkonzentration in der Lösung konnte in den Proben kein Aluminium nachgewiesen werden. Auf Grund des hohen spezifischen Widerstandes des ZnO:Al sind die Schichten, welche bei niedrigen Temperaturen mit dem Spraypyrolyseverfahren hergestellt und getempert wurden, nicht für die Anwendung bei Solarzellen geeignet.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/774595493kasch.txt
Lindner, Jens
Messtechnische Untersuchung des Drehmomentenverlaufes entlang einer Extruderschnecke. - 71 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013

Ein Messaufbau zur die Messung des Drehmomentenverlauf entlang einer Extruderschnecke wird ausgelegt. Zunächst wird ein Überblick über die Funktionsweise eines Extruders gegeben. Anschließend wird dargestellt wie die Messung des Gesamtdrehmoments an Extrudern bisher realisiert wird und auf welche Weise der Drehmomentenverlauf gemessen wird. Um eine Messeinrichtung auszulegen, die eine möglichst geringe Veränderung an Zylinder oder Schnecke erfordert, werden verschiedene Drehmomentmessmethoden betrachtet und das Prinzip der Messung des Phasenwinkels für den Messaufbau gewählt. In der konstruktiven Auslegung des Messaufbaus wird die gesamte Einrichtung in vier Funktionselemente unterteilt: Sensor, Messverstärker, Auswerteschaltung und Auswertesoftware. Diese vier Komponenten werden anhand der jeweiligen Anforderungen ausgelegt. Die entworfene Messeinrichtung wird anschließend in Betrieb genommen. Bei der Inbetriebnahme wird der erwartete Signalverlauf des Messaufbaus mit den vorhandenen Signalverläufen verglichen. Mögliche Störquellen auf den Signalverlauf werden benannt und Maßnahmen formuliert um die Funktionsfähigkeit des Messaufbaus herzustellen.


Theska, Felix
Einfluss der Probenpräparation auf die EBSD-Analyse von Duplex-Stahl. - 89 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013

In der vorliegenden Bachelorarbeit wurde sich mit der metallografischen Präparation zur EBSD-Untersuchung von Duplexstahl befasst. Dabei wurden Proben aus den Materialien Reineisen (ferritische Probe), X2CrNiMoN 22-5-3 bzw. 1.4462 (ferritisch-austenitische Probe) und X2CrNiMo 17-22-2 bzw. 1.4404 (austenitische Probe) untersucht, um das Verhalten der Phasen Ferrit und Austenit hinsichtlich der Präparationsmethoden zu analysieren. Als Präparationsmethoden wurden die Verfahren der mechanischen und elektrochemischen Präparation, sowie der mechanischen Präparation kombiniert mit Vibrationspolieren untersucht. Das Ziel bestand darin, aus den ausgewählten Präparationswegen eine optimale Probenbehandlung zu finden, mit deren Hilfe es möglich ist, einen ferritisch-austenitischen Duplexstahl für eine Phasenanalyse mittels EBSD zu präparieren. Die Ergebnisse zeigten, dass eine mechanische Präparation ungenügend für eine sichere Aussage und somit nicht anzuwenden ist. Die elektrochemische Probenpräparation zeigte für die rein ferritische und rein austenitische Probe jeweils sehr zuverlässige Ergebnisse, für die Duplexstahlprobe jedoch keine Verbesserung gegenüber der mechanischen Präparation. Die dritte Präparationsmethode, die mechanische Präparation in Kombination mit Vibrationspolitur, erzielte für die Duplexstahlprobe sehr gute Ergebnisse hinsichtlich der CI-, FIT- und IQ-Werte. Die Ursache ist hier in der Topografie, sowie der amorphen Deckschicht zu finden. Aus mechanischer Präparation resultierten geringe Oberflächentopografie, jedoch starke Deformationsschicht. Bei elektrochemischer Präparation wurde keine mechanische Deformation, jedoch eine Oberflächentopografie erzeugt. Die Vibrationspolitur stellte ein geeignetes Mittelmaß zwischen beiden Präparationsmethoden dar: Geringe Deformationsschicht, bei geringer Topografieausbildung. Als Schlussfolgerung kann für diese Bachelorarbeit zusammenfassend die Aussage getroffen werden, dass für optimale Ergebnisse die mechanische Präparation in Kombination mit Vibrationspolitur die besten Ergebnisse für EBSD-Untersuchungen lieferte. Als Ausblick besteht die systematische Untersuchung exakter Parametersätze sowohl für die Probenpräparation, als auch der Einstellungen zur EBSD-Messung, um systematische Fehler bewusst zu eliminieren und Präparations- und Untersuchungszeiten weiter zu optimieren.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/773948228thesk.txt
Hauschild, Peter
Verbesserte thermische Prozessführung beim RTM Verfahren durch umsteuerbare Werkzeugtemperaturführung. - 179 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2013

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Analyse verschiedener Möglichkeiten der Temperaturführung in RTM-Werkzeugen, mit denen eine verbesserte thermische Prozessführung erreicht wird. Die Arbeit enthält die Konzipierung und Umsetzung eines Versuchswerkzeuges zur Herstellung von plattenförmigen Faserverbundbauteilen. Mit dem Versuchswerkzeug werden Erkenntnisse über die thermischen Vorgänge am RTM-Werkzeug gewonnen. Die zugrundeliegenden Parameter, wie etwa Werkzeugaufbau oder Werkstoffeigenschaften werden verständlich. Beim Entwurf der Werkzeugtemperaturführung werden herstellungs- und sicherheitstechnische, aber vor allem prozess- und materialtechnische Aspekte berücksichtigt. Vor der Umsetzung des Versuchswerkzeuges wird der RTM-Prozess thermisch analysiert. Auf dieser Basis werden physikalische Prinzipe zur Umsetzung der Werkzeugtemperaturführung untersucht. Besondere Rücksicht gilt der hohen Dynamik der Temperaturführung. Es werden Möglichkeiten zur Umsetzung eines Temperierkonzeptes generiert. Das finale Temperierkonzept wird mit einem 3D-CAD Programm als Geometriemodell erzeugt. Mit diesem werden Simulationsrechnungen des thermischen Verhaltens des Versuchswerkzeuges durchgeführt. Im Anschluss daran wird das Werkzeug gefertigt. Am fertigen Versuchswerkzeug werden Temperaturverlaufsmessungen durchgeführt. Diese dienen der Überprüfung der, in der Simulation, ermittelten Heiz- und Kühlraten und der Erprobung des Konzeptes. Durch den Vergleich von Simulation und Messung wird die Berechenbarkeit der Temperaturverteilung überprüft. Die Dokumentationsunterlagen der Arbeit beinhalten Messergebnisse, Simulationsergebnisse und Umsetzungsvorschläge für das Temperierkonzept bei Freiformflächen. Es werden Probleme und Erkenntnisse aufgezeigt, die bei der Anfertigung der Arbeit entstanden sind und Anregungen für das weitere Vorgehen gegeben. In der Arbeit wird außerdem je ein analytisches Modell für den Heiz- und Kühlvorgang gegeben. Die Genauigkeit dieser Modelle wird anhand der Simulationsrechnungen und Messungen überprüft. Die Herstellung von Versuchsbauteilen zeigt, dass mittels geeigneter Temperaturführung eine Prozessbeschleunigung möglich ist.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/77314207Xhauss.txt
Sauer, Nadja
Untersuchung zerspanender Verfahren beim automobilen Einsatz faserverstärkter Kunststoffe. - 146 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2013

Faserverbundkunststoffe verfügen über ein großes Potential für den Leichtbau von Automobilen. Bei ihrer Bearbeitung stellen sie jedoch hohe Ansprüche an die Auswahl der Prozesseingangsgrößen. Daher wird in der vorliegenden Arbeit der Einfluss der Schnittparameter sowie der Werkzeug- und Werkstoffauswahl auf die Emissionen, Werkzeugverschleiß sowie Qualitätsmerkmale bei der Fräsbearbeitung von FVK-Werkstoffen untersucht. Hierbei wurden Erkenntnisse über die maximale Massenkonzentration und das Sedimentierungsverhalten der Partikel sowie Spangeometrie, Schneidkantenverschleiß, Delaminationen und Faserausfransungen gewonnen, die während eines Fräsprozesses entstehen können. Mit Hilfe von Parameterstudien konnten die Abhängigkeiten von Prozesseingangsgrößen (Schnittparameter, Werkzeuggeomitrie, Kühlung) und Prozessausgangsgrößen (Emissionen, Werkzeugverschleiß, Kantenqualität) nachgewiesen werden. Im Rahmen der Messungen wurden ingenieurgerechte Kennwerte abgeleitet, die die Zusammenhänge zwischen Eingangsparametern und Ausgangsparametern aufzeigen. Neben dem Zerspanverhalten in Abhängigkeit der Prozessparameterkombinationen, wurden die Einflüsse der Werkstoffeigenschaften auf die Ergebnisgrößen analysiert und eine Vergleichbarkeit der Werkstoffe hinsichtlich ihrer Zerspanbarkeit dargestellt. Für die Bearbeitung zukünftiger Bauteile konnten hieraus geeignete Werkstoff- und Prozessparameterempfehlungen ableitet werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/772560897sauer.txt
Wenzel, Felix
Charakterisierung des Einflusses von Feuchte und Oberflächenspannung bei Fasern auf das Tränkungsverhalten. - 75 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Einfluss der Schlichte und der Feuchtigkeit auf den Kontaktwinkel, die Tränkungsgeschwindigkeit und die Bildung von Fehlstellen im Faser-Kunststoff-Verbund. Für die Bestimmung des Kontaktwinkels werden verschiedene Messmethoden ausgewertet, wobei die Auswertung eines stehenden Wassertropfens auf dem Glasfasergewebe am aussagekräftigsten ist. Es werden die Schlichten FK144 und FK800 der Firma PD Glasfaser verglichen. Bei der FK800-Schlichte ergibt sich ein tendenziell kleinerer Kontaktwinkel. Ebenso weist das Gewebe mit dieser Schlichte einen kleineren Kontaktwinkel auf. Maximaler und minimaler Feuchtigkeitsgehalt sind bei beiden Schlichten nahezu gleich. In den Tränkungsversuchen in einem Glasbodenwerkzeug zeigen die gesättigten Gewebe zu Beginn der Harzinfusion höhere Fließgeschwindigkeiten. Jedoch entstehen im Vergleich zu den getrockneten Geweben bei den gesättigten mehr Fehlstellen im Faser-Kunststoff-Verbund. Damit ist eine Trocknung der Gewebe vor dem Infusionsprozess zu empfehlen.


Siller, Valerie
Untersuchungen zur Nickelgalvanoformung von kreisrunden Säulen mit hohen Aspektverhältnissen. - 104 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013

An important process in the microtechnology for the manufacturing of microscale components from plastics, metals or ceramics is the LIGA process, which was developed in the early 1980s at the former Nuclear Research Center Karlsruhe. The acronym is a reference to the eponymous steps (X-ray) lithography (Lithografie), electroforming (Galvanoformung) and molding (Abformung). Current research activities on the optimization of the LIGA process are dealing with an industrial practicable method for replication of LIGA micro parts of high quantity. The examination and elimination of challenges in the implementation of high standards, in the dimensional accuracy of the mold inserts as well as in the choice of material and a practical use for replication, are subject of the dissertation by Dipl.-Ing. J. Heneka. Part of this bachelor thesis is to grow circular columns with a diameter of 50 to 250 microns correctly in cavities of a 400 microns thick PMMA resist layer with nickel and to find reasons for their high failure rate. The substrate seems to be blocked, either by polymeric residues from the resist layer or by hydrogen bubbles that are formed during the electrodeposition process of nickel. Additionally the high aspect ratio of the cavities slows down diffusion processes. Thus the pH-value will rise in the microstructures and cause a precipitation of nickel hydroxide. In preliminary experiments possible influences were examined. Based on its intensity, and the propability of their occurrence, the experiments were limited to three parameters to be examined. From the causes and effects of mass transport conditions at the resist development and the formation of hydrogen during electrodeposition a pretreatment by reactive ion etching (RIE) for an additional removal of resist residues was defined as one of three parameters. Furthermore, the formation of hydrogen during the nickel deposition is to be reduced as much as possible. For this purpose, the effects of a pre-metallization of the conductive ground with gold and two different current densities were examined. Using a statistical experimental design, all three parameters over eight samples were varied in different settings. Using different optical characterization techniques (three-dimensional surface measurement, light and scanning electron microscope), the amount of missing columns in the structured nickel plate was documented. The detected topographic conditions of the nickel layer and the Ti/TiOx-layer were analyzed and assigned to different kinds of influences. In the statistical evaluation of the failure rates of circular structures with high aspect ratios, the main effects of the individual parameters were determined and weighed against their actual influences on the microscopic findings. In the experiments a positive effect was found in the growth of the column at a pretreatment by RIE. Similarly, a low current density during the electroforming with nickel gives rise to a low failure rate. The influence of a gold layer showed only a slight improvement in the growth of nickel columns. Additional considerations for improving the growth of circular columns in the nickel electroforming provide insight into additional ways of reducing the hydrogen formation and the increase of the buoyancy force of individual gas bubbles during the electrodeposition.


Böttcher, René
Untersuchungen von Dickschichtsystemen mittels Ultraschall (Impuls - Echo - Verfahren) im Wasserbad und Signalverarbeitung mit der Fourieranalyse. - 123 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013

Ultraschallverfahren sind geeignet für die Untersuchung jeglicher Art von Werkstoffen und haben eine große Bedeutung in der Werkstoffprüfung. Haupteinsatz ist die Dicken- und Fehlerlagenbestimmung. Im Vergleich zu anderen Prüfmethoden, haben Ultraschallverfahren eine geringe Auflösung. Deshalb ist es notwendig eine Verbesserung der Auflösungsgrenze zu erreichen. Neben dem Einsatz von Vorlaufstrecken, kann der Einsatz von Signalverarbeitungsmethoden, wie der Fourieranalyse, und spezieller Hardware Vorteile bringen. Neben der Untersuchung von Werkstücken zur Dicken- und Fehlerlagenbestimmung, kann Ultraschall auch zur Bestimmung von Werkstoffkennwerten, wie dem Elastizitätsmodul und dem Schermodul sowie der Querkontraktionszahl, dienen. Diese Werte können über die Messung von longitudinalen und transversalen Schallgeschwindigkeiten berechnet werden und zeigen eine gute Korrelation mit Referenzwerten der Literatur. Eine Kombination mit der Rauschanteil- und Prüffrequenzfilterung ist zusätzlich möglich. Auch der Schwächungskoeffizient bietet die Möglichkeit der Einschätzung des Zustandes des Werkstoffes. Bei seiner Messung stellt jedoch die Reproduzierbarkeit in Hinblick auf konstante und vergleichbare Ankopplung ein Problem dar. Eine Vorlaufstrecke ist vor allem im Bereich sehr dünner Proben von Bedeutung. Das Impulsecho kann aus dem Betrachtungsbereich entfernt werden und es können sowohl oberflächennahe Strukturen in dickeren detektiert als auch sehr dünne Proben untersucht werden. Hinzu kommt die Möglichkeit mit höheren Verstärkungen unter konstanter Ankopplung im Schallfokus zu arbeiten. Dies hat einen nicht zu vernachlässigenden Qualitätsgewinn der Messungen zur Folge. Der Einsatz von mathematischen Methoden, wie der hier angewendeten Fourieranalyse, erhöht die Qualität der Messdatenauswertung. Durch Filtern hochfrequenter Anteile und dem Bereich der Prüffrequenz können Echos klarer getrennt und besser lokalisiert werden. Damit erfolgt eine bessere Bestimmung der Lage von Materialfehlern und Grenzflächen, bis hin zu der genaueren Messung der Schallgeschwindigkeit. Die physikalische Auflösungsgrenze von [lambda] kann jedoch nicht überwunden werden. Es verbleibt daher eine Abhängigkeit der Auflösung vom untersuchten Material, seiner Schallgeschwindigkeit und der verwendeten Prüffrequenz.


Zeis, Christopher
Einkristallines Laserpulverauftragschweißen von Nickelbasis-Superlegierungen. - 65 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013

In der vorliegenden Bachelorarbeit wird das epitaktische Laserpulverauftragschweißen einer einkristallinen Ni-Basis-Superlegierung auf artgleichem Substrat untersucht. Es wird der Einfluss eines gezielt erzeugten, gerichteten Temperaturgradienten im Substrat auf eine epitaktische Erstarrung betrachtet. Ziel der Arbeit ist die Erzeugung einer einkristallinen Laserpulverauftragschweißung. Dabei wird der Einfluss von Leistung, Pulverförderrate und Strahldurchmesser auf Aufmischungsgrad und Pulvernutzungsgrad der Schweißung untersucht. Aus den Ergebnissen wird ein für diese Legierung geeigneter Parameterbereich ermittelt. Es folgen Untersuchungen zur Auswirkung einer Vorwärmung der Schweißstelle und der Wärmeabfuhr aus dem Bauteil auf eine epitaktische Schweißung. Im Rahmen der Untersuchungen konnte der Einfluss von Laserleistung, Pulverförderrate und Strahldurchmesser auf Aufmischungsgrad und Pulvernutzungsgrad für einen ausgewählten Parameterbereich weitgehend geklärt werden. Auch ein Zusammenhang zwischen der Wärmeabfuhr aus dem Grundwerkstoff und einer epitaktischen Erstarrung konnte ermittelt werden.


Geis, Julius
Untersuchung des Gleitverhaltens von Kunststoffoberflächen auf Sand. - 98 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013

Die Arbeit befasst sich mit dem Gleitverhalten von Kunststoffen auf Sand. Nach einer Literaturrecherche zu vorhandenen Messmethoden der Reibwertermittlung, werden diese an den Anwendungsfall angepasst. Die Methoden werden nach ausgewählten Kriterien bewertet und ausgewählt. Mit einem aufgestellten Versuchsplan werden die Effekte der Einflussgrößen und der Reibwert verschiedener Kunststoffe ermittelt. Die Ergebnisse werden aufgearbeitet und ausgewertet. Weiterhin werden die Reibwerte mit zuvor ermittelten mechanischen Eigenschaften der Kunststoffe verglichen, um zu überprüfen, ob sich Zusammenhänge erkennen lassen. Es werden ebenfalls Versuche zum Abrasionsverhalten der Kunststoffe durchgeführt. Dazu werden mehrere Methoden getestet und bewertet.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/770257747geis.txt
Mayer, Markus
Untersuchung des Zusammenhanges von Aushärteverhalten und Rheologie duroplastischer Harze für die FVK-Verarbeitung. - 60 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013

Der Begriff Leichtbau gewinnt in der heutigen Zeit zunehmend an Bedeutung. Industrieunternehmen welche Leichtbau betreiben, implementieren vermehrt die Faserverbundbauweise in ihr Portfolio. Dabei nimmt die Produktivität einen immer höheren Stellenwert ein. Verfahren wie das Resin-Transfer-Moulding (RTM) bieten die Möglichkeit, die Fertigung von Faserverbundkunststoff (FVK) Bauteilen aus Kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK), Glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK), oder Aramidfaserverstärktem Kunststoff (AFK) zu automatisieren. Dabei steht auch die Taktzeit im Vordergrund. Diese ist nicht zuletzt abhängig von der Auswahl des Harzsystems. Nach einer Grundlagenbetrachtung beschreibt die vorliegende Arbeit eine Möglichkeit, Harzsysteme prägnant zu klassifizieren. Dabei werden die Aushärtecharakteristika der Harzsysteme mit Hilfe von zwei charakteristischen Parametern dargestellt. Anhand dieser Parameter kann vom Endverbraucher das für den jeweiligen Prozess optimale Harzsystem ausgewählt werden.


Fligge, René
Einfluss der Prozessrandbedingungen auf die Klebequalität bei der Verbindung von Kunststoffteilen. - 45 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013

In der vorliegenden Arbeit werden verschiedene Prozessrandbedingungen bei der Herstellung einer Klebeverbindung auf ein Kunststoffteil untersucht. Bei der aufgebauten Fertigungsstraße wird doppelseitiges Klebeband mit Acrylatschaumkern und Acrylathaftklebstoffen auf ein aus PC-ABS-Polymerblend bestehenden Kunststoffteil aufgebracht. Mittels Stirnabzugsversuch werden Haltekräfte unter verschiedenen Bedingungen geprüft. Dazu erfolgt zuerst die Betrachtung des Aufbaus der Klebekraft in Abhängigkeit der Zeit. Anschließend wird untersucht, welchen Einfluss die Formteiltemperatur beim Klebevorgang und welchen Einfluss die Lagertemperatur nach dem Aufbringen der Klebeverbindung haben. Weiterhin werden die Verschmutzungseinflüsse Staub, Fingerabdrücke, ölhaltige Luft und Formschutzmittel untersucht. Alle Tests werden für das Originalmaterial PC/ABS Bayblend T65XF und einem Regenerat PC/ABS Gebablend 65HF durchgeführt. Zuletzt wird die Verpackung auf Tauglichkeit geprüft. Um eine gleichbleibend hohe Qualität der Klebeverbindung zu gewährleisten, werden für die aufgezeigten Ergebnisse Maßnahmen erstellt und diese in einem Gesamtaufbau der Fertigungsstraße realisiert. Dazu wird zusätzlich ein System zur Sortierung von bauähnlichen Kunststoffteilen integriert, sodass eine Verwechslung ausgeschlossen werden kann.


Hentschel, Martin
Parameteruntersuchungen zum Trennverhalten zwischen Bauteilen aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff und Resin Transfer Moulding-Werkzeugen. - 74 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013

Die vorliegende Bachelorarbeit soll die Basis für einen trennmittelfreien Resin Transfer Moulding (RTM)-Prozess schaffen, um durch eine Verringerung der Fertigungsnebenzeiten in den Arbeitsschritten Entformen und Säubern der Kavität die Fertigungskosten zu senken. Auf die Darstellung der Grundlagen, welche sowohl den Stand der Technik im Bereich der kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffe (CFK) als auch die physikalisch-chemischen Gesetze der Oberflächentechnik darstellen, folgt die experimentelle Untersuchung des Trennverhaltens zwischen CFK-Bauteilen mit Epoxidharz als Matrixwerkstoff und RTM-Werkzeugoberflächen in Abhängigkeit der Parameter Oberflächenrauheit und -beschichtung. Aus den gewonnen Erkenntnissen werden Rückschlüsse für die Optimierung der Werkzeugoberflächen gezogen, um das Trennverhalten signifikant zu verbessern. So konnte bereits im Rahmen dieser Arbeit eine Reduktion der Ablösekraft von bis zu 32% gegenüber den bisher eingesetzten Werkzeugoberflächen erzielt werden. Weitere noch zu untersuchende Parameter können eine zusätzliche Verbesserung des Trennverhaltens erzielen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/769024629hents.txt
Stürzel, Thomas
Einfluss der Cu-, Mg- und Mn-Variation auf Aushärtungsverhalten und mechanische Eigenschaften von zinkhaltigen AlSi-Druckgusslegierungen. - 120 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013

Im Rahmen dieser Bachelor-Thesis werden zinkhaltige AlSi-Druckgusslegierungen untersucht. Hierzu werden die Einflüsse unterschiedlicher Magnesium-, Mangan- und Kupfergehalte hinsichtlich des Aushärtungsverhaltens und der mechanischen Eigenschaften analysiert. Ein Lösungsglühen dient dabei der Homogenisierung der Elemente Zn, Mg und Cu im Aluminium-Mischkristall und der Einformung des eutektischen Siliciums. Die Homogenisierung wird durch theoretische Diffusionsrechnungen und experimentelle EDX-Analysen bestätigt. Des Weiteren wurde durch qualitative Metallographie die Morphologieänderung von eisenhaltigen intermetallischen Phasen in Folge einer Manganerhöhung belegt. Mittels Härte- und Leitfähigkeitsmessungen wurde gezeigt, dass die verschiedenen Magnesiumkonzentrationen Einfluss auf die Kaltaushärtungskinetik haben, wohingegen Mn- und Cu-Zusätze diese nicht signifikant beeinflussen. Bei 120&ring;C-Warmauslagerung mit vorangegangener Kaltauslagerung ist eine signifikante Beschleunigung der Aushärtungskinetik durch Mg- und Cu-Zusätze zu verzeichnen. Eine zusätzliche 190&ring;C-Wärmebehandlung vor der 120&ring;C-Warmauslagerung führt zu einer signifikant schnelleren aber gleichzeitig geringeren Aushärtung durch die Legierungselemente Mg und Cu. Es ist festzustellen, dass ein Mindestgehalt an Magnesium nötig ist, um eine effektive Kalt- und Warmaushärtung bei zinkhaltigen AlSi-Legierungen zu initiieren. Mit zunehmenden Legierungsgehalten von Mg und Cu steigt die Festigkeit und gleichzeitig nimmt die Duktilität ab, was sich insbesondere nach einer Wärmebehandlung für 500 h bei 120&ring;C zeigt. Durch DSC-Analysen wurden legierungs- und wärmebehandlungsspezifische Ausscheidungsreaktionen festgestellt, die mit thermodynamischen Gleichgewichtsrechnungen und der Literatur verglichen wurden. Demnach kann es sich abhängig von der Legierungszusammensetzung um vielschichtige Ausscheidungs- und Auflösungssequenzen der stabilen und metastabilen Entmischungsstadien des Typs [eta]-MgZn2, β-Mg2Si und Q-Al5Cu2Mg8Si6 handeln.


Hirte, Kathleen
Depostiton von Kieselglas auf optischen Fasern mittels CO2-Laser zur Erzeugung einer funktionalen Beschichtung. - 79 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013

In der Arbeit wird untersucht, ob eine Deposition von Kieselglas auf optischen Fasern mit einem CO2-Laser möglich ist. Die so erzeugte Beschichtung dient zur Entsorgung/Auskopplung von unerwünschter Laserstrahlung in der Faser über einen großen Leistungsbereich, wodurch auch der Einsatz in Hochleistungs-Fasersteckern möglich ist. Nach der Beschichtung wurde der Kieselglasschmauch durch einen weiteren CO2-Laserprozess auf der Faseroberfläche verfestigt. Anschließend erfolgte eine umfangreiche Charakterisierung, dieser auch als Modenabstreifer bezeichneten Faserbeschichtung. Zunächst wurden Struktur und Zusammensetzung der Beschichtung mit einem Lichtmikroskop, einem Rasterelektronenmikroskop und einem Röntgendiffraktometer untersucht. Die materialwissenschaftlichen Untersuchungen bestätigten eine poröse Schicht aus Kieselglasschmauch mit ungleichmäßig dichter Verteilung. Über Dämpfungsmessungen und Messungen der Numerischen Apertur für verschieden lang beschichtete Fasern konnten Aussagen über die Funktion und Wirkungsweise gewonnen werden. Der dabei verwendete Laserleistungsbereich von einigen 100 mW bis über 200 W bestätigte eine erfolgreiche und uneingeschränkte Eignung auch für hohe Laserleistungen. Die abschließenden Untersuchungen zur Biege- und Zugfestigkeit lieferten unterschiedliche Ergebnisse. Während die Biegeversuche nur eine geringe Beeinträchtigung der mechanischen Festigkeit in Bezug auf eine unbeschichtete Faser zeigten, wiesen die Zugversuche eine relativ hohe Streuung auf. Hinsichtlich der mechanischen Festigkeit als auch Homogenität der Beschichtung sind weitere Untersuchungen für belastbarere Aussagen erforderlich. Schlagwörter: Modenabstreifer, Deposition von Kieselglas, CO2-Laser, Entfernen von Mantelmoden, Kieselglasschmauch


Zink, Michael
Werkstoffgerechte Konstruktion eines Leichbaufahrzeugbodens. - 98 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2013

In dieser Masterarbeit wird eine Fahrzeugbodengruppe aus faserverstärktem Kunststoff für den Einsatz in einem Wohnmobil konstruiert. Hierfür wird zunächst die Werkstoffwahl spezifiziert und die zu erfüllenden Anforderungen analysiert und festgelegt. Dabei werden die mechanischen Anforderungen an den Werkstoff und der Konstruktion unter anderem durch eine Belastungssimulation des Tragsystems, wie es bisher in Wohnmobilen zum Einsatz kommt, erarbeitet. Weiterhin werden Anforderungen aus den für eine Fertigung und Gestaltung notwendigen Aspekten einer werkstoffgerechten Konstruktion und den Bedingungen an eine "Typgenehmigung für Fahrzeuge" durch das Kraftfahrzeugbundesamt entwickelt. Anschließend wird anhand der festgelegten Anforderungen ein Grundmodell als Ausgangspunkt für Belastungssimulationen mit einer Finite-Elemente-Software geschaffen und daraus die Belastungsverhältnisse in der Fahrzeugbodengruppe erarbeitet. Aufgrund dieser Vorgehensweise entsteht schließlich ein in der Konstruktion und im Lagenaufbau optimiertes Modell einer Fahrzeugbodengruppe für Wohnmobile. Den Schluss bildet das Fertigen eines realen, maßstabsgerechten Modells aus faserverstärktem Kunststoff.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/767901134zink.txt
Hermenau, Jakob
Verbesserung der Maßhaltigkeit glasfasergefüllter Kunststoffbauteile in quellenden Medien. - 74 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013

Um der globalen Erderwärmung entgegenzuwirken versucht die Europäische Union (EU) die Erderwärmung auf zwei Grad Celsius im Vergleich zum vorindustriellen Niveau zu beschränken. Darauf haben sich die 194 Länder auf der 15. UNKlima Konferenz im Jahr 2007 geeinigt. Nach Meinung der EU kann dieses Ziel mit einem geringeren Ausstoß von Treibhausgasen, vor allem mit der Minderung des mengenmäßig bedeutsamsten Treibhausgas Kohlendioxid (CO2), erreicht werden. Aus diesem Grund beschränkt die EU, die im Verkehr ausgestoßenen CO2 Emissionen Schritt für Schritt. Automobilhersteller, die die Vorgaben der EU nicht umsetzten, müssen Strafzahlungen leisten. Die europäische Automobilindustrie verkauft, auch auf Wunsch des Kunden, weiterhin komfortable und leistungsstarke Fahrzeuge. Daher sind die Automobilhersteller dazu angehalten Wege zu finden, den CO2 Ausstoß zu reduzieren ohne die Wünsche des Kunden zu beschneiden. Eine Möglichkeit CO2 Emissionen zu minimieren besteht in der Reduzierung des Fahrzeugmasse, bzw. der Masse der Fahrzeugkomponenten. Dies hat den Vorteil, dass nicht nur CO2 Emissionen reduziert werden sondern auch der Kraftstoffverbrauch gesenkt werden kann, was sich positiv auf die Konkurrenzfähigkeit des Produktes auswirkt. Das Substituieren von Metallwerkstoffe in Polymere stellt eine Möglichkeit dar die Fahrzeugmasse zu senken. Der Kunststoffanteil in modernen Fahrzeugen steigt stetig. Heutzutage werden sogar Auspuffanlagen aus Polymerwerkstoffen gefertigt [SCH 08]. Auch in Kühlsystemen moderner Fahrzeuge finden sich Polymerwerkstoffe. Jedoch werden Präzisionskomponenten variabler Wasserpumpen immer noch aus Aluminium gefertigt, da günstige Kunststoffe, aufgrund von Diffusionsprozessen den Anforderungen hinsichtlich ihrer Maßhaltigkeit nicht gerecht werden. Anhand eines Regelkolbens, der hohen Anforderungen gerecht werden muss wie, ein enges Toleranzfenster zwischen Regelkolben und Pumpengehäuse, Trennung von Kühlmittel und Umwelt und eine hohe Anzahl an Bewegungszyklen, konnte ein glasfaserverstärkter Kunststoff gefunden werden, der diese Anforderungen erfüllt. Um die Eignung einiger ausgewählter Kunststoffe festzustellen wurden Versuche durchgeführt. So wurde mit der Thermisch-Mechanischen Analyse (TMA) das thermische Ausdehnungsverhalten der Kunststoffe aufgezeichnet. Die Quellung der Polymere in Kühlmittel wurde mit einer 3D-Messeinrichtung bestimmt. Die Feuchtigkeitsaufnahme wurde mit einer Waage dokumentiert, indem die Werkstoffe mehrere Tage in Kühlmittel (Glykol-Wassergemisch) eingelagert wurden. Auch wurde das Alterungsverhalten der Polymere in Kühlmittel aufgezeichnet. Dazu wurde die Brinell-Härte gemessen und Zugversuche durchgeführt. Ein Vyncolit X 6320 (PF GF-60) wurde gefunden, der alle Anforderungen erfüllt. Im Vergleich zum Aluminium Regelkolben besitzt dieser Kunststoffkolben ein um fast 50% geringeres Gewicht und ein finanzielles Einsparpotential von fast 60%.


Schmidt, Reinhard
Erzeugung von Saatschichten mittels Laserbestrahlung dünner Metallfolien und deren Modellierung. - 157 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2013

Kristalline Silizium-Solarzellen haben den mit Abstand größten Marktanteil in der Photovoltaik. In ihrer Herstellung hat sich das Siebdrucken silberhaltiger Pasten zur Vorderseitenmetallisierung etabliert. In der vorliegenden Arbeit wurde ein alternativer Ansatz betrachtet, der die Chance bietet, kostengünstig und effizient zu sein. Hierzu wurde eine dünne Folie auf den Wafer aufgelegt. Die Laserbestrahlung der Metallfolie soll zu einem lokalen Durchschmelzen der Folie führen. Der sich dabei lokal ausbildende mechanische und elektrische Kontakt mit dem Emitter der Solarzelle dient als Saatschicht im Rahmen eines zweistufigen Metallisierungsprozesses. Hierzu fanden ein NdYAG-Laser mit Pulszeiten im Bereich von 100 bis 620 Nanosekunden und ein Faserlaser mit Pulszeiten im Bereich von 20 bis 1000 Mikrosekunden als Laserquellen im nahen Infrarot Verwendung. Im Experiment wurden dünne Metallfolien aus Aluminium, Nickel und Silber untersucht. Die entstandenen Strukturen wurden im Lichtmikroskop, im Rasterelektronenmikroskop und mittels der EDX-Analyse untersucht und hinsichtlich ihrer Eignung als Saatschicht bewertet. Es gelang, die Metallfolie bis zur Unterseite aufzuschmelzen und es konnten auch Kontakte zum Silizium erzeugt werden. Die aufgeschmolzene Metallfolie muss zur Kontaktierung des Emitters die Antireflexschicht aus Siliziumnitrid auf der Waferoberfläche überwinden. Während der Laserprozesse konnte ein thermisch bedingtes Abheben der Folie beobachtet werden, dass die Prozessführung nachteilig beeinflusste und die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse erschwerte. Um ein besseres Verständnis für den Prozess des Aufschmelzens der Metallfolie zu entwickeln, wurde die Ausbreitung der Wärme sowie der Phasenübergang in der Folie anhand verschiedener Modelle numerisch simuliert. Dabei konnten gewonnene experimentelle Ergebnisse bestätigt werden. Insbesondere der Einfluss des Abhebens der Folie konnte sowohl experimentell als auch durch die Simulation eines geeigneten Modellsystems bestätigt werden. Mit Hilfe der Simulation konnte gezeigt werden, dass das Erreichen der hohen Sublimationstemperatur auf der Unterseite der Folie in der Schmelze ein den Prozess erschwerendes Hindernis für die Kontaktausbildung mit dem Wafer ist. Abschließend kann festgestellt werden, dass in der Entwicklung dieses Metallisierungsansatzes noch einige technologische Hürden zu überwinden sind.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/756491088schmi.txt
Ludwig, Paul
Spritzgießgerechte Konstruktion eines Bau- und Rangierfunkgerätes. - 110 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Konstruktion eines Bau- und Rangierfunkgerätes. Im Auftrag der Schweizer Bundesbahn wird für dieses Gerät ein Gehäuse entworfen, dessen äußere Form auf der Grundlage eines vorgegebenen Designs basiert. Da das Gehäuse aus Kunststoff gefertigt werden soll, wird eine detaillierte Kunststoffauswahl durchgeführt, in der die von der Schweizer Bundesbahn gestellten Forderungen an das Kunststoffgehäuse berücksichtigt werden. Das Gehäuse wird entsprechend des ausgewählten Kunststoffes sowie der Gestaltungsrichtlinien für Spritzgießformteile fertigungs- und belastungsgerecht gestaltet. Ebenfalls wird es so konstruiert, dass die Geräteelektronik integriert und am Gehäuse befestigt werden kann. Des Weiteren werden für das Bau- und Rangierfunkgerät ein Gelenk und ein Steckmechanismus für die Verbindung der Gehäusekomponenten konzipiert und in einem technischen Entwurf umgesetzt.


Krauß, Christiane
Zusammenhang zwischen Energieverbrauch und Homogenität. - 72 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013

Bei der Verarbeitung von thermoplastischen Kunststoffen mit Extrudern ist die Schmelzehomogenität entscheidend für die Qualität der Extrudate. Sie ist abhängig von Materialdaten, Schneckengeometrie und Betriebsparametern. Auch der Energieverbrauch spielt eine immer größer werdende Rolle. Viel Energie geht durch uneffektive Antriebe oder schlechte Temperatureinstellungen am Extruder verloren. Ziel dieser Arbeit ist die Ermittlung eines Zusammenhangs zwischen Schmelzehomogenität und Energieverbrauch im Extrusionsprozess für Einschneckenextruder auf der Basis von Experimenten. Zur Beschreibung der Homogenität wurde die Mischgüte nach [PoK86] verwendet. Die zur Berechnung der Mischgüte notwendigen Werte wurden über eine Grauwertanalyse mittels eines Histogramms ermittelt. Dabei wurden während der Versuche vier lilafarbenen Masterbatchkörner in die Einfüllöffnung des Extruders gegeben und die eingefärbten Stränge abgeschnitten. Mit Hilfe eines Mikrotomschnittgerätes wurden aus den eingefärbten Strängen Dünnschnitte an verschiedenen Betriebspunkten entnommen und über ein Mikroskop und eine Kamera auf einem Computer dargestellt. Für die Grauwertanalyse wurden die Mikroskopbilder mit der Software Corel Photo-Paint X6 bearbeitet. Aus dem daraus entstandenen Histogramm konnten alle relevanten Werte für die Mischgüte, wie Standardabweichung, Mittelwert und Bandbreite, entnommen werden. Für die Versuche wurden die Schneckengeometrie, die Schneckenumfangsgeschwindigkeit, das Material und das Teperaturprofil in unterschiedlichen Stufen variiert. Die Ergebnisse der Versuche stellten keinen Zusammenhang zwischen Energieverbrauch und Schmelzehomogenität fest. Den größten Einfluss auf die Schmelzehomogenität hatte die Schneckengeometrie, wobei die Verwendung von Zahnscheibenmischteil und Wendelnutenscherteil sich vorteilhaft auswirkte. Die Schneckengeometrie hatte keinen Einfluss auf den Energieverbrauch, der abhängig von der Schneckenumfangsgeschwindigkeit und dem verwendeten Material ist. Mit zunehmender Schneckenumfangsgeschwindigkeit sank der spezifische Energieverbrauch. Die Verarbeitung von PE-LLD benötigte mehr Energie als die Verarbeitung von PE-LD. Eine gute Mischgüte bei möglichst geringem Energieverbrauch erzielte die Verarbeitung von PE-LD auf einer Dreizonenschnecke mit Mischteil bei einer Schneckenumfangsgeschwindigkeit von 0,22 m/s bis 0,38 m/s.


Braun, Ludwig
Analyse und Optimierung eines Infrarotschweißprozesses. - 101 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2013

In dieser Arbeit wird ein Infrarotschweißprozess einer Instrumententafel hinsichtlich des Fügens einer lackierten Polypropylen-Dünnfilmfolie und einer geschäumten Spritzgussintegralschaumstruktur analysiert und optimiert. Durch Thermische Analysen werden die Materialien untersucht und mittels Schweißversuchen werden ein Prozessbereich und eine Rippengeometrie erarbeitet, wodurch die Schweißnahtqualität zunimmt. Außerdem wird in einer analytischen Berechnung der Einfluss der Prozessparameter auf die Oberflächentemperatur dargelegt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/749874295braun.txt
Li, Xinyan
Partikelmessung als Grundlage zur weiterführenden Charakterisierung prozessrelevanter Parameter für Läppsuspensionen. - 90 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2013

In dieser Arbeit wurden zwei neue Laborversuche genutzt, um Slurryparameter aus einem Drahtsägeversuch mit den Ergebnissen aus dem Friabilitytest und der tribologischen Untersuchung zu vergleichen mit dem Ziel eine mögliche Korrelation zwischen Produktionsprozess und Laborversuch nachzuweisen. Zusammenfassend lässt sich ableiten, dass der Friatest zur Vorauswahl von SiC-Qualitäten für den Drahtsägeprozess nur bedingt geeignet ist. An drei unterschiedlichen SiC-Sorten Cumi, WM und Shin wurde folgende Übereinstimmung zwischen Labortest und Drahtsägeprozess beobachtet: Je kleiner die Vergrößerung des Span-Werts einer SiC-Probe im Friatest ist, desto besser wird die Qualität der dadurch hergestellten Wafer erwartet. Davon ist Span eine Kennzahl zur Beschreibung der Breite einer Partikelgrößenverteilung. In der Praxis wird dadurch das Kornverhalten bezüglich der Langzeitstabilität bzw. der Wiederverwendbarkeit charakterisiert. Die tribologische Prüftechnik diente in dieser Arbeit zur Untersuchung von Materialabtragmechanismen im Vergleich zum Drahtsägeprozess. Basierend auf dem "rolling - indenting" Modell wurden Einflüsse der Partikelgröße, Partikelgrößenverteilung und Partikelmorphologie des SiC-Korns auf das Abtragsverhalten untersucht. Die Schneidfähigkeit der Slurry hängt demnach wesentlich von der Partikelgröße des SiC- Korns ab. Mit der Zunahme der Partikelgröße steigt die Schneidfähigkeit der Slurry exponentiell an. Im Ergebnis der tribologischen Untersuchungen wurde aufgezeigt, dass die Oberflächenrauheit auf dem bearbeiteten Silizium durch mehrere Eigenschaften des eingesetzten SiC-Korns beeinflusst wird. Um die Ursache für eine bestimmte Rauheit zu erfahren, müssen die Einflussfaktoren Partikelgröße, Partikelverteilung, Partikelform und chemische Zusammensetzung sowie deren Wechselwirkungen berücksichtigt werden. Zusammenfassend ist einzuschätzen, dass mit Hilfe von Labortests eine Rückkopplung auf den Drahtsägeprozess in Form einer Charakterisierung ausgewählter Merkmale begrenzt möglich ist. Sowohl der Friatest als auch die tribologische Untersuchung sind dazu geeignet, das Slurryverhalten aus der Fertigung im Labormaßstab abzubilden und hinsichtlich konkreter Materialparameter zu bewerten. Es bedarf weiterer Versuche, um die erzielten Ergebnisse statistisch bewerten zu können und die gefundenen Übereinstimmungen zu bestätigen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/749461888li.txt
Schulze, Lisa
Elektrochemische Kupferabscheidung mit Phosphonaten als Komplexbildner. - 108 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013

Für die Galvanotechnik besteht infolge der immer strengeren Sicherheitsrichtlinien und Umweltauflagen ein größeres Interesse daran, die giftigen cyandischen Kupferbäder durch umweltfreundliche Elektrolyte auszutauschen. Die vorliegende Arbeit greift diese Thematik auf und beschäftigt sich mit dem elektrochemischen Abscheidungsmechanismus von Kupfer aus alkalisch cyanidfreien Elektrolyten mit komplexbildenden Phosphonaten. Hierzu werden die verschiedensten Untersuchungsprozesse, die potentiometrischen Titration, die Zyklovoltammetrie und die Chronoamperometrie, näher erläutert. Die potentiometrische Titration liefert beispielsweise eine ausgezeichnete Möglichkeit, um auf die Stabilität und somit auf unterschiedlichste Kennzeichen der Phosphonaten zu schließen. Des Weiteren ist eine Beurteilung der Schichtqualität und der Schichtdicke der abgeschiedenen Kupferschichten mit Hilfe von Hull-Zellen- und Röntgenfluoreszenzmessungen möglich. Ebenfalls werden Quarzmikrowaagen-Messungen durchgführt, um die molaren Äquivalentmasse des Kupfers nach der elektrochemischen Abscheidung zu bestimmen. Dadurch ist ein Rückschluss möglich, ob es bei elektrochemischen Abscheidung zur Bildung von einwertigen Kuper als Zwischenprodukt kommt oder nicht.


Alb, Stefan
Optimierung der Bauteilentwicklung durch den Einsatz von Spritzgusssimulation im frühen Produktentstehungsprozess. - 77 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013

Die vorliegende Bachelorarbeit beschäftigt sich mit der Simulation des Spritzgussprozesses von Kunststoffbauteilen. Es wurde untersucht, welche Aussagekraft Spritzgusssimulationen im frühen Produktentstehungsprozess für ein Ingenieurbüro haben. Anlass für die Untersuchung ist es, den Kunststoffbauteilen schon während der Konstruktion einen höheren Reifegrad zu verleihen. Somit sollen die Korrekturschleifen im Fertigungsprozess gering gehalten werden. Untersucht wurden drei unterschiedliche Bauteile mit verschiedener Komplexität. Diese wurden mit vereinfachten Eingangsparametern simuliert. Diese Vereinfachungen beinhalten zum Beispiel das Weglassen der Temperierung, eine Vereinfachung der Angusssystems, sowie eine Parametervariierung. Alle auf diesem Wege eigens erstellten Simulationen wurden jeweils mit der Ausgangssimulation validiert. Die Ausgangssimulation ist die, nach der das jeweilige Bauteil anschließend gefertigt wurde. Das Ergebnis dieser Validierung ist, dass im frühen Produktentstehungsprozess die vorliegenden Daten noch zu gering sind, um aussagekräftige Ergebnisse für die eigene Konstruktion zu erhalten. Darüber hinaus sind aufgrund der differenten Ergebnisse in der Parametervariation keine Stellglieder zu definieren, die die eigenen Simulationen zielgerichtet an die Vorgaben heranführt. Meiner Ansicht nach, ist unter den gegebenen Umständen ein zielführender Einsatz von Spritzgusssimulation nicht möglich. Um Simulationssoftware sinnvoll einsetzen zu können, muss schon früher im Entwicklungsprozess ein engerer Kontakt zwischen Konstruktion und Fertigung bestehen.


Sinn, Jane
Analyse eines 6-Gang-Stufenautomatgetriebes. - 114 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013

Beurteilung eines 6-Gang-Stufenautomatgetriebes hinsichtlich Gesamtkonzept und Baugruppen. Neben der Literatur-und Patentrecherche sollen die Baugruppen bezüglich Konstruktion, Werkstoff etc. untersucht werden und Lebensdauerberechnungen druchgeführt werden. Zusätzlich wird mit einem 8-Gang-Stufenautomat verglichen.


Schneider, Patrick
Optimierung eines Messverfahrens zur Charakterisierung keramischer Extrusionsmassen. - 50 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013

Vorstellung von zwei Messverfahren, mit denen man Parameter bestimmen kann, die für die Fließeigenschaften einer keramischen Extrusionsmasse stehen. Dazu werden die theoretischen Grundlagen erklärt und mit Beispielen untersetzt.


Werrlich, Stefan
Entwicklung einer Fasertransport und Dosiervorrichtung für die Faserzuführeinrichtung eines Doppelschneckenextruders. - 75 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013

Kunststoffe nehmen in der heutigen Zeit einen großen Teil des alltäglichen Lebens ein. In jedem Bereich sind Kunststoffe vertreten, sei es in der Industrie oder im privaten Bereich. Für die Automobilindustrie werden bevorzugt Kunststoffbauteile verwendet, an die hohe Anforderungen bezüglich Festigkeit und Steifigkeit gestellt werden. Um solche Bauteile herzustellen, ist es notwendig den Kunststoff zu verstärken. Die Herstellung von faserverstärktem Kunststoff erfolgt üblicherweise in einem Extruder. Ziel bei der Einarbeitung ist es, die Fasern in dem Kunststoff homogen zu verteilen, um ein optimales Stoffgemisch herzustellen. Das Ziel der Arbeit war es, eine Fasertransport und Dosiervorrichtung zu entwickeln, die einen gleichmäßigen Faserstrom in einen Extruder sicherstellt. Für die Umsetzung wurde ein geeignetes Konzept ausgearbeitet und konstruktiv umgesetzt. Des Weiteren bestand eine Aufgabe der Arbeit darin, bereits bestehende Lösungen zu recherchieren und die dabei auftretenden Probleme zu beschreiben. Bei der Recherche wurde deutlich, dass bisherige Lösungsansätze mangelhaft umgesetzt wurden. Die Fasern werden entweder als Garne oder als kurze Schnittfasern in den Extruder eingebracht. Während Garne durch Öffnungen in den dafür vorgesehenen Zylinderelementen direkt in die Schnecken des Extruders eingeführt werden können, erfolgt die Zuführung kurzer Fasern mit Hilfe von Fördereinrichtungen oder Stopfwerken. Damit die kurzen Fasern mit hoher Förderkonstanz in den Extruder gebracht werden können, müssen diese rieselfähig sein. Häufig liegen jedoch schlecht rieselfähige Fasern mit sehr niedrigem Schüttgewicht als Ausgangsfasern vor, die bereits in der Dosiervorrichtung oder danach im Stopfwerk am Extruder zur Brückenbildung neigen und mit dem technisch verfügbaren Equipment nicht in der erforderlichen Menge und Konstanz in den Extruder gebracht werden können. Es wurde ein Konzept entwickelt, dass die bestehenden Probleme minimiert und einen gleichmäßigen Faserstrom mit einer ausreichenden Konstanz in den Extruder sicher stellt. Der Transport der Fasern erfolgt über einen Luftstrom, wodurch sie vereinzelt werden. Das entwickelte Gerät trennt die Fasern und die Luft voneinander und bringt die Fasern unter Zwang über eine dichtkämmende Doppelschnecke in den Extruder ein. Die Dosiervorrichtung wurde konstruktiv und baulich umgesetzt. Für die Konstruktion wurde ein Model mit allen für den Bau notwendigen Einzelteilzeichnungen angefertigt. Mit dem Gerät wurden Versuche durchgeführt und protokolliert. Die dabei erzielten Durchsätze sind industrieller Standard. Da diese Umsetzung der Fasereinbringung bisher noch nicht existiert und die gewünschten Ergebnisse brachte, wurde ein Patent eingereicht.


Klaiber, Markus
Untersuchung zur Verwendung von Hochtemperatursupraleitungen als Magnetfeldquelle für die Lorentzkraft-Anemometrie an Elektrolytströmungen. - 68 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2013

Zur Bestimmung der Durchflussgeschwindigkeit wird in der Lorentzkraft-Anemometrie (LKA) die Reaktionskraft genutzt, die auf ein Magnetsystem wirkt, welches sich in der Nähe eines Kanals mit einem strömenden elektrisch leitfähigen Fluid befindet. In der vorliegenden Arbeit werden die physikalischen Zusammenhänge der LKA sowie die Grundlagen und Handhabung von Hochtemperatursupraleitern (HTSL) im flüssigen Stickstoff (LN2) Bad beschrieben. Dazu wurde ein Verfahren zum Einfrieren des Magnetfeldes kommerziell erworbener HTSL-Bulk auf YBCO Basis unter Verwendung eines vorhandenen 5-T cryogenfreiem Hochfeldmagneten (5-T CFM) erarbeitet. Für einen kommerziell erworbenen HTSL-Typ (YBCO, Hersteller: ATZ GmbH, Deutschland/Torgau) werden die Grenzen der einfrierbaren Magnetfelder bei unterschiedlichen Bulkgeometrien und eingestellten externer magnetischen Flussdichten bei 77 K präsentiert. Die magnetische Flussdichteverteilung in der Nähe der Oberfläche des HTSL-Bulks wird mit einem für die Kryotemperatur angepassten Messaufbau ermittelt, um auf Basis des Beanmodell's die eingeprägte kritische Stromdichte im HTSL-Bulk abzuschätzen. Mit Hilfe dieser modellierten Stromdichte wird die Flussdichteverteilung und damit bei konstant strömenden Elektrolyt, die auf die HTSL wirkende Lorentzkraft berechnet. Eine Vergleichssimulation mit NdFeB-Magnete der gleichen Masse zeigt letztlich das Potenzial der HTSL bei Einsatz in der LKA auf.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/742066975klaib.txt
Grohmann, Lukas
Oberflächenbehandlung von Glaspresslingen und Cu-/Al-Bauteilen zur Haftungsoptimierung in Glas-Metall-Durchführungen für Li-Ionen Akkumulatoren. - 132 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013

Aufgrund der Bestrebung von Gewichtsreduktionen und des guten, natürlichen Korrosionsschutzes, wird vorwiegend das Leichtmetall Aluminium zur Fertigung von Li- Ionen-Akkumulatorgehäusen verwendet. Dies hat zur Folge, dass an das Gehäuse anzubringende Komponenten aus demselben Material gefertigt sein müssen, um eine Verbindung mittels Verschweißen herstellen zu können. Deshalb befasst sich die vorliegende Bachelorarbeit mit der Oberflächenbehandlung von Einzelkomponenten einer neuen Art von Glas-Metall-Durchführung, die als GTAS® bzw. Glass-To-Aluminium- Seal bezeichnet wird. Hierbei handelt es sich um eine hermetisch dichte Einglasung aus Kupfer- und Aluminiumwerkstoffen, welche dazu dient, einen spannungsführenden Leiter von seiner Umgebung zu isolieren. Im Akkumulator besitzt sie die Funktion, den Elektrolyt abzuschirmen und gleichzeitig die Elektroden mit der Elektrik und Elektronik zu verbinden. Durch eine effektive und aufeinander abgestimmte Anpassung der Bauteiloberflächen soll eine Haftungsoptimierung erzielt werden, wodurch die hermetische Dichtheit der Durchführung garantiert und die mechanische Belastungsgrenze erhöht wird. Hierzu werden chemische, physikalische und thermische Behandlungsmethoden an der Materialoberflächen getestet und ausgewertet.


Baldauf, Alexander
Energieverbrauch von Peripheriegeräten an Spritzgießsystemen. - 85 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013

Die vorliegende Bachelorarbeit befasst sich mit dem Energieverbrauch von Peripheriegeräten an Spritzgießmaschinen und gibt einen Einblick in die Funktionsweise, die theoretische Berechnung und die praktische Messung des Energieverbrauchs ausgewählter Peripheriegeräte. Zuerst werden Nennleistungen und Durchsatzwerte der jeweiligen Gerätehersteller herangezogen, um mit deren Hilfe den Energieverbrauch pro Durchsatz ermitteln zu können. Die größten Energieverbraucher sowie nicht repräsentative Ergebnisse werden anschließend in der Arbeit nach dem oben genannten Aufbauschema untersucht. Diese Auswahl beinhaltet drei Trocknertypen, zwei Fördergerättypen, Heißkanäle, Temperiergeräte und Entnahmegeräte.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/740033271balda.txt
Weller, Jens
Dielektrische Eigenschaften keramischer Körper und Schichten. - 134 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2013

Diese Arbeit soll einen Zusammenhang zwischen dem Herstellungsverfahren und den daraus resultierenden dielektrischen Eigenschaften von keramischen Werkstoffen herstellen. Dafür wurden verschiedene Proben (gesintert, thermisch gespritzt) auf ihre dielektrischen Eigenschaften untersucht. Zum Einsatz kommen gesinterte Platten aus Aluminiumoxid (AK 97 M), welche durch die Firma BARAT Ceramics Auma hergestellt wurden. Diese Platten sind in vier Chargen unterteilt und unterscheiden sich im Pressdruck während der Herstellung des Grünlings, sowie der Sintertemperatur. Innerhalb des thermischen Spritzprozesses werden Stahlscheiben (St52) mit vier verschiedenen Oxidkeramiken beschichtet. Diese sind Aluminiumoxid (99,5%), Yttrium-stabilisiertes Zirkonoxid (93-7%), eine Mischung aus Aluminiumoxid und Yttrium-stabilisiertem Zirkonoxid (50:50 w%) und 97%-iges Aluminiumoxid (AK 97 M) von Barat Ceramics. Durch die gewählten Herstellungsverfahren kommt es zu starken Schwankungen innerhalb der Parameter Porosität, Rauheit und Phasenzusammensetzung. Diese wurden gemessen und stellen den größten Einfluss auf die resultierenden dielektrischen Eigenschaften dar. Hinzu kommt, dass sich vollziehende Phasentransformationen während des thermischen Spritzens nicht vernachlässigt werden dürfen. Die gesinterten Aluminiumplatten zeigen eine gute Stabilität der dielektrischen Eigenschaften bei hohen Frequenzen. Allerdings ist deren Durchschlagfestigkeit geringer ausgefallen als erwartet. Die gespritzten Aluminiumoxidschichten (99,5%) besitzen die höchsten Durchschlagfestigkeiten. Allerdings kommt es zur Ausbildung von Polarisationseffekten bei steigenden Frequenzen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/739689533welle.txt
Bäker, Malte
Verbesserung des Fließ- und Imprägniervorganges bei der Herstellung von großflächigen CFK Bauteilen mit dem Vakuuminfusionsverfahren. - 93 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2013

Faserverstärkte Bauteile werden im Flugzeugbau schon seit mehreren Jahrzehnten erfolgreich eingesetzt. Mit steigender Anzahl faserverstärkter Komponenten müssen daher Fertigungsverfahren entwickelt werden, die dieser sich ständig erhöhenden Nachfrage gerecht werden können. Die momentane Produktion bei Airbus erfolgt zu einem großen Teil durch Prepreg-Halbzeuge, die durch die Vorimprägnierung jedoch gekühlt gelagert werden müssen und auch bei der Aushärtung im Autoklaven hohe Kosten erzeugen. Eine Lösung ist daher die Produktion durch Vakuuminfusion. Hierbei werden Trockenfasern mit Hilfe einer Druckdifferenz zwischen Infusionsaufbau und Umwelt mit Harz getränkt. Um den Prozess robuster und damit störungsresistenter zu gestalten, wird die Vakuuminfusion weiterentwickelt. Diese Masterarbeit befasst sich mit der Tränkung von Trockenfasern über eine sogenannte integrierte Fließhilfe. Dabei handelt es sich um in die Werkzeugoberfläche eingebrachte Fließkanäle, die den Harztransport gewährleisten sollen. In praktischen Versuchen werden Fließgeschwindigkeiten verschiedener Faserhalbzeuge und Laminatdicken untersucht und auf weitere Versuchsaufbauten übertragen, die die Imprägnierung von Versteifungsprofilen verifizieren. Um den vom standardmäßig verwendeten Infusionsaufbau abweichenden Prozess beurteilen zu können, werden abschließend Schliffbilder angefertigt, um die Laminatqualität der hergestellten Bauteile zu überprüfen. Da das Verfahren auch für aerodynamische Außenflächen zum Einsatz kommen soll, wird in einem Lackierversuch der Aufwand beurteilt, der nötig ist, um die erzeugten Bauteiloberflächen vorzubereiten und anschließend zu lackieren.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/73843986Xbaeke.txt
Döbling, Stephan
Untersuchung des Optimierungspotenzials der optischen Eigenschaften von Kunststoffteilen mit der Spritzprägetechnik. - 116 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2013

Diese Masterarbeit beschäftigt sich mit dem Optimierungspotential der Spritzprägetechnik von thermoplastischen Kunststoffen. Das Thema dieser Arbeit entstand im Fachgebiet Kunststofftechnik in Zusammenarbeit mit der Fa. Truck-Lite Europe GmbH aus Eisenach. Glasklare, dickwandige Kunststoffteile werden vermehrt in modernen LED Leuchten im Automobilesektor eingesetzt, was die Kernkompetenz von Truck-Lite Europe GmbH darstellt. In diesen Kunststoffteilen vereinigen sich viele Funktionen, welche die Bauteilgestalt immer komplexer werden lassen. Die Spritzprägetechnik soll als Erweiterung des herkömmlichen Spritzgießens den Herstellprozess sowie die Bauteileigenschaften solcher Bauteile verbessern. Dies erfolgt durch Einbringen eines externen Nachdrucks über eine zusätzliche Bewegung innerhalb oder außerhalb des Werkzeuges. Dazu wurden Veränderungen an einem konkreten Werkzeug durchgeführt, um ein aktives Spritzprägen fahren zu können. Mit diesem Werkzeug wurden Versuche im Technikum bei Arburg zum passiven und aktiven Spritzprägen gefahren. An der Technischen Universität Ilmenau im Fachgebiet Kunststofftechnik absolvierte man zusätzliche Versuche zur Informationsgewinnung. Anschließend wurden die durch unterschiedliche Parameter hergestellten Bauteile nach verschieden Kriterien (visuell, Gewicht, Lichtstärke, geometrisch) beurteilt und bewertet. Durch die Versuche zum Spritzprägen sowie dem Vergleich der Bauteileigenschaften konnten Erkenntnisse über das Bauteil und die Spritzprägetechnik gesammelt werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/737807520doebl.txt
Meyer, Torsten
Erstellung eines Extruderberechnungsmodells in Matlab und dessen Nutzung zur energetischen Schneckenoptimierung. - 92 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2013

Bei der Kunststoffherstellung kommen Extruder zum Einsatz deren wesentliche Bestandteile ein Zylinder und eine darin befindliche, drehbare Schnecke sind. Für die Dimensionierung der Schnecke werden verschiedene Berechnungsmodelle verwendet, mit denen sich Kennwerte zur Beurteilung der Extruder-Eigenschaften bestimmen lassen. Das im Folgenden betrachtete Modell stellt eine Reihe von vereinfachenden Gleichungen zur Berechnung von Kennwerten, für die grundlegende Schneckengeometrie, zur Verfügung. Basierend auf diesen Gleichungen wurde ein Matlab-Programm erstellt, welches unter der Vorgabe von Eingangsparametern, die Kennwerte berechnet, anzeigt und teils grafisch darstellt. Desweiteren enthält das Programm auch eine Optimierungsfunktion für ausgewählte Parameter, welche im Anschluss an die Berechnung verwendet werden kann. Das Ziel der Optimierung ist die Bestimmung von günstigen Werten für die Optimierungsparameter, unter der Vorgabe eines minimalen Energiebedarfs. Die Ergebnisse der Optimierung lassen sich ebenfalls wertmäßig und graphisch darstellen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/737643838meyer.txt
Steffen, Maik Eno
Entwicklung und Simulation einer hochbelastbaren isolierenden Fassadenbefestigung zur Gebäudeenergieeffizienz. - 106 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2013

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung und Simulation eines wärmebrückenfreien Verbindungselementes für Anbauten an isolierten Gebäuden. Für die Neuentwicklung werden die einwirkenden Einflüsse auf das Befestigungselement erfasst und in einer Anforderungsliste festgehalten. Einwirkende mechanische Einwirkungen werden ermittelt und quantifiziert. Ebenso werden die auftretenden thermischen Randbedingungen erst qualitativ erfasst und in eine berechnungsfähige Form überführt. Auf der Grundlage dieser Anforderungen wird ein Lastmodell definiert, welches die für die Entwicklung notwendigen Randbedingungen enthält. Basierend auf dem Lastmodell werden durch systematisches Vorgehen unterschiedliche Varianten gebildet, welche die Anforderungen erfüllen. Die Varianten werden gegenübergestellt und mittels ausgewählten Kriterien bewertet. Die gewichtete Bewertung erlaubt die Auswahl der bestmöglichen Konzepte. Die Konzepte werden zunächst verfeinert und durch eine Finite-Elemente Analyse überprüft. Die thermischen und mechanischen Eigenschaften des Verbindungselementes liegen hierbei im Fokus. Abschließend werden die Ergebnisse diskutiert und Empfehlungen zur Lösung gegeben.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/737230746steff.txt
Ritter, Tino
Mechanische und optische Analyse von Thermoplast-Schaumspritzgießteilen für den innovativen Leichtbau in Motorgeräten zur Forst- und Landschaftspflege. - 56 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013

Das Thermoplast-Schaumspritzgießen stellt eine Möglichkeit dar, das Gewicht von Spritzgußteilen durch das gezielte Einbringen von Gas im Bauteilkern zu verringern. Die Anwendung dieses Verfahrens ist neu für Geräte im Bereich der Forst- und Landschaftspflege. Ziel dieser Arbeit ist es die Eignung dieses Verfahrens in der Firma STIHL zu überprüfen. Dazu wurden anhand von geschäumten Kettenraddeckeln mechanische Untersuchungen wie Biege- und Zugversuch durchgeführt. Weiterhin wurde nach Verfahren gesucht, welche eine Prüfung der Oberflächenqualität mit den zur Verfügung stehenden Messgeräten zulassen. Es sollte das Zusammenwirken von Werkstoff, Prozessführung und resultierenden Bauteileigenschaften erfasst werden. Als geeignete Verfahren zur serienbegleitenden Prüfung der Oberflächenbeschaffenheit kommen das Tastschnittverfahren sowie die Auswertung des Grauanteils bei schwarzen Bauteilen unter dem Lichtmikroskop in Frage. Für die optische Auswertung grauer Bauteile wird die Verwendung eines Kontrastmittels empfohlen. Die erzielten Gewichtsreduktionen sind mit maximal 10 % vergleichsweise gering, was dazu führt, dass die Unterschiede in den mechanischen Eigenschaften ebenfalls gering sind. Es konnten durch die Variation einiger Prozessparameter sowohl fein- als auch grobporige Schaumkerne hergestellt werden. Als Ansatzpunkt für weitere Analysen kann die Untersuchung von Thermoplast-Schaumspritzgussteilen unter Verwendung variothermer Werkzeugtemperierung gesehen werden.


Buffi, Sascha
Möglichkeiten der Einflussnahme der Formteilqualität im Spritzgießprozess durch eine Einspritz- und Nachdruckregelung. - 91 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2013

Steigende Qualitätsanforderungen und ein wachsendes Bewusstsein für eine nachhaltige Produktion erfordern innovative, energieeffiziente Technologien im Bereich der Kunststoffverarbeitung. Bisherige Ansätze im Spritzgießprozess beziehen sich auf die Regelung von Prozessparametern, womit allerdings keine konstante Formteilqualität bei Chargenschwankungen gewährleistet ist. Die vorliegende Arbeit behandelt die Thematik intelligenter Regelungssysteme im Spritzgießprozess, mit denen es möglich ist mit Hilfe mathematischer Operationen konkrete Kennzahlen aus kontinuierlichen Kurvenverläufen gängiger Prozessgrößen zu generieren und damit eine direkte Prozessregelung zu ermöglichen. Aus den Vorversuchen stellten sich als Haupteinflussgrößen auf Qualitätsmerkmale die Nachdruckhöhe und die Nachdruckzeit heraus, weshalb diese in darauffolgenden Versuchen vertiefend untersucht werden. Aus den Ergebnissen der Hauptversuche erfolgt eine Bewertung der ermittelten Kennzahlen hinsichtlich ihrer Eignung eine Materialänderung anzuzeigen. Durch die Aufstellung von Regressionsgleichungen für ausgewählte Kennzahlen können erste Aussagen über die Eignung zur Überwachung eines Spritzgießprozesses getroffen werden. Weiterhin wurden Regelungskonzepte vorgeschlagen, die in einem Spritzgießprozess Änderungen der Verarbeitungsbedingungen erkennen und über Regressionsmodelle diese durch eine Anpassung der Maschinenparameter kompensieren. Aus den gewonnen Erkenntnissen wurde die grundsätzliche Eignung eines Prozessregelungssystems mittels Kennzahlen bestätigt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/735765758buffi.txt
Fritz, Mathias
Selektive Vorderseitenmetallisierung von Silizium-Solarzellen. - 118 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2013

Die am häufigsten eingesetzte Technologie zur Frontkontaktierung von Siliziumsolarzellen erfolgt mit dem Druck von Silberpaste mit anschließender Feuerung zur Ausbildung des Metall-Halbleiterkontaktes. Ziel ist der Ersatz des Silbers durch eine Kupferbeschichtung. Hierfür ist jedoch eine dünne Diffusionsbarriere aus Nickel erforderlich. Die Strukturierung der Frontkontakte (Finger und Busbars) erfolgte über einen Laserprozess durch die Entfernung der Antireflexionsschicht (SiNx). In den gelaserten Bereichen wurde die Nickelschicht lichtunterstützt unter optimierten hydrodynamischen Bedingungen abgeschieden. Dabei erfolgte die Variation der Beleuchtungsstärke, der Vorbehandlung und der Abscheidungsparameter. Spezielles Augenmerk lag auf der Nickelkeimbildung und der benötigten Schichtdicke zur vollständigen Bedeckung des gelaserten Bereichs. Weiterhin erfolgten Analysen zur Qualifizierung des Laserprozesses durch GDOES-, XPS- und AES-Messungen. Zusätzlich wurden Impedanzmessungen zur Analyse des Widerstandsverhaltens in Abhängigkeit der Beleuchtungsstärke an Siliziumsolarzellen durchgeführt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/735322805fritz.txt
Eckerlein, Jannick
Grundlagenversuche zum Temperatur- und Druckeinfluss bei der Herstellung von endlosglasfaserverstärkten PA6-Thermoplast-Halbzeugen im Heißpress-Verfahren. - 100 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013

Energieeinsparung durch Massereduzierung ist nicht nur im Automobilbau ein häufig verfolgter Ansatz. Eine Werkstoffgruppe mit hohem Leichtbau- und Großserienpotential sind Faser-Kunststoff-Verbunde (FKV) auf thermoplastischer Basis. Oftmals aufwändige und zeitintensive Vorversuche limitieren aber den vermehrten Einsatz dieser Materialgruppe. Diese Grundlagen sind jedoch nötig, um das ideale, materialspezifische Parameterprofil - vornehmlich bestehend aus Prozessdruck und -temperatur sowie Gesamtpresszeit - festzulegen. Die vorliegende Arbeit setzt sich zunächst mit den theoretischen Grundlagen und Arten der Herstellung von endlosglasfaserverstärkten Thermoplast-Halbzeugen auseinander, wobei die Laminatqualität in großem Maße von den Prozessen der Imprägnierung und Konsolidierung beeinflusst wird. Die Parameter der Vorversuche auf einer statischen Laborpresse (STAT) werden transferiert und auf einer industrienahen Intervall-Heißpresse (IVHP) nachgefahren. Die entstehenden Organobleche werden einer analytischen und mechanischen Prüfung unterzogen. Dabei erweisen sich vor allem die statische 3-Punkt-Biegeprüfung und die Ermittlung der Verbunddichte nach der Eintauchmethode als besonders geeignet. Zur Aufklärung des Imprägnierungsfortschritts werden Mikroskopieaufnahmen der FKV-Platten qualitativ ausgewertet und verglichen. Die Auswertung der Analysemethoden belegt, dass das Temperatur-Druck-Profil der IVHP zu komplex ist, um einen konform deckungsgleichen Übertrag von der STAT zu realisieren. Dennoch ist eine eindeutige Abhängigkeit der Laminatqualität von den definierten Prozessparametern nachweisbar. Eine Erhöhung einer der Parameter Druck, Temperatur und Zeit bewirkt, sowohl bei der statischen als auch bei der semi-kontinuierlichen Fertigung, einen Anstieg der untersuchten Werkstoffkennwerte, welche den Imprägnierungsfortschritt abbilden. Die Erkenntnisse der vorliegenden Arbeit dienen als Grundlage für tiefergehende Untersuchungen an den Einrichtungen der "Neue Materialien Fürth GmbH".


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/735320101ecker.txt
Peter, Patrick
Umsetzung, Systeminbetriebnahme und Versuche für die Integration eines intelligenten Schmelze-Speichermoduls zwischen Spritzgießmaschine und Doppelschneckenextruder zur schonenden Verarbeitung von Biokunststoffen. - 104 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2013

Um den stetig steigenden Anforderungen an Kunststoffe gerecht zu werden und den Einsatz der Biokunststoffe weiter zu fördern, müssen diese den konventionellen Kunststoffe hinsichtlich der Eigenschaftsprofile immer weiter angepasst werden. Hier gilt es vorrangig, den Verarbeitungsprozess der Biokunststoffe zu optimieren. Entsprechend befasst sich die vorliegende Arbeit mit der Umsetzung eines innovativen Inline-Compoundier-Systems zur schonenden Verarbeitung von Biokunststoffen sowie der Planung von Versuchsreihen zur Optimierung der mechanischen, rheologischen und thermischen Bauteileigenschaften durch Parametervariation im Spritzgießzyklus. Vorbereitend zur Umsetzung wird ein Überblick über die verwendeten Biokunststoffe und speziell deren Verarbeitung sowie der derzeitigen Maschinentechnik und den beim Spritzgießen ablaufenden Zyklus gegeben. Nach der Analyse des 3D-CAD-Modells wird die Optimierung und Vorgehensweise hin zu dessen Realisierung beschrieben. Darüber hinaus werden bisher nicht betrachtete Umbaumaßnahmen an der Spritzgießmaschine behandelt und zur Funktionsfähigkeit benötigte steuerungstechnische Programmierungsänderungen herausgearbeitet. Hinzu kommt eine Analyse zu den Verarbeitungsparametern, um Aussagen über die Bauteileigenschaften in Bezug auf die Parametervariation zu treffen. Speziell erfolgt eine Beurteilung in Bezug auf die Auswirkung der Variation auf die Verweilzeit und die Schergeschwindigkeit. Aus den im Bearbeitungszeitraum gewonnenen Erkenntnissen können anhand des realisierten Umbaus weiterführende Änderungsmaßnahmen am System aufgezeigt und Lösungsvarianten zur Inbetriebnahme der Maschinen erarbeitet werden. Abschließend werden die benötigten Laborversuche zur zeitnahen Ermittlung und Validierung der Eigenschaftsverbesserung durch das innovative System dargelegt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/735317194peter.txt
Gürtner, Michael
Entwicklung eines Leichtbau-Unterfahrschutzes für einen Geländewagen. - 166 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2013

Für einen Großteil der Automobilbranche ist die Erschließung und Etablierung in neuen Märkten eine Grundvoraussetzung für weiteres Wachstum. Unterstützt wird dies durch die steigende Globalisierung. Damit ergeben sich jedoch zunehmend neue Herausforderungen in Form umfangreicherer Produktvielfalten, neuen Fahrzeuganforderungen und unterschiedlichen Gesetzeslagen. Um den jeweiligen Artikel auf dem internationalen Markt attraktiv zu gestalten, müssen sowohl die technischen wie auch die wirtschaftlichen Aspekte betrachtet werden. Dazu zählt ebenfalls die Entwicklung neuer Bauteilkomponenten im Kraftfahrzeug. Diese werden jeweils für sich, im Verbund und in der Gesamtheit bewertet. In diesem Zusammenhang müssen ebenfalls als wichtige Randbedingung die Bedürfnisse möglicher Kunden berücksichtigt werden. Im Rahmen dieser Masterarbeit wird ein Beitrag zur Entwicklung eines Unterfahrschutzes im Bereich des Vorderwagens eines SUV-Fahrzeugs geleistet. Zum Einsatz kommt dabei die Finite-Element-Methode (FEM). Angestrebt wird ein leichtes kostengünstiges und wirksames Konzept, welches alle Anforderungen und Auslegungskriterien erfüllen kann. Diese sind für die jeweils unterschiedlichen Fahrzeugausprägungen zu entwickeln. Dabei wird unter anderem eine geeignete Werkstoffauswahl getroffen. Hauptaufgabe dabei ist mithilfe des Solvers OptiStruct eine ganzheitliche Optimierung des Geländeunterfahrschutzes durchzuführen. Diese beinhaltet neben der Analyse des aktuellen Konstruktionsstands sowohl die Topology- wie auch die Topographyuntersuchung. Zur ganzheitlichen Betrachtungsweise werden die zuvor angenommenen Lastannahmen aus der Simulation mit einem realen Fahrzeugversuch überprüft und gegenübergestellt werden. Dazu wird die Versuchsplanung, -durchführung und die Inbetriebnahme der Erprobungsstrecke übernommen. Das Ziel dieser Arbeit ist ein Unterfahrschutzkonzept, welches alle Auslegungskriterien mit den dazugehörigen Randbedingungen erfüllt. Durch die Optimierung werden technische sowie wirtschaftliche Gesichtspunkte in ein sinnvolles Verhältnis zueinander gebracht. Damit wird der Reifegrad des Produkts und somit auch des Gesamtfahrzeugs wesentlich gesteigert.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/734977948guert.txt
Hofmann, Felix
Materialcharakterisierung thermoplastischer Faserverbundwerkstoffe für hoch beanspruchte Fahrzeugstrukturen. - 60 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013

Die vorliegende Arbeit behandelt im Rahmen eines Bachelorabschlusses die Materialcharakterisierung in Hinblick auf den Einfluss von Feuchtigkeitsgehalten und Klimawechseltest auf faserverstärkte Thermoplasten, sowie das Energieabsorptionsvermögen von thermoplastischen Strukturen. Zu diesem Zweck wurde eine grundlegende Literaturrecherche zum Thema der faserverstärkten Kunststoffe und zu den Energieabsorptionsmechanismen von faserverstärkten Kunststoffen erstellt.Im ersten Teil der Arbeit wurden [0/90]xsymetrich glasfaserverstärkte Polyamid 6 Proben, sowie [0/90]xsymetrisch kohlenstofffaserverstärkte Polyamid 6 Proben betrachtet. Beide Materialgruppen wurden verschiedenen Konditionierungen, wie minimalen und maximalen Feuchtegehalt, unterzogen. Um Aussagen über den Einfluss oben genannter Faktoren auf die mechanischen Eigenschaften treffen zu können, wurden die Prüfkörper anschließend mittels normgerechter Zugversuche und Biegeversuche geprüft. Der zweite Teil der Arbeit befasst sich mit energieabsorbierenden Thermoplaststrukturen. Dabei wurden durch die Untersuchung von Segmentproben Grundlagen für die Entwicklung von thermoplastischen OLA-Strukturen gelegt. Verschiedene Materialmodifikationen aus thermoplastischen Matrixmaterialien und Halbzeugarten wurden statisch (mit konstanter Crushinggeschwindigkeit) und dynamisch (am Fallhammer) gecrusht.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/734800096hofma.txt
Bellefontaine, Robert
Systemanalyse und Ermittlung von Einstellparametern an einem Prototypensystem zum Setzen von Klebbolzen auf CFK Verbundbauteilen. - 52 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2012

In dieser Arbeit wird das neue Verfahren des Bolzenklebens auf Kohlefaserverstärkten Verbundbauteilen näher betrachtet. Es erfolgt eine kurze Einführung in die Themengebiet des Klebens und des kohlenfaserverstärkten Kunststoffes. Zunächst werden die unterschiedlichen auf dem Markt vorhandenen Systeme kurz vorgestellt und ihre Stärken und Schwächen dargelegt. Im Rahmen der Arbeit wird eine erste Parameterfindung für das Prototypensystem der Fa. Emhardt Teknologies (Tucker) durchgeführt. Des Weiteren werden optische und zerstörende Prüfverfahren zur Qualitätskontrolle und Überprüfung der Leistungsfähigkeit des Systems entwickelt. In den praktischen Versuchen wurden äußere Einflüsse und Störfaktoren auf das System untersucht. Eine Analyse des Systems, unter Berücksichtigung der Risiken und Chancen, trifft eine erste Beurteilung über die Einsatzfähigkeit in einer Serienproduktion. Es werden Arbeitsanweisungen abgeleitet, die zu einem sicheren Einsatz des Systems bei der Audi AG führen sollen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/737909765belle.txt
Jünemann, Isabell
Einfluss der Produktionsplanung auf den Energieverbrauch im Spritzgießbetrieb. - 117 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2012

Angesichts ständig steigender Rohstoffpreise erhöht sich insbesondere für energieintensive Branchen, wie die Kunststoffindustrie, der Kostendruck enorm. Dies rückt einen energieeffizienteren Einsatz der zur Wertschöpfung eingesetzten Ausgangsgüter vermehrt in den Fokus. Um die Voraussetzung eines langfristigen Unternehmenserfolgs zu schaffen und nachhaltig zu sichern, ist es erforderlich, das bisherige Produktionsmanagement um das Ziel der Energiekostenreduzierung zu erweitern. Deshalb befasst sich die vorliegende Arbeit damit, anhand von Versuchen zu überprüfen, wie sich eine energieorientierte Maschinen-Formteil-Paarung in der Spritzgießfertigung gestalten kann. Dazu wird zunächst analysiert, welche Einzelprozesse sowohl während des Rüstvorgangs als auch während des Spritzgießprozesses eines Einsatzes an Energie bedürfen. Darüber hinaus wird aufgezeigt, welchen Einfluss das zu fertigende Formteil auf den Energieverbrauch der Spritzgießmaschine ausübt. Anhand dieser Analyse werden Parameter zur Spritzgießmaschine abgeleitet, die bei einer optimaleren Spritzgießmaschinen-Formteil-Auswahl zu einem reduzierten Energiebedarf beitragen können. Um eine Beurteilung der erarbeiteten Kriterien vorzunehmen, werden Versuche, bei denen die Leistungsaufnahme der Spritzgießmaschine gemessen wird, zu verschiedenen Formteilen und Maschinenbauarten durchgeführt. Die Auswertung der aufgenommenen Daten bildet somit die Grundlage für die Entwicklung eines Ansatzes zu einem energieorientierten Produktionsplanungskonzept. Weiterhin wird auf Basis der Versuchsdaten erörtert, inwiefern sich der Rüstenergiebedarf bzw. eine veränderte Maschinen-Formteil-Zuordnung hinsichtlich der Losgrößenplanung auswirken. Anschließend wird im Rahmen der Auswertung dargestellt, welche Kostenersparnisse sich durch eine verbesserte Maschi-nen-Formteil-Zuordnung einstellen können.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/736368736juene.txt
Henckell, Philipp
Entwicklung eines speziellen Laserschweißprozesses für die Anwendung in der Doppelkupplungsfertigung. - 67 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012

Das Laserstrahlschweißen hat sich in den vergangenen Jahren zu einem der wichtigsten Fertigungsprozesse in der Herstellung von Doppelkupplungen entwickelt. Hohe Stückzahlen und Qualitätsansprüche der Kunden verlangen stabil geführte Prozesse und genaue Einstellungen der Fertigungsparameter. Die vorliegende Bachelor-Arbeit befasst sich im Rahmen der Qualitätssicherung mit der Weiterentwicklung eines Laserschweißprozesses in der Doppelkupplungsfertigung. Dabei liegt das Hauptaugenmerk auf der Schweißnaht der motorseitig angebrachten Baugruppe von Außenlamellenträger und Nabe. Mithilfe der statistischen Versuchsplanung werden Form und Breite der Naht auf eine höhere Anbindungsbreite hin optimiert. Unregelmäßigkeiten in der Schweißnaht werden dabei unterbunden und Versatzprobleme zwischen Naht und Schweißspalt durch eine zusätzliche Sicherheit ausgeglichen. Die Haupteinflussgrößen werden im Findungsprozess mithilfe von Ursache-Wirkungsdiagrammen herausgearbeitet und auf das Wesentliche reduziert. Anschließend geben Schweißversuche mit variierten Parametereinstellungen und statistische Analysen des DoE Aufschluss über die Änderungen der Zielgrößen. Die Einführung der geänderten Prozessparameter in den Produktionszyklus erfordert anschließend eine Machbarkeitsanalyse. Maßliche Untersuchungen zeigen dabei den Einfluss der variierten Laserleistung auf den Verzug der Schweißbaugruppe. Ebenso werden Grenzmusterteile zur Untersuchung der maximal auftretenden Toleranzen betrachtet und die Stabilität der Schweißnähte durch Torsionsbelastungstests verifiziert. Abschließende 2D-Röntgenuntersuchungen zeigen die Eigenschaften der Schweißnaht im Hinblick auf Poren- und Rissbildung.


Bruchmüller, Matthias
Entwicklung und Anwendung eines Leichtbaukonzeptes für einen Rollstuhl. - 104 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2012

Für die Neuentwicklung eines gewichtsoptimierten Rollstuhls mittels Faserverbundkunststoffe wurde ein Konzept zur Detektion der potentialsten Bauteile entwickelt. Dieses Konzept ermöglicht eine Betrachtung der Bauteile hinsichtlich ihrer Gewichtspotentiale, Herstellungsmöglichkeiten und entstehenden Kosten. Das Konzept wurde anhand eines Aktivrollstuhls durchgeführt und über eine Konstruktion und Simulation der drei besten Bauteile nachgewiesen. Die Resultate entsprachen den angenommenen Werten. Das Konzept ist allgemeingültig aufgestellt. Abschließend kann ein erfolgreich angewandtes Leichtbaukonzept vorgewiesen werden, welches sich für produktgleiche und produktübergreifende Untersuchungen anwenden lässt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/734408099bruch.txt
Wimmer, Christoph
Konstruktion zur Integration eines Direktantriebes in die Plastifizierachse einer Spritzgießmaschine. - 91 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2012

In dieser Arbeit wurde eine Konzeptionierung und Konstruktion für die Ausrüstung einer Spritzgießmaschine mit einem gegebenen Direktantrieb in die Plastifizierachse erstellt. Dabei soll das Plastifizier-Drehmoment erfasst werden können. Dazu wurde zuerst eine Anforderungsliste erstellt, worauf hin mehrere Konzepte aufgestellt und in bestimmten Kriterien verglichen wurden. Die gefundene Variante wurde konstruiert und umgesetzt. Ein weiterer Schwerpunkt der Aufgabenstellung war die Konzeption der Integration des Direktantriebes für verschiedene Bauarten für Spritzeinheiten. Dazu wurde die Eignung der Bauart mit Bewertungskriterien untersucht. Zudem wurden Beispielrechnungen für mögliche finanzielle Einsparungen bei der Nutzung des Direktantriebes für verschiedene Szenarien angefertigt. Desweiteren wurde das Potential des antriebsseitigen Schneckenwechsels durch die Hohlwelle des Antriebes für verschiedene Bauarten betrachtet. Hierzu wurden Voraussetzungen formuliert, die von den zuvor betrachteten Konzepten zur Integration des Antriebes erfüllt werden müssen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/734405545wimme.txt
Münsch, Raimund Josef
Entwicklung einer Lade-Infrastruktur für das automatische kontaktlose Laden von Elektrofahrzeugen. - 129 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2012

Im Zuge der stärker in den Fokus rückenden Hybrid- und Elektrofahrzeuge werden auch neue Ladekonzepte erforscht, die vor allem im Bereich Komfort, aber auch im Bezug auf Sicherheit verbesserte Eigenschaften gegenüber den bestehenden konduktiven Ladeverfahren besitzen. Hierzu wird in dieser Arbeit ein Konzept des kontaktlosen induktiven Ladens mit instationärer Primärspule betrachtet und ein Entwurf einer Ladeinfrastruktur mit dreidimensionaler Positionierung entwickelt. Mittels einer Verfahrung soll erreicht werden, dass die Spulen beim Laden ohne Luftspalt in Kontakt stehen. Dadurch ergibt sich u.a. der Vorteil, dass kaum Wechselwirkungen des magnetischen Feldes mit der Umgebung auftreten. Im Rahmen der Arbeit werden Anforderungen an das System gesammelt, verschiedene technische Ansätze erörtert und nach einer Bewertung, der ausgewählte Ansatz ausgelegt sowie virtuell umgesetzt. Zentrale Aspekte bei der Entwicklung der Infrastruktur sind kompakte Abmessungen und die Absicherung vor Umwelteinflüssen. Das entworfene System besitzt die maximalen Maße von 650 mm Länge, 600 mm Breite und 178,5 mm Höhe, bei einem Gesamtgewicht von rund 30 kg. Die Spule verfährt in horizontaler Richtung unter einem Kunststoffgehäuse aus PEI (Polyetherimid), um vor äußeren Einflüssen geschützt zu sein. Bei der vertikalen Verfahrung dient ein Faltenbalg zur Abdichtung des Systems. Zur Gewährleistung eines parallelen Anlegens der Spulen ist ein zusätzlicher Wank- und Nickausgleich in Form einer Federmechanik integriert. Im Vergleich mit anderen Konzepten induktiven Ladens, mit stationären Primärspulen, ergeben sich eine erhöhte Komplexität des Systems und mögliche Störungen der vertikalen Bewegung aufgrund von äußeren Einflüssen wie Schnee und Eis. Schlüsselwörter: Elektrofahrzeug, Kontaktloses Laden, induktiv, konduktiv, Ladekomfort, Ladekonzepte, Luftspalt Null


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/734329679muens.txt
Leimbach, Martin
Elektrochemische Abscheidung von Nickel auf Silizium. - 79 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012

Für die Metallisierung der Vorderseite von monokristallinen Silizium-Solarzellen ist sowohl eine möglichst geringe Abschattung der Oberfläche als auch eine Minimierung der Materialkosten von großer Bedeutung. Die elektrochemische Abscheidung bietet hierbei eine Alternative zu den konventionellen Verfahren auf Basis von Silberpasten. Eine schmalere Ausführung der Kontaktfinger und die Einführung von Kupfer als Leiterwerkstoff sind möglich. In dieser Arbeit wurde die Herstellung von Nickelschichten untersucht, die als Diffusionsbarriere gegen das Kupfer dienen sollen. Um eine direkte Metallisierung des Siliziums zu ermöglichen, kam der Prozess der lichtunterstützten Abscheidung (engl. Light Induced Plating, LIP) zum Einsatz. Nach einer Bestimmung des Transmissionsverhaltens zweier Nickelsulfamat-Elektrolyte unterschiedlicher Konzentration wurde auf Keimbildung und Schichtwachstum näher eingegangen. Es konnte gezeigt werden, dass mit einer höheren Nickelkonzentration schon bei deutlich geringen Schichtdicken eine geschlossene Bedeckung der Oberfläche erreicht werden kann. Neben diesen Versuchen unter Gleichstrom wurden auch gepulste Abscheidungen mit in die Untersuchungen eingebunden.


Schwiegershausen, Martin
Entwicklung und Anwendung eines Leichtbaukonzepts für Komponenten von Textilmaschinen. - 95 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2012

Die Textilmaschinenbranche stellt sehr hohe Anforderungen an die Produktivität. Infolge der Energiewende rückt zunehmend auch der Faktor Ökonomie in den Fokus. Um diesen Ansprüchen gerecht zu werden, bedienen sich die Hersteller immer öfter dem Mittel des Leichtbaus. Im Rahmen dieser Masterarbeit wird untersucht, wie systematisch identifiziert werden kann, an welchen Stellen in einer existierenden Maschine sinnvoll Leichtbau anzuwenden ist. Eine Grundlagenbetrachtung zeigt den aktuellen Stand der Technik und ermöglicht die Definition von Randbedingungen des modernen Maschinen- und Anlagenbaus. Mit diesen wird ein Identifikationskonzept für Leichtbaupotential entwickelt. Im Anschluss daran wird diese Vorgehensweise an einer Textilmaschine der Firma LIBA Maschinenfabrik GmbH angewandt. Eine Bewertung aller Bauteile der Maschine ist das Ergebnis dieser Untersuchungen. Des Weiteren werden die drei Bauteile mit dem höchsten Leichtbaupotential mithilfe der Finite-Elemente-Methode (FEM) analysiert. Schließlich erfolgt die Neugestaltung dieser in Faserverbundbauweise und ein Vergleich zu den bestehenden Teilen wird durchgeführt. Abschließend werden alle Erkenntnisse diskutiert und ein Ausblick auf mögliche Weiterentwicklungen wird aufgezeigt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/733266312schwi.txt
Roth, Natalie
Plasmagestützte Synthese nicht leitfähiger Fasern. - 45 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012

Nicht leitfähige Fasern lassen sich mit einer großen Anzahl an Verfahren zu Fasern verarbeiten. Eine neue Methode zur Herstellung nicht leitfähiger Fasern stellt das, in dieser Arbeit beschriebene, Plasmaverdüsen dar. Die Besonderheit hier ist die Nutzung eines DC-Plasmas, welche sowohl zur Erzeugung der Schmelzmasse als auch zum anschließenden Ziehen der Faser genutzt werden kann. Im Rahmen dieser Arbeit wurde der Einfluss der Parameter auf die plasmagestützte Faserherstellung untersucht. Dazu wurden Parameter wie Werkstoff und Werkstoffgeometrie, die Plasmadüsengeometrie und der Abstand zwischen Plasmadüse und Werkstoffzuführung variiert. Solch nicht leitfähige Fasern könnten einen ökonomischen Einsatz in Filtern für Gas- oder Flüssigkeitsfiltration finden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/732374715roth.txt
Rienecker, Tobias
Einfallswinkeleffekte auf die Effizienz kristalliner Solarmodule unter Verwendung verschieden strukturierter Frontgläser. - 88 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2012

In der Photovoltaik spielt es eine zunehmende Rolle die Effizienz von Solarmodulen nicht nur bei senkrechtem Lichteinfall, sondern auch bei verschiedenen Einfallswinkeln, zu untersuchen. Denn unter realen Bedingungen ist der Idealfall des senkrechten Lichteinfalls nur einmal im Jahr oder unter Einsatz von Nachführungseinrichtungen gegeben. Einen besonderen Einfluss auf die elektrische Leistung haben dabei die Frontgläser der Solarmodule. Bereits hier entscheidet sich, wie viel Licht später auf die Solarzellen treffen kann. Im Rahmen dieser Arbeit werden deshalb Gläser mit verschiedenen Oberflächenstrukturen und Antireflexionsschichten untersucht. Mit Hilfe einer Simulation wird die winkelabhängige Transmission einer strukturierten Oberfläche beschrieben. Die Simulation zeigt, dass es an der Glasoberfläche zu Mehrfachreflexionen kommt, auch Light-Trapping Effekt genannt, und die Transmission steigt. Anhand von Transmissions- und Leistungsmessungen werden die Ergebnisse der Simulation bestätigt. Ein weiteres Resultat der Transmissionsmessungen ist, dass aus dem winkelabhängigen Verhalten von Glas in Luft keine Rückschlüsse auf das winkelabhängige Verhalten von Glas im Solarmodul gezogen werden können. An der Glasrückseite entstehen dabei Totalreflexionen, die das Messergebnis, vor allem bei strukturierten Gläsern, verfälschen. Neben den Transmissionsmessungen werden mit ausgewählten Gläsern Leistungsmessungen durchgeführt. Wie Messungen unter Standard Test Bedingungen (STC) belegen, entfalten strukturierte Frontgläser ihr volles Potential nicht bei senkrechter Einstrahlung. Um die elektrische Leistung bei flachen Einfallswinkeln zu untersuchen werden out-door Messungen durchgeführt. Es zeigt sich, dass Solarmodule mit strukturierten Frontgläsern eine erhöhte elektrische Leistung bei flachen Einfallswinkeln haben. Bei Solarmodulen mit strukturierten Frontgläsern und strukturierten Zellverbinder konnte erstmals gezeigt werden, dass sich beide Technologien gegenseitig ergänzen. Eine Kombination der beiden Technologien steigert den elektrischen Ertrag um rund drei Prozent.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/732062764riene.txt
Steinke, Rita
Optimierung eines höherfesten, mikrolegierten Stahles mit 420 MPa Dehngrenze in kaltgewalzter, feuerverzinkter Ausführung (CR420LA-GI). - 129 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2012

Mikrolegierte Stähle zeichnen sich durch ihre Eigenschaftskombination aus hoher Festigkeit bei gleichzeitig guter Umformbarkeit aus. Während die ferritische Grundmatrix für die Kaltumformeignung ausschlaggebend ist, werden die Festigkeitswerte durch Feinkorn- und Ausscheidungshärtung der Mikrolegierungselemente Niob, Titan und Vanadium erreicht. Im Rahmen dieser Arbeit sollte aufgezeigt werden, inwieweit durch ein verändertes Legierungskonzept und/oder Prozessparameter die mit der VDA 239-100 für die Stahlgüte CR420LA-GI in Verbindung stehenden Spezifikationen erfüllt werden können. Im Hinblick auf die gegenwärtig bei der SZFG verwendeten Produktionsparameter für die Herstellung des feuerverzinkten Feinbleches, belegen die Ergebnisse zum einen, dass durch eine Absenkung der Glühtemperatur an der Feuerverzinkungslinie 1 eine Festigkeitssteigerung erzielt werden kann, zum anderen dass an der Feuerverzinkungslinie 2 durch eine geeignete Geschwindigkeits- und Feinblechdickeneingrenzung das momentan verwendete Ti-Nb-legierte Konzept seine Gültigkeit beibehält. Alternativ konnte für die Produktion die Eignung eines an Kohlenstoff und Silizium höher legierten Ti-Nb-Konzeptes nachgewiesen werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/732061709stein.txt
Hardge, Markus
Erfassung von Energieverbrauchsdaten von Teileclustern beim Spritzgießen. - 62 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012

Der stetige Anstieg der Energiekosten zwingt Industriezweige mit energieintensiven Herstellungsprozessen, wie die Kunststoffverarbeitung, in Bezug auf die Wirtschaftlichkeit eines Unternehmens zur verstärkten Betrachtung des Energieverbrauchs und vor allem der Energieeffizienz der eingesetzten Maschinen. So rückt neben der kontinuierlichen Verbesserung der Produktionsverfahren vermehrt die Energiekostenreduzierung in den Fokus der Unternehmen. Aus diesem Grund wird in der vorliegenden Arbeit ein bauteilspezifischer Bewertungsmaßstab für den Energieverbrauch von Spritzgießteilen dargelegt. Durch die Generierung signifikanter Material-, Geometrie- und Maschinenkennzahlen wird die Basis zur Erstellung eines Teileclusters bezüglich der Anwendungsbereiche der Produkte hergestellt. Auf Grundlage dieser Clusterung wird eine Energieeffizienzbetrachtung des Plastifiziervorgangs, der den wesentlichsten Anteil des Energieverbrauchs eines Spritzgießprozesses darstellt, durchgeführt. Das Ergebnis ermöglicht Unternehmen Vergleiche zwischen den eigenen und clusterinternen Produkten vorzunehmen. Auf diese Weise wird eine Option geboten vorhandene Potentiale zur Energieeffizienzsteigerung zu erkennen und auszuwerten. Um die Tauglichkeit einer Spritzgießmaschine für die erarbeiteten Teilecluster zu visualisieren, wurde ein Energielabel entwickelt. Dieses zeigt die Energieeffizienzwerte der ausgearbeiteten Cluster auf und verdeutlicht die Eignung der Maschine für die jeweiligen Herstellungsprozesse. Auf Basis dieses Energielabels soll es Unternehmen vereinfacht werden, die für ihr Produkt am besten geeignete Spritzgießmaschine auszuwählen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/731853784hardg.txt
Sauer, Thomas
Fügekonzept für Leichtbaukomponenten aus endlosfaserverstärkten Thermoplastbauteilen für ein Schienenfahrzeug. - 127 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2012

In der heutigen Mobilität ist ein stetiger Trend zu mehr Wirtschaftlichkeit und Effizienz zu beobachten. In Bezug auf den Einsatz von fossilen Energieträgern und dem umweltbelastenden CO2-Ausstoß werden immer größere Anstrengungen unternommen, um den Energiebedarf zu minimieren. Eine Möglichkeit diesem Ziel näher zu kommen, ist die Senkung der Fahrzeugmasse. Auch in Schienenfahrzeugen kann der Leichtbau durch Multimaterialsysteme signifikant verbessert werden. Dazu ersetzen endlosfaserverstärkte Kunststoffbauteile in hybriden Strukturen herkömmliche metallische Bauteile und erlauben neue Geometrien. Das dieser Arbeit zugrundeliegende Bauteilkonzept besteht aus einem kohlefaserfaserverstärkten, thermoplastischen Kunststoffbauteil (Organoblech) und dient der Verstärkung einer Aluminium-Wagenkastenstruktur. Ziel dieser Arbeit ist es, geeignete Fügeverfahren für die Verbindung des Faserverbundbauteils mit der metallischen Wagenkastenstruktur zu qualifizieren. Für die Anbindung des Faserverbundbauteils an die Seitenwandstruktur des Wagenkastens werden verschiedene Fügekonzepte analysiert. Spezifische Eigenschaften der verwendeten Fügepartner sowie Anforderungen aus dem Einsatz und der Herstellung der Verbindung stellen bei der Studie der Fügevarianten eine zentrale Anforderung dar. Eine abschließende Bewertung der Verfahren zeigt eine besondere Qualifikation von Verklebungen und mechanischen Fügeelementen. Mögliche Abläufe für die Füge- und Prozessfolge im Wagenkastenbau werden mit den ausgewählten Fügevarianten des Verklebens in Kombination mit Schrauben, Nieten und Bolzen generiert. Eine erste wirtschaftliche Betrachtung der Fügefolgen im Montageablauf zeigt keine wesentlichen Kostenunterschiede in Aspekten wie Material- und Maschinenkosten sowie der Montagezeit. Darauf folgt die Definition und Abschätzung der für den Fügeprozess erforderlichen Oberflächenvorbehandlung sowie der notwendigen Umgebungsbedingungen. Die favorisierten Fügekonzepte werden anschließend in anwendungsnahen Lastfällen, durch Scherzug- und Biegeschälversuche, erprobt und deren mechanische Eigenschaften dokumentiert. In der Umsetzung werden die für eine Verklebung der Fügepartner relevanten Parameter priorisiert, deren versuchstechnische Betrachtung zu den im Folgenden erläuterten Erkenntnissen führt. Eine Modifikation der Belastungsrichtung des verklebten, anisotropen Organobleches, zeigt eine Richtungsabhängigkeit der maximalen Spannungsaufnahme der Verbindung. Im Scherzugversuch wird die Fügeverbindung mit den für eine Klebeverbindung günstigen Scherzugkräften belastet. Auch schälende Belastungen, die senkrecht zur Klebefläche angreifen und eine ungünstige Belastungsart darstellen, werden im Versuch getestet. Dabei konnte gezeigt werden, dass die Schälanteile eines angreifenden Lastvektors Auslöser für das Versagen der Klebeverbindung sind. Diese können demnach durch höhere Bauteilsteifigkeiten der Fügepartner minimiert werden. Das zusätzliche Fügen durch mechanische Elemente vor und nach der Klebstoffaushärtung zeigt keine signifikante Erhöhung, jedoch auch keine Verringerung, der maximal übertragbaren Kräfte. Nach dem Versagen der Klebeverbindung kann eine unterschiedliche Restkraft der verschiedenen Fügeelemente beobachtet werden. Dadurch begründet sich ein Einsatz der mechanischen Fügetechnik als Notlaufelement im Fall des Versagens der Klebeverbindung im Bauteileinsatz. Weiterhin besteht eine berechtigte Verwendung im Fügeprozess der Klebeverbindung, wo die Elemente das Fixieren des Organoblechbauteils an der Seitenwand für die Zeit der Klebstoffaushärtung leisten können. Daraus resultieren begünstigende Prozessablauffaktoren, die einen schnelleren und effizienteren Montagefluss fördern sowie zusätzliche Spann- und Haltesysteme ersetzen. Sowohl im Scherzug- als auch im Biegeschälversuch kann in gewissen Grenzen eine Abweichung der aufgebrachten Klebeschichtdicke, die durch Bauteiltoleranzen der Fügepartner entstehen kann, keine Reduktion der Maximalspannung bewirken. Eine durch Schälkräfte beanspruchte Klebeverbindung zeigt durch die Temperaturbeanspruchung, die in der thermoplastischen Umformung der Organoblech-Bauteilherstellung Oberflächenveränderungen hervorruft, eine Verdopplung der übertragbaren Spannungen. Eine Scherzugbelastung der Probe weist einen ähnlichen, jedoch geringeren Trend der Spannungssteigerung auf. Die zusätzlich zur Verklebung eingebrachten mechanischen Fügeelemente können bei einer Biegeschälbeanspruchung nicht die Belastbarkeit der Klebeverbindung steigern, da der Startpunkt des Versagens in der Klebstoffschicht und somit geometrisch vor dem Fügeelement liegt. Der gesamte Verlust der Klebeanbindung kann jedoch durch das Stoppen des Rissfortschrittes verhindert werden, wodurch im Fall des Versagens mit mechanischen Fügeelementen ein positiver Effekt erzielt wird.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/731837452sauer.txt
Hamm, Alexander
Konzepte zur Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit von Faserverbundkunststoffen. - 109 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012

Im modernen Maschinen- und Anlagenbau werden vermehrt Faserverbundkunststoffe eingesetzt. Diese Verbundwerkstoffe zeichnen sich durch eine hohe spezifische Festigkeit und Steifigkeit, aber auch generell niedrigere Wärmeleitfähigkeit (WLF) als die ersetzten traditionellen Metallwerkstoffe aus. Besonders kritisch ist die schlechte Wärmeleitung senkrecht zur Richtung der Verstärkungsfaser. Dies kann bei Bauteilen mit höherer thermischer Belastung, wie z.B. elektrischen Antrieben, zu einem Wärmestau und schließlich zum Versagen des Bauteils führen. Deshalb ist es ein zentrales Ziel der Bachelorarbeit die WLF von Faserverbundkunststoffen quer zur Faserrichtung zu erhöhen. Im Zuge dieser Arbeit wurden die theoretischen Grundlagen des Wärmetransports, insbesondere der Wärmeübertragung in Kunststoffen recherchiert. Die Werkstoffeigenschaften der Matrix, der anisotropen Kohlenstofffaser und des extrem anisotropen kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffs (CFK) als Versuchswerkstoff wurden analysiert. Nach der Betrachtung des Resin-Transfer-Moulding (RTM) als Herstellungsverfahren, konnten die Konzepte zur Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit schließlich erarbeitet werden. Eine Erhöhung der WLF durch die Zugabe von wärmeleitenden Füllstoffen zur isolierenden Matrix stellte sich dabei als vielversprechender praktischer Ansatz heraus. Zur Messung des Füllstoffeinflusses auf die Wärmeleitfähigkeit der flächigen Laminate, wurden verschiedene Messverfahren betrachtet. Das Plattengerät stellt hierbei das geeignetste Messverfahren zur Bestimmung der Wärmleitfähigkeit quer zur Faserrichtung des anisotropen Werkstoffs dar. Im Zuge einer mehrwertigen Bewertung wurden Bornitrid, Aluminium und Graphen als leistungsfähigste Füllstoffe zur experimentellen Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit ausgewählt. In den Messergebnissen der WLF zeigte sich eine Überlagerung mehrerer, die WLF beeinflussender Effekte. Dazu zählen der Faservolumengehalt, die Probendicke und der Füllstoff, mit Füllstoffvolumengehalt und Füllstoffwärmeleitfähigkeit. Bedingt durch den niedrigen Füllstoffanteil im RTM-Verfahren konnten keine signifikanten Erhöhungen der Wärmeleitfähigkeit durch Füllstoffe nachgewiesen werden. Bei der Prüfung der thermischen Ausdehnung und der mechanischen Eigenschaften zeigte sich die Auswirkung und Überlagerung des Faservolumengehalts und des Füllstoffeinflusses. Entsprechend der theoretischen Erwartung schwächte der Füllstoff die Zug- und Biegeeigenschaften der Faserverbundkunststoffe. Die größten Festigkeiten und Moduli wies dabei stets das reine CFK-Laminat ohne Füllstoff und mit dem größten Faservolumengehalt auf.


Englert, Christof
Ermittlung von mechanischen, funktionalen und thermischen Materialkennwerten von Faserverbundlaminaten für Wärmespeicher. - 78 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012

Diese Bachelorarbeit befasst sich mit der Prüfung der Möglichkeit faserverstärkte Kunststoffe bei einer neuen Bauart von Warmwasserspeichern einzusetzen. Die Wärmespeicher sollen in Zukunft aus glasfaserverstärkten Kunststoffplatten zusammengesetzt werden. Die mechanischen, thermischen und funktionalen Eigenschaften der Platten sind dabei noch nicht hinreichend bekannt. Diese Arbeit befasst sich mit der Ermittlung dieser Eigenschaften. Zunächst werden die Beschaffenheit und die grundsätzlichen Eigenschaften von glasfaserverstärkten Kunststoffen dargestellt. Die Prüfmethoden werden vorgestellt. Es werden von drei verschiedenen glasfaserverstärkten Kunststoffplatten die mechanischen Kenngrößen wie Zug- und Druckfestigkeit, E-Modul, G-Modul, Querkontraktionszahl und Biegesteifigkeit ermittelt. Die Kenngrößen werden bei Temperaturen von 25&ring; C, 50&ring; C und 80&ring; C geprüft, um die maximale mechanische Belastbarkeit, bei in der Anwendung üblichen Temperaturen, zu simulieren. Die thermischen Eigenschaften der faserverstärkten Kunststoffplatten werden über die Wärmeausdehnung und die Wärmeleitzahl charakterisiert. Als weitere wichtige funktionale Kenngröße für die Anwendung wird die Wasserdampfdurchlässigkeit überprüft. Die Versuche werden nach den aktuellen Normen für die Prüfung von Kunststoffen durchgeführt. Die gemessenen Kennwerte werden grafisch dargestellt und mit Richtwerten aus der Literatur verglichen. Die Versuche haben eindeutig die Platte mit den besten mechanischen Eigenschaften aufgezeigt. Diese Platte besteht aus einer duroplastischen Matrix aus ungesättigtem Polyesterharz namens UP R937-IPF-17 und wird in der Arbeit als Platte 3 bezeichnet. In das Harz sind Glasfaserschichten aus Rovinggewebe und Endlosmatten eingebettet. Der massebezogene Glasfasergehalt beträgt 37,13 %. Die Materialkosten sind bei Platte 3 am geringsten. Die Versuche haben unter anderem ergeben, dass diese Platte eine Zugfestigkeit von 140,51 MPa und einen Zug-E-Modul von 6,68 GPa bei 80&ring; C aufweist. Das Deutsche Institut für Bautechnik schreibt bei ähnlichem Material eine Zugfestigkeit von mindestens 100 MPa und einen Zug-E-Modul von mindestens 9 GPa vor[KNA06 S.62]. Nun muss im weiteren Projektverlauf mithilfe von FEM-Simulationen geprüft werden, ob unter anderem der geringe Zug-E-Modul der Platte 3 dennoch ausreichend für diese Anwendung ist. Zudem hat sich gezeigt, dass die Wasserdampfdurchlässigkeiten aller geprüften Werkstoffe im Hinblick auf die Betriebsdauer der Wärmespeicher (mindestens 10 Jahre) zu hoch sind. Die Wärmeleitfähigkeiten aller Platten liegen im Bereich der Literaturwerte. Die Eignung der Platten kann damit leider noch nicht für diese Anwendung bestätigt werden und es ist noch weitere Entwicklungsarbeit zu leisten.


Türk, Marko
Entwicklung eines Heißkanal- und Schmelzedosiersystems für das Multilayerspritzblasen. - 101 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2012

Die vorliegende Arbeit beschreibt die Entwicklung, Simulation, Konstruktion und Herstellung eines Schmelzespeicher- und Dosiersystems mit Heißkanalverteilung zur Anfertigung von innovativen Multilayer-Injektionsflaschen. Das erarbeitete Verfahren bietet die signifikante Möglichkeit, die Kavität einer Spritzgießform für Vorformlinge separat mit zwei verschiedenen Kunststoffen zu befüllen und eine durchgängige Barriereschicht auszubilden. Aus diesem Grund zeichnen sich die spritzgeblasenen Injektionsflaschen durch sehr gute Barriereeigenschaften gegenüber Gasen, Unzerbrechlichkeit, geringes Gewicht und einer chemisch nicht reaktiven Oberfläche aus. Nach einer kurzen Einführung wird das Innovationspotenzial des Schmelzespeicher- und Dosiersystems anhand einer ausführlichen Recherche zum Stand der Technik einschließlich bestehender Patente herausgearbeitet. Danach werden verschiedene Anforderungen an das System definiert und mit Hilfe einer Bewertungsmatrix ein geeignetes Prinzip ausgewählt. Anschließend wird eine Theorie zur Herstellung von Multilayer-Vorformlingen aufgestellt, die auf der Co-Injektion unter Berücksichtigung von Temperaturverlauf, Fließgeschwindigkeiten und Scherraten an den Randschichten basiert. Aufbauend darauf werden verschiedene Einzelprinzipien für die Schmelzespeicherung, Schmelzedosierung sowie dazugehörige Antriebe untersucht und mit Hilfe der Bewertungsmatrix ein Gesamtkonzept abgeleitet. Die nachfolgenden Berechnungen zum Fließverhalten der Schmelze und die Auslegung der mechanischen Komponenten ebnen den Weg für die Konstruktion des Systems. Auf Grundlage der theoretischen Vorüberlegungen wird ein technischer Entwurf konstruiert, der die vollständige Geometrie und Funktion des Gesamtsystems beschreibt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/731566157tuerk.txt
Woyan, Felix
Entwicklung und Verifizierung eines Modells zur Vorhersage der Leistungsaufnahme von Einschnecken-Extrudern. - 111 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2012

Eine genaue Vorhersage der Schneckenantriebsleistung, zur Auslegung von Antrieben und Schnecken, gewinnt zunehmend an Bedeutung. Zielsetzung der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung und Verifizierung eines modifizierten Ansatzes, zur Verbesserung der Vorhersagegenauigkeit der Leistungsaufnahme von Einschneckenextrudern. Zu Beginn dieser Arbeit findet eine umfangreiche Literaturrecherche statt, um die vorliegenden Modelle zu sichten. Anschließend erfolgt eine Analyse des Verhaltens einzelner Modelle unter Variation der Eingangsgrößen. Mithilfe einer Sensitivitätsanalyse wird die Abweichung der berechneten Leistung aufgrund von Schwankungen der Eingangsparameter festgestellt. Im Rahmen der experimentellen Überprüfung der Antriebsleistung findet ein Vergleich zwischen Messung und Simulation statt. Aus den Erkenntnissen der Modellanalyse und der experimentellen Analyse wird ein neues integrales Modell abgeleitet. Dieses Modell erzielt, mit einer durchschnittlichen Abweichung zu den gemessenen Antriebsleistungen von 14 %, gute Ergebnisse.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/73156197Xwoyan.txt
Heckert, André
Simulationsbasierte Auslegung eines Faserverbund-Zellmodulrahmens für Lithium-Ionen Zellen. - 107 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2012

Aufgrund der niedrigen Energiedichte von Li-Ionen Batteriezellen im Vergleich zu den fossilen Kraftstoffen und dem damit verbundenen Mehrgewicht ist der Leichtbau ein signifikanter Treiber für die Entwicklung des elektrifizierten Antriebsstrangs. Im Rahmen der Arbeit wurde ein Leichtbaukonzept mit Hilfe eines Faserverbundkunststoffes für einen Zellmodulrahmen entwickelt, der für die Verspannung und Fixierung von prismatischen Li-Ionen Zellen im Energiespeicher verantwortlich ist. Der Faserverbund-Rahmen muss dabei einer hohen Last standhalten, denn die Li-Ionen Zellen zeigen eine Ausbauchung, die sich negativ auf die Lebensdauer des Systems auswirkt und folglich verhindert werden muss. Das Konzept für den Faserverbund-Zellmodulrahmen wurde hinsichtlich der Parameter Bauraum, Gewicht, Kosten, mechanische Beanspruchung sowie thermische Isolationswirkung optimiert. Innerhalb des Vergleichs mit dem Referenzsystem konnten die Potentiale des Faserverbundkunststoffes aufgezeigt werden. Die Arbeit gliedert sich in die wesentlichen Schritte Analyse des aktuellen Systems anhand der Durchführung von Messungen zum mechanischen Verhalten der Li-Ionen Zelle, methodische Konzeptentwicklung und konstruktive Auslegung des Faserverbund-Zellmodulrahmens. Es wird nachgewiesen, dass bei gleichem Bauraum und Kosten das Gewicht sowie die Deformation im Vergleich zum Referenzsystem gesenkt werden können. Zusätzlich zeichnet sich der gewählte Faserverbundkunststoff als thermischer und elektrischer Isolator aus.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/731515269hecke.txt
Herde, Jonas
Tribologische Untersuchungen an zellularen metallischen Werkstoffen. - 127 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012

In der vorliegenden Arbeit werden die grundlegenden tribologischen Eigenschaften zellularer metallischer Werkstoffe (ZMW) im ungeschmierten Gleitversuch ermittelt. Sechs verschiedene, offenporige Schaumproben werden auf einem Tribometer der Konfiguration Kugel/Scheibe untersucht. Der Versuchsumfang umfasst fünf Versuchsreihen, bei denen die Parameter Normalkraft und Gleitgeschwindigkeit variiert werden. Für zwei Proben werden individuelle Zusatzversuche durchgeführt. Die Messergebnisse werden probenspezifisch ausgewertet und das Verhalten in Abhängigkeit von den variierten Parametern und der Porengröße bestimmt. Im Anschluss an die Versuche wird die Reibbahn auf der Probenoberfläche mikroskopisch untersucht, um das Deformations- und Verschleißverhalten der Schaumproben nachzuvollziehen. Die ZMW weisen, abhängig von ihrer stofflichen Zusammensetzung, eine sehr unterschiedliche Standfestigkeit gegenüber tribologischen Belastungen auf. Aus den Messwerten ergibt sich für alle Proben ein indirekt proportionaler Zusammenhang zwischen Reibzahl und Normalkraft sowie eine direkte Proportionalität von Reibzahl und Porengröße. Bei der mikroskopischen Betrachtung ist festzustellen, dass die Reibbahn größtenteils durch plastische Deformation der Schaumstruktur entsteht. Am deutlichsten als reine Auswirkung der tribologischen Belastung sind Abrasionserscheinungen an den Oberflächen der Streben zu erkennen.


Berthold, Theresa
Plasmagestützte Synthese metallischer Fasern. - 55 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012

In der Arbeit wird die Möglichkeit der Herstellung metallischer Fasern an einer DC-Plasmaanlage untersucht. Die Parametervariation wird auf den Werkstoff und die Geometrie des zugeführten Substrates beschränkt. Die Arbeit umfasst Versuche zum Verdüsen eines Baustahls, eines Edelstahls, von Kupfer und Messing sowie Wolfram. Die hergestellten Partikel sind durch eine Normsiebung in Größenfraktionen unterteilt. Die Zielgröße der Fasern liegt bei Durchmessern von wenigen Mikrometern und Faserlängen im Bereich einiger Millimeter. Diese Vorgabe kann durch das Verdüsungsverfahren alleine nicht erreicht werden, sodass in einem weiteren Prozessschritt eine magnetische Formung nötig ist. Die Fasern werden mittels Lichtmikroskopie und Rasterelektronenmikroskopie mit energiedispersiver Röntgenspektroskopie analysiert. Die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens wird durch eine Energie- und Massenbilanzierung abgeschätzt. Des Weiteren beinhaltet die Arbeit eine Abschätzung der entstehenden Kosten.


Wöckel, Julia
Bewertung und Entwicklung von Prüfmethoden zur objektiven Beschreibung der Haptik und der Struktur von Lederoberflächen. - 144 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2012

In der Automobilindustrie steht Qualität und Kundenzufriedenheit an erster Stelle. Vor allem im Fahrzeuginnenraum steht der Kunde im ständigen Kontakt mit den unterschiedlich verarbeiteten Materialien. Dabei kommt heutzutage besonders in der Oberklasse im Bereich der Schalttafel Leder zum Einsatz. Allerdings steht die Analyse der Haptik von Lederoberflächen noch am Anfang ihrer Forschung. Die Haptik von Leder als wichtiger Bestandteil der Wertigkeit wird bisher subjektiv durch den Automobilhersteller beurteilt. Folglich soll nun eine Prüfmethode entwickelt werden, die den subjektiven Eindruck messtechnisch beschreibt. Weiterhin soll eine Prüfvorschrift aufgestellt werden. Diese beinhaltet eine geeignete Messmethode mit genau definierten Parametern und einem Toleranzbereich, in dem die Leder variieren können. Daraufhin sollen verschiedene Prüfaufbauten auf ihre Differenzierbarkeit und Reproduzierbarkeit untersucht werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/730047997woeck.txt
Krause, Razvan
Herstellung epitaktischer magnetostriktiver Eisen-Gallium-Schichten und Charakterisierung ihrer magnetischen Eigenschaften. - 56 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012

Within the scope of this Bachelor thesis Fe-Ga layers were deposited by magnetron sputtering on MgO(100) substrate with different buffer layers. Fe-Ga exhibits a large magnetostriction. Therefore these thin layers are interesting for applications as microactuators and sensors in the future. The Fe100-xGax(x = 20, 25 at.% Ga) layers were sputtered with 70 W sputter power and pAr = 0,008 mbar at room temperature with thicknesses from 56 to 830 nm on Pt, Au, Cr and Cu buffers. The layers grow epitaxial with the A2 structure. In addition pyramidal artifacts are observed at the surface of all specimens. The dependence on the production parameters was analysed. It was shown that they are originated by {211}bcc twinning. XRD shows two different stressed epitaxial areas and sin measurements exhibit 1 GPa tensile stress in a layer on Pt and 0.8 GPa compressive stress on Au, while the twinned areas on Au have 0.5 GPa tensile stress. A model to the origin of the stresses was developed. Even though the magnetic properties of all layers are determined from their shape anisotropy, the portion of the twins changes effective anisotropy. The layers achieve in plane a saturation polarization JS = 1.6 T and a saturation field HS = 100 mT. JS and JR decrease with increasing Ga content and HC is rising.


Kind, Johannes
Grundlagenuntersuchung der Wälzlagerdiagnose und Wälzlagerschmierung am Einzelkomponentenprüfstand . - 76 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2012

Diese Arbeit beschäftigt sich mit Körperschalluntersuchungen an Wälzlagern. Dazu wurde eine Recherche bezüglich Schwingungsmessung und Signalanalyse durchgeführt. In einem Dynamischen Lagerprüfstand wurde unter konstanten sowie dynamischen Drehzahlen Körperschall von Wälzlagern aufgenommen. Die Wälzlager wurden zuvor an Innen- und Außenring definiert geschädigt, mit dem Ziel, die Schäden durch Körperschallmessung zu identifizieren. Mit den gewonnenen Erkenntnissen der Recherche wurden verschiedene Analyseverfahren durchgeführt. Durch eine Auswertung in Form von Campbelldiagrammen und Hüllkurvenspektren wurde eine Fehleranalyse durchgeführt. Außerdem wurde in dieser Arbeit ein Minimalmengenschmiersystem zusammengestellt, um mittels Körperschall Schmierzustände von Wälzlager bewerten zu können.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/728860902kind.txt
Baumer, Christoph
Elektrochemische Herstellung und Charakterisierung von Zink-Titandioxid-Dispersionsschichten. - 133 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2012

Die Thematik der Zink-Titandioxid-Dispersionscoabscheidung wurde anhand von drei verschiedenen Elektrolyttypen untersucht: einen sauren Sulfatelektrolyten, einen alkalischen Pyrophosphatelektrolyten und einem Zink-Nickelelektrolyten auf Sulfatbasis. Durch Variation der Elektrolytzusammensetzung konnte ein signifikanter Einbau von Titannanopartikeln erreicht werden. Die Zusammensetzung der Abscheidungen wurde mit Glimmentladungsspektroskopie und Röntgenfluoreszenzanalyse bestimmt. Weiterhin erfolgte eine Charakterisierung der Schicht mittels Röntgenbeugung und Elektronenmikroskopie. Aus den Ergebnissen der Untersuchung ein Modell zum Einbau des Titandioxids in Zink erarbeitet. Zusätzlich wurde das Korrosionsverhalten ausgewählter Dispersionsschichten untersucht.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/728126044baume.txt
Schneidmadel, Stefan
Bedingungen für die Einarbeitung leitfähiger Füllstoffe in Thermoplaste. - 116 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012

Diese Arbeit befasst sich mit den Bedingungen für die Einarbeitung leitfähiger Füllstoffe in Thermoplaste. Es sollen dabei die Einflüsse auf die Leitfähigkeit herausgearbeitet werden und abschließend eine Empfehlung für Verarbeitungsparameter erfolgen. Hierfür wird zunächst die Extrusion der Fasern betrachtet. Als wesentliche Einflussfaktoren werden die Faserlänge, Faserkonzentration und die Extruderparameter wie Temperaturführung, Schneckengeometrie und Schneckendrehzahl analysiert. Um eine Aussage über deren Einfluss zu treffen, werden verschiedene Versuche am Extruder und anschließend eine Prüfung des erzeugten Strangs hinsichtlich der Leitfähigkeit durchgeführt. Im Anschluss an die Untersuchung des Strangs wird das Kunststoffgranulat hergestellt und ebenfalls auf Leitfähigkeit untersucht. Dabei hat sich gezeigt, dass aufgrund der mangelhaften Leitungsverbindung zwischen den Granulatkörnern kein Stromfluss stattfindet. Abschließend werden Probekörper aus dem Kunststoffgranulat gespritzt, die ebenfalls auf ihre Leitfähigkeit getestet werden. Hierfür werden wie bei der Messung des Strangs zwei Elektroden auf den Probekörper aufgebracht und wieder der elektrische Widerstand gemessen. Um die Analyse der Probekörper abzurunden werden verschiedene Untersuchungen am Probekörper durchgeführt. Mithilfe der Dichtemessung und der thermografischen Analyse und wird der Fasergehalt des Probekörpers ermittelt. Durch einen Zugversuch werden die mechanischen Kennwerte der Probekörper aufgenommen. Schließlich wird noch die Faserlänge und Faserorientierung im Probekörper untersucht. Abschließend kann man sagen, dass sowohl für die Einleitung des Stroms als auch für den Stromtransport durch das Material neben der Faserkonzentration die Faserorientierung den größten Einfluss hat. Für die Herstellung von Bauteilen aus leitfähigen Kunststoffen kann man deshalb Empfehlungen für die Werkzeugkonstruktion und die Verarbeitungsparameter geben.


Hühn, Carolin
Evaluierung des Alignments für den SCIL-Prozess. - 59 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012

In dieser Arbeit wurde eine Technologie vorgestellt, die sich schon seit längerer Zeit durch die Herstellung von monolagigen sub-Mikrometerstrukturen auszeichnet. Im Rahmen dieser Arbeit wurden zahlreiche Strukturabformungen mit unterschiedlichen Prägematerialien vorgestellt und ihre Abformmöglichkeiten anhand von erfolgreichen Beispielen dargelegt. Des Weiteren konnten für den organischen, epoxidhaltigen Photolack (DELO) Ätzversuche durchgeführt werden. Diese Ätzungen waren jedoch durch eine relativ starke Kantenabrundung der Strukturen geprägt. Es ist also nötig weitere Untersuchungen zu dessen Ätzverhalten durchzuführen, wobei der Ansatz von Fader et al. [19] genutzt werden kann. - Um den SCIL-Prozess auch für Multi-Layer-Technologien anwendbar zu machen, wurden Alignmentversuche durchgeführt. Dabei konnte gezeigt werden, dass der sequentielle Prägevorgang eine Verschiebung des Stempels in Prägerichtung verursacht und dass diese Verschiebung reproduzierbar ist. Aufgrund der Reproduzierbarkeit konnten Offset-Einstellungen, durch Verschiebung des Substrats um denselben Betrag, durchgeführt und damit Überdeckungsgenauigkeiten von 0 [my]m (unterhalb der Messgrenze) in x-Richtung und 0,75 [my]m in y-Richtung erreicht werden. In diesem Versuch wurde sich jedoch lediglich auf einen Alignmentmarker in der Mitte des Wafers bezogen. - Bei weiterführenden Versuchen wurde der Wafer mittels zweier Punkte zum Stempel justiert und die Verschiebung und Ausdehnung der Stempels für einen Streckenabschnitt von 10 cm untersucht. Dabei konnten Überdeckungsgenauigkeiten von unter 2 [my]m erzielt werden. Des Weiteren wurde deutlich, dass die Ausdehnung des Stempels von Prägung zu Prägung bis zu 1,8 [my]m auf einer Prägelänge von 10 cm. Mögliche Ursachen für Ausdehnungsschwankungen von Wafer zu Wafer können sein: Partikel auf der Waferoberfläche, Kanteneffekte und unterschiedliches Ausdehnungsverhalten aufgrund der Belichtungsbedingungen. - Die erzielten Alignmentergebnisse lagen im Erwartungsbereich und waren mit dem Stand der Technik vergleichbar. Die Alignmentgenauigkeit könnte mit weiteren Untersuchungen noch gesteigert werden. Zum Beispiel wäre es sinnvoll, die Abhängigkeit der Überdeckung/Stempelausdehnung von Druck und Prozessabstand zu überprüfen. Da der Kanteneffekt eine große Rolle spielt, ist auch die optimale Höheneinstellung von Chuck zu Wafer von großer Bedeutung. Eine genaue Höhenbestimmung mittels taktiler bzw. optischer Messsensoren könnte eine Verbesserung der Ergebnisse erzielen.


Robles Collantes, Carlos Arturo
Characterization of the interfacial strength between the metal-matrix composites and ceramics insulators. - 79 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2012

In der Arbeit wurden die mechanischen Eigenschaften der Grenzfläche zwischen Aluminiumoxid (Al2O3) und einem Metall-Matrix-Komposit (MMC) untersucht indem sie einer zyklischen Wärmebehandlung und mechanischen Tests unterzogen wurden. Hergestellt wurden diese durch Infiltrieren von porösen Aluminiumoxid in eine Vorform mit geschmolzenem Kupfer und verbunden durch Hartlöten. Eines der Ziele diese Arbeit war die Feststellung, ob diese Grenzfläche eine kritische Auswirkung auf die Lebensdauer des Leistungselektronikbauteils hat. Aus diesem Grund wurde ein neues Prüfverfahren entwickelt um diese zu charakterisieren. Um die thermomechanische Spannungen, denen die Substrate der Leistungselektronikmodule während des Betriebs ausgesetzt sind zu simulieren wurden sie eine zyklische Wärmebehandlung bei den Proben durchgeführt. Für eine unterschiedliche Anzahl an Zyklen wurde der Zustand der Bauteile mittels Ultraschall-Mikroskopie und Überwachung der Veränderung ihres Wärmewiderstandes. Ultraschall-Mikroskopie ergab dass nach 500 Wärmezyklen keine Ausbreitung oder Wachstum von Defekten an Grenzfläche zwischen Aluminiumoxid und MMC auftrat. Dies trat jedoch zwischen dem Kupfer und dem Al2O3 Die Ultraschall-Analyse zeigte zudem dass der Hartlötprozess im Aluminiumoxid Defekte generierte, die zu Beschädigungen der elektrischen Isolation zwischen der Kupferschicht und MMC führen können. Nach 500 Zyklen zeigte sich keine Rissfortpflanzung durch die thermomechanischen Spannungen. Keine Anzeichen für Muschelbruch waren festzustellen. Auswertung der Messwerte der thermischen Impedanz (Zth) nach 200 Zyklen zeigte, dass bei den MMC-Testvehikel eine starke Streuung (3% bis 99%) im Anstieg der thermischen Impedanz auftrat. Nach Analyse des Querschnittes einer Probe mit hohem Zth-Anstieg wurde ein Riss in der Aluminiumoxidschicht, ähnlich eine Muschelbruchs, als Grund für den starken Anstieg des Wärmewiderstandes identifiziert. In der Grenzfläche zwischen Al2O3 und MMC, wurden dabei jedoch keine Defekte festgestellt. Eine Anwesenheit von Rissen in der Aluminiumoxidschicht in manchen Proben, ausgelöst durch Kratzen der Al2O3-Schicht um einen eventuellen Kurzschluss beim Hartlöten zu entfernen, wurde im Nachhinein festgestellt, obwohl diese bei der vorherigen Ultraschall-Mikroskopie-Analyse nicht auftraten. Bei ausschließlicher Betrachtung der Proben mit geringem Zth-Anstieg wurden ähnliche Ergebnisse wie mit den DBC-Substraten nach 200 Zyklen festgestellt. Zwei verschiedenen mechanischen Prüfverfahren zur Charakterisierung der Grenzflächenfestigkeit würden durchgeführt. Ein Vier-Punkt-Biegeversuch angekerbten Proben wurden angewandt, um die Energiefreisetzungsrate bei Delamination der Grenzfläche zu berechnen. Eine Delamination konnte im Versuch nicht erzeugt werden. Die Analyse de Mechanismen des Rissfortschritts legte nahe das bei Erreichen der Grenzfläche der Riss entlang dieser im Al2O3 fortschreitet. Ursache dafür ist die hohe Festigkeit der Grenzfläche, ausreichend um eine Delaminierung zu verhindern, daher ist die Grenzfläche nicht kritisch für den Rissfortschritt. Ein Scherversuch zur Ermittlung der Scherfestigkeit wurde durchgeführt. Die Grenzfläche zeigte eine Scherfestigkeit von mehr als 70 MPa. Höhere Spannungen waren nicht möglich, da ab diesem Wert die Proben zum Brechen neigten. Eine neue Probengeometrie wurde Entworfen um höheren Spannungen zu widerstehen, jedoch war dies zeitlich im Rahmen der Arbeit nicht mehr möglich. In dieser Masterarbeit wurde herausgefunden, dass ein Überschuss an Lot beim Hartlöten das Al2O3 bedeckt und zusätzliche Spannungen erzeugt. Dadurch könnten Risse während des Lötens auftreten. Zusammenfassend ist zu sagen dass die Grenzfläche zwischen Aluminiumoxid und MMC durch die zyklische thermische Belastung nicht kritisch für das Versagen des Bauteils und der Rissausbreitung ist. Um präzisere Aussagen über die Lebensdauer des MMC-Proben unter thermischer Zyklierung zu erhalten wäre es empfehlenswert erneute Messungen der thermischen Impedanz mit neuen MMC-Proben, bein denen ein Überschuss an Lot beim Hartlöten vermeiden wird, sowie eine nachfolgende Ultraschall-Mikroskopie-Analyse zur Einschätzung des Probenzustandes. Zudem sollte der Scherversuche mit neuer Probengeometrie wiederholt werden


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/726654108roble.txt
Strauß, Tina
Untersuchungen der inneren Spannungen von elektrolytisch erzeugten Zinkschichten. - 138 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2012

Schwerpunkte der Arbeit sind der Vergleich verschiedener Verfahren zur Messung innerer Spannungen in galvanisch abgeschiedenen Nickelschichten aus ausgewählten Nickel-Elektrolyten, die Entwicklung eines schwachsauren Zink-Elektrolyten sowie die Messung innerer Spannungen in schwachsauren und alkalisch-cyanidfreien Zink-Elektrolyten. Ausgangspunkt der Arbeit waren die Ergebnisse von IS-Meter-Messungen in Nickel-Elektrolyten vorangegangener Diplomarbeiten. Es wurden Streifenkontraktometer (Biegestreifenmethode), IS-Meter (Streifendehnungsmethode), röntgenographische Spannungsanalyse und das Makrostressmeter 200 (FEM Schwäbisch Gmünd) hinsichtlich der mit diesen Methoden gemessenen inneren Spannungen verglichen. Zusätzlich erfolgten Untersuchungen der Schichtdickenverteilung auf den verschiedenen Substraten und zum Einfluss von Hilfselektroden auf die Schichtdickenverteilung beim IS-Meter und Streifenkontraktometer. Vor- und Nachteile der Methoden wurden gegenübergestellt. Die Messung innerer Spannungen in Zinkschichten erfolgte in kommerziellen und in je einem im Vorfeld entwickelten schwachsauren und alkalisch-cyanidfreien Zink-Elektrolyten.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/72627657Xstrau.txt
Weidner, Andreas
Untersuchung des Einflusses von magnetischen Feldgradientenkräften auf die Verteilung paramagnetischer Ionen in Modellglasschmelzen bei Flussdichten B > 1 T. - 156 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2012

Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung des Einflusses magnetischer Feldgradientenkräfte auf die Verteilung paramagnetischer Ionen in Modellglasschmelzen bei Flussdichten von B > 1 T. Sie findet im Rahmen des DFG geförderten Projektes "Manipulation von Ionenverteilungen in Glasschmelzen mittels magnetischer Feldkräfte - Experiment und Simulation" (HA 2338/4-1) statt. Als Modellglas wurde eine Glasschmelze aus dem System BaO-B2 O3 -Fe2O3 mit einer Sollzusammensetzung von 40 mol-% BaO, 33 mol-% B2O3 und 23 mol-% Fe2O3 benutzt. Dazu wurden auf Basis des in der Fachliteratur bekannten Phasendiagramms die Kristallisation und ausgehend von grundlegenden Betrachtungen zum Magnetismus die darauf wirkenden Kraftdichten abgeschätzt, wobei hierfür Theorien der Festkörperphysik zu Grunde liegen. Weiterhin wurden Tiegelschmelzexperimente bei 1350&ring;C mit der vorgeschmolzenen Modellglasschmelze mit einem Rohrofen an verschiedenen Positionen in einem 5T kryogenfreien Magnetsystem der Firma Cryogenics Ltd. durchgeführt, welches ein magnetisches Gleichfeld von bis zu 5 T und die entsprechenden magnetischen Feldgradienten erzeugt. Zum Vergleich wurde ein Experiment ohne äußeren magnetischen Feldeinfluss durchgeführt. Ein weiteres Experiment wurde mit einer maximalen magnetischen Feldgradientenkraftdichte des Magnetsystems von ca. 60 N/cm3 entgegen der Schwerkraft und ein letztes mit einer magnetischen Feldgradientenkraftdichte des Magnetsystems von ca. 55 N/cm3, die entgegen der Schwerkraft wirkt, vorgenommen. Die Positionierung erfolgte axial im Magnetsystem. Aus den erstarrten Schmelzen wurden örtlich definiert Proben entnommen und daran Untersuchungen zur Dichte, den magnetischen Eigenschaften (VSM) sowie zur Phasenanalyse (XRD) und den chemischen Eigenschaften (RFA, Cerimetrie, ICP-OES) vorgenommen, um etwaige Veränderungen der Verteilung der paramagnetischen Ionen (Fe2+ und Fe3+) in der Schmelze unter der Einwirkung der magnetischen Feldgradientenkräfte zu untersuchen. Zusätzlich wurde das Erstarrungsverhalten (STA) der Schmelze untersucht. Hierbei ergaben sich bei der Bestimmung der magnetischen Eigenschaften, der Dichte sowie der Verteilung an Fe2+-Ionen Ergebnisse, die mit der Wirkung der magnetischen Feldgradientenkraft interpretiert werden können. Allerdings wirken bei der Erstarrung der Schmelze viele Einflussfaktoren, die schwer abzuschätzen und zu kontrollieren waren, sodass innerhalb dieser Arbeit nicht geklärt werden konnte, in welchem Maße die magnetische Feldgradientenkraft für die gefundenen Veränderungen verantwortlich ist und ob sie die Ionenverteilung in der Schmelze vor den Phasenbildungen verändert hat oder nur auf die in der Schmelze entstehenden ersten Kristallphasen wirkt. Ein direkter Nachweis bleibt damit Gegenstand der weiteren Forschung.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/72576791Xweidn.txt
Blödner, Daniel
Vergleich und Synthese unterschiedlicher Verfahren zur Technologiebewertung zu einem ganzheitlichen Modell. - 105 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2012

Industrielle Unternehmen müssen sich zunehmend zwischen einer hohen Zahl von möglichen Fertigungstechnologien entscheiden, um eine in ihrem Sinne wirtschaftlich und technologisch sinnvolle Lösung zu finden. Ausgehend von relevanten Forschungsarbeiten zum Thema Technologiebewertung werden in dieser Arbeit bestehende Modelle analysiert und deren inhaltlichen Stärken und Schwächen herausgearbeitet. Auf Basis eigener inhaltlicher und formaler Anforderungen werden Schwerpunkte für ein neues Modell formuliert. Hierbei wird insbesondere eine Definition für die technologische Wertschöpfung gegeben und diese im Rahmen der vorliegenden Forschungsarbeit für die Bewertung zugänglich gemacht. Eine weitere zentrale Rolle spielt die Abbildung von Technologieketten für die Analyse und die Einschätzung der technologischen und wirtschaftlichen Komplexität, wobei hier vor allem die Dimensionen Vielfalt, Dynamik und Unsicherheit Eingang in die vorliegende Arbeit finden. Durch das erstellte Modell wird ausgehend von einer Produkt-Roadmap und den Eigenschaften der zu untersuchenden Technologien eine systematische Vorgehensweise beschrieben, welche über die Erstellung von Technologieketten, die Bewertung der benannten Faktoren mit Berücksichtigung der weiteren Größen Produktivität und Kosten bis zur Darstellung des Modells in einem zusammenfassenden Kennzahlenkatalog reicht. Abschließend werden Teile des Technologiebewertungsmodell auf das Beispiel eines Displays für automobile Anwendungen und eines Trägerbauteils aus Faserverstärkten Kunststoff angewendet, um so die praktische Vorgehensweise zu verdeutlichen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/725505176bloed.txt
Machalett, Marie-Christin
Sol-Gel basierte Elektrodenmaterialien für Polymer-Solarzellen. - 99 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2012

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Sol-Gel-Herstellung und Abscheidung von Niob dotierten Titandioxidschichten (Nb:TiO2) auf Substraten aus Glas, Polymer und Silizium. Schwerpunkte der Arbeit waren die Sol-Entwicklung und die Untersuchung der optischen und elektrischen Eigenschaften von Nb:TiO2 sowie der Struktur in Abhängigkeit von der anschließenden thermischen Behandlung. Für das Sol Gel Verfahren konnten verschiedene Herstellungswege aufgezeigt werden. Die Dotierkonzentration wurde bis 40 % variiert. Der Einfluss der Dotierung auf die Anatasbildung wurde bis 12 % ermittelt. Hierbei zeigte sich, dass keine unerwünschte Beeinträchtigung auftrat. Die Abscheidung aus der flüssigen Phase erfolgte mit Hilfe vier verschiedenen Methoden: Tauchen, Aufschleudern, Drucken und Rakeln. Mit allen Methoden konnten visuell geschlossene Schichten hergestellt werden, mit unterschiedlich guter Homogenität der Schichtdicke. Mit dem Gravurdruck konnten auch geometrische Objekte mit Strichbreiten im Bereich von 100 mym und mehr gedruckt werden. Dies eröffnet die Möglichkeit der materialsparenden Strukturierung ohne nachträglichen Abtrag. Über die anschließende thermische Behandlung der getauchten Schichten wurden die Kristallinität und die Transmission optimiert. Mit zunehmender Dotierung des Sols verschob sich die Kristallisationstemperatur nach oben. Dies konnte durch eine niedrige Aufheizrate 5 K/min kompensiert werden. Die Art des Ofens und dessen Atmosphäre haben einen wesentlichen Einfluss auf die Kristallphasenbildung und Transmission. Nach der Temperung im Gradientenofen bei 400 &ring;C und einer Haltezeit von 10 min konnte Anatas nachgewiesen werden. Die dotierten Schichten aus dem Gradientenofen wiesen im sichtbaren Bereich eine geringe Absorption von max. 10 % auf und besaßen eine Bandlücke von ca. 3,31 eV. Die Temperung unter Vakuum hatte einen negativen Einfluss auf die Transmission. Die AFM-Aufnahmen gaben Hinweise darauf, dass die getemperten Schichten nicht porenfrei waren. Das Gefüge war körnig, mit typischen Korndurchmessern im Bereich von 40 nm. Für dünnere Schichten kann dies durch Veränderungen des Sol-Rezeptes optimiert werden. Die Schichten erreichten keine mit der Vierpunkt Messmethode bestimmbare Leitfähigkeit. Messungen der Durchleitfähigkeit waren ebenfalls nicht aussagekräftig. Aufgeschleuderte TiO2 bzw. Nb:TiO2-Schichten konnten in den bestehenden Aufbau einer Polymer-Solarzelle integriert werden. Diese Schichten wurden mit der Heizplatte getrocknet. Die Vermessung der I-U-Kennlinie zeigt, dass eine 6 % Dotierung des Titandioxids mit Nb vorteilhaft ist.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/723904855macha.txt
Fischer, Michael
Plasmaspritzen keramischer Schutzschichten auf keramischen Bauteilen. - 134 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012

Die Firma Benteler ist Zulieferer von Blechen für Kraftfahrzeuge. Im Bereich der Warmformung werden diese Bleche einer thermischen Behandlung unterzogen. Dabei werden die Bleche mittels Förderrollen durch Öfen geleitet. Zum Schutz vor Verzunderung (temporärer Korrosionsschutz) wird auf die Bleche ein Schicht aus AlSi10 aufgetragen. Während der nachfolgenden Förderung der Bleche durch die Öfen geht die Schutzschicht in den teigigen bzw. flüssigen Aggregatzustand über und benetzt die Förderrollen aus Mullit. Dabei dringt die Schmelze tief in das Material der Förderrollen ein und zerstört diese. Aufgabe dieser Arbeit ist es eine Verschleißschutzschicht gegen die aggressive Schmelze zu finden. Dabei soll zur Herstellung dieser Schicht das DC-Plasmaspritzen eingesetzt werden. Die Rollen selbst sind im eingebauten Zustand jeweils einzeln angetrieben und zwischen 2000 mm und 3000 mm lang. Im Ofen herrschen Temperaturen um die 1000 &ring;C. Üblicherweise haben verschiedene Schutzschichten unterschiedliche Richtwerte für die Schichtdicke, hier wird der Wert 300 mym angenommen. Ziel ist es nun eine Schutzschicht zu finden, die auf die Förderrollen aufgebracht werden kann, gegen die Temperatur im Ofen beständig ist und vor allem gegen Penetration der Schmelze schützt. Dadurch soll erreicht werden, dass die Lebensdauer der Förderrollen erhöht wird. Weiterhin eine Senkung der Kosten und eine Humanisierung der Arbeit für die Mitarbeiter, die aufgrund der höheren Lebensdauer in größeren Intervallen die Förderrollen wechseln müssen. Als Ergebnis wird eine thermische Spritzschicht vorgeschlagen, die auf Vorgaben bzw. Richwerte des Unternehmens Benteler Automobiltechnik GmbH basiert.


Zhou, Shaowen
Leichtbau Sandwichverbunde aus thermoplastischen Composites. - 82 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2012

Leichtbau durch Kunststoff, besonders durch neuartige Leichtbau-Sandwichstrukturen, eröffnet eine neue Dimension im Automobiltechnik. Die Firma REHAU AG+Co. hat sich besonders das Thema Strukturleichtbau auf Basis thermoplastischer Composites (TPC) vertieft. Hierbei stehen Konzepte der unidirektionalen Faserverstärkung (DU-Tapes) im Mittelpunkte. Die einachsig ausgerichteten Faserlagen werden in einer Thermoplast-Matrix eingebettet. Das neue Verfahren trägt den Namen ULTRLITEC. Nach einer Recherche zum Stand der Technik wird eine Marktrecherche nach geeigneten Kernschichtmaterialien durchgeführt. Aus UD-Tapes wurden im ULTRLITEC verfahren Sandwichplatten mit unterschiedlichen Materialkombinationen hergestellt. Als Kernschichtmaterialien wurden verschiedenen Schäumen (sowie PVC, PUR, PMI, PET), Waben und Balsaholz eingesetzt. Dabei werden die verwendeten Herstellparameter zu optimieren und zu beschreiben. Die Sandwichplatten werden hinsichtlich ihre mechanischen Kennwerten aus dem Druck-, Schub- und Biegeversuch ermittelt und beurteilt. Als Bewertungskriterium wurde Leichtgüte und Leichtbaurentabilität verwendet. Anschließend lässt sich sagen, dass aufgrund der hohen Leichtbaugüte und hohen Leichtbaurentabilität welche Kernschichtmaterialien für weitere Untersuchung und Verwendung besonders interessant.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/723275955zhou.txt
Wolf, Niels
Weiterentwicklung eine neuartigen Funktionselementes für leichtbau spezifische Anwendungen. - 102 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012

Funktionselemente sind zwingende Bestandteile jeder Fahrzeugkarosserie, da sie als Montagemöglichkeit für die Befestigung von Komfort- und Sicherheitsbedarf dienen. Diese Anbindungspunkte werden im klassischen Stahlbau mittels Schweißelementen realisiert. Für zukünftige Mischbaukarosserien mit nicht schweißbaren Werkstoffkombinationen und innenliegenden Klebstoffschichten muss jedoch ein neues Anbindungskonzept gefunden werden. Das druckluftbetriebene Setzen von Funktionsbolzen stellt hierbei eine vielversprechende Lösungsmöglichkeit dar. So ist es mit Hilfe des druckluftbetriebenen Setzens von Funktionsbolzen möglich, Gewindeträger schnell und auch auf artverschiedenen, nicht schweißbaren Werkstoffen zu fügen. Einseitig ausreichende Zugänglichkeit der Fügestelle und der Verzicht auf eine Bauteilvorbehandlung zeigen weiterhin das hohe Potential des druckluftbetriebenen Setzens von Funktionsbolzen. Ziel dieser Arbeit war daher die Weiterentwicklung des Funktionsbolzens für leichtbauspezifische Anwendungen und die Ableitung einer optimalen Bolzengeometrie. Hierfür wurde eine Analyse der Einflussfaktoren auf die Verbindungsfestigkeit durchgeführt und entsprechende Optimierungsmaßnahmen abgeleitet. Ferner wurden die Auswirkungen verschiedener Fertigungsverfahren der Bolzentypen und das Aufbringen einer Rändelung im Schaftbereich auf die Tragfähigkeit der Verbindung untersucht. Darüber hinaus wurde eine optische Korrosionsbewertung durchgeführt und der Einfluss einer korrosiven Belastung auf die Verbindungsfestigkeit analysiert. Abschließend wurde ein Prüfkonzept zur Bestimmung der Schwingfestigkeit erarbeitet, welches es im Anschluss an diese Arbeit ermöglicht, den Einfluss einer Rändelung auf dynamische Belastungen zu ermitteln.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/72326760Xwolf.txt
Lehmann, Stephan
Vergleich und Entwicklung von Krafteinleitungsmöglichkeiten in Bauteile aus CFK. - 93 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012

Für eine Produktionsmaschine, welche eine Werkzeugbank aus kohlefaserverstärktem Kunststoff haben soll. In dieser Arbeit ist eine Krafteinleitungsmöglichkeit erarbeitet worden, welche die Verbindung zwischen den Verbundwerkstoff und einem Metall ermöglicht. Das Ziel hierbei ist, die Verbindungselemente theoretisch auszulegen und dann mittels Versuchen diese Werte zu überprüfen. In der Arbeit wurden dafür verschiedene Versuche für die Krafteinleitungen, Schrauben, Kleben, Inserts und die Synthese aus Schrauben und Kleben, durchgeführt. Diese Verbindungsarten wurden anhand einer Bewertung als beste Methode für die Verbindung ausgewählt. Diese Versuche dienen in der Arbeit auch dazu, dass damit die jeweiligen Sicherheitsfaktoren für die Verbindungselemente erarbeitet werden. Am Ende der Arbeit wurde die Schraubverbindung als geeignete Verbindung ausgewählt, da sie die besten Eigenschaften für dieses Problem aufweist.


Schuppich, Juliane
Entspiegelung von optisch unsymmetrischen Substraten am Beispiel von "low-e"-Glas. - 52 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012

Das Ziel dieser Bachelorarbeit ist die Entspiegelung von "low-e"-Glas. Dabei sind gewisse Spezifikationen einzuhalten. Das als Substrat verwendete "low-e"-Glas gehört zu den Wärmeschutzgläsern und ist bereits einseitig beschichtet. Die Entspiegelung dieses Substrates ist besonders lohnenswert, da es durch die vorhandene Beschichtung eine erhöhte Reflexion besitzt. Das entspiegelnde Schichtsystem wird mittels Sol-Gel-Tauchbeschichtung hergestellt. Dies stellt eine Herausforderung bei der Entwicklung des Entspiegelungsdesigns dar, da auf beiden Seiten des Substrates die gleichen Schichten aufgebracht werden, während die einseitig vorhandene Wärmeschutzschicht verschiedene Ausgangszustände schafft. Dennoch soll eine entspiegelnde Wirkung für beide Seiten erzielt werden. Das geforderte Ergebnis kann folglich nur über einen Kompromiss in der Anpassung beider Seiten erzielt werden. Zu Beginn der Arbeit wurden zunächst die verschiedenen Eigenschaften des Substratglases ermittelt. Auf dieser Grundlage wurden Simulationen erstellt und deren Ergebnisse in die Praxis übertragen, was sehr gut gelang. Das gesetzte Ziel konnte dennoch nicht in allen Belangen erfüllt werden. Es wurde gezeigt, dass durch die gewählte Vorgehensweise das Ziel der gewünschten blauen Reflexionsfarbe nicht erreicht werden kann. Die Minderung der Reflexion gelang dagegen noch über das gesetzte Ziel hinaus, zusätzlich konnten für weitere aufgetretene Probleme Lösungsansätze aufgezeigt werden.


Engwicht, Mathias
Konzept eines Leichtbau-Frontsitzes aus Faser-Kunststoff-Verbund. - 145 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2012

Durch die geänderten Ansprüche und Rahmenbedingungen der Fahrzeugindustrie, ist eine Gewichtsreduktion der Modelle notwendig. Im Bereich der Fahrzeugsitze, weist die aktuelle Stahlstruktur nur noch wenige Potentiale in dieser Richtung auf. Aus diesem Grund untersucht die vorliegende Arbeit ein neues Konzept eines Frontsitzes aus faserverstärktem Kunststoff. Dabei wird dieser in 3 Teile geteilt: eine einteilige Sitzschale, den Unterbau und das Polstermaterial. Die geforderten mechanischen Festigkeiten werden mit Hilfe der FE-Methode simuliert und anschließend in mehreren Iterationsschritten in die Konstruktion eingebracht. Der Unterbau beinhaltet eine innovative Beeinflussung aller Verstellwege, um durch eine vereinfachte Konstruktion Gewicht zu sparen und gleichzeitig einen großen Teil von potentiellen Insassen abzudecken. Auch hier kommt faserverstärkter Kunststoff zum Einsatz, um durch einen angepassten Versagensverlauf Gewicht zu sparen. Die Arbeit analysiert diesen auf die Vorgänge des Materials bei Belastung. Den Komfort und die Ergonomie des Konzeptes bestätigen Probandenuntersuchungen eines Musters, aus denen zukünftige Schritte ableitbar sind. Die Polstermaterialien werden auf ihre klimaphysiologischen Eigenschaften untersucht, mit Hilfe verschiedener thermischer Experimente. Dabei zeigt sich, dass mit neuen Materialien bessere Eigenschaften geschaffen werden können, die gleichzeitig zur Vereinfachung und Gewichtsreduktion der Konstruktion beitragen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/720271746engwi.txt
Du, Song
Nanostrukturiertes Si als Anodenmaterialien für Li-Ionen-Batterien. - 74 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2012

Zwei Arten von nanostrukturiertem Silicium, nanoporöses Si und Si Nano-Säulen, wurden erfolgreich als Anodenmaterial für Lithium-Ionen-Batterien hergestellt. Metall-unterstütztes chemisches Ätzen (MaCE) wurde für die Herstellung diese Nanostrukturen genutzt. Hierzu wurden verschiedene Parameter untersucht, um deren Einfluß auf den MaCE-Prozess besser zu verstehen. In der Arbeit wurden die Zusammensetzung der Ätzlösung, das Dotierungsniveau des Siliciums, sowie die kristallographische Orientierung des Si-Substrates variiert. Die Ätzrate von Si verringert sich, wenn die Konzentration der gesamten aktiven Komponenten in der Ätzlösung erhöht wirde. Die Ergebnisse zeigen auch, dass die geätzte Struktur abhängig vom Molverhältnis Lamda = [HF] / ([HF] + [H2O2]) ist. Geordnete Si Nano-Säulen (nanoporöse Si-Nano-Säulen und Si Nano-Säulen mit nanoporöser Schale), wurden durch eine Kombination von Nanoimprint Lithographie und MaCE hergestellt. Die elektrochemischen Eigenschaften des nanostrukturierten Si für Batterieanwendungen wurden mittels Cyclovoltammetrie charakterisiert. Die Ergebnisse zeigen, dass die nanostrukturierten Si-Strukturen eine höhere Kapazität und eine bessere Stabilität gegenüber Bulk-Si aufweisen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/719841445du.txt
Matzke, Christoph
Konstruktive Optimierung eines Schiebedachmoduls zur Implementierung eines Glasdeckels mit schaltbarer Transparenz im Bereich Entwicklung Karosserie. - 130 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2012

Bereits seit der frühen Automobilentwicklung Anfang des 20. Jahrhunderts werden Glasscheiben in Fahrzeugen verbaut. Erstmals wurden Glasscheiben als transparenter Windschutz vor dem Fahrersitz verbaut. Spätestens seit Mitte der 20er Jahre waren Vollverglasungen sowohl bei Fahrzeugen mit geschlossenen Fahrgasträumen als auch bei hochwertigen Cabriolets Standard. In den vergangenen Jahren hat es, bedingt durch neue Technologien und dem Ziel nach mehr Sicherheit, Komfort und Qualität, immer mehr Verbesserungen und Neuerungen gegeben. So gibt es beispielsweise moderne Verbundsicherheitsverglasungen, die unter anderem wärme- und geräuschdämmende Eigenschaften, eine höhere Schlag- und Stoßfestigkeit, bei immer geringer werdendem Gewicht besitzen. Eine innovative Zusatzfunktion bei Verbundgläsern besteht in der Möglichkeit die Transmissionseigenschaften der Verglasung per "Knopfdruck" aktiv zu verändern. Ziel dieser Master-Thesis ist die Integration einer Verbundglasscheibe mit veränderbaren Transmissionseigenschaften in das Schiebedachmodul des Porsche Carrera. Dabei wird unter Berücksichtigung von definierten Kriterien eine Auswahl für eine geeignete Technologie im Schiebedachbereich erfolgen. Diese Kriterien befassen sich unter anderem mit der genauen Funktion der schaltbaren Transparenz, den Transmissionseigenschaften, der elektrischen- und der Verbrauchersicherheit. Nachdem die äußeren Randbedingungen für die Integration einer geeigneten schaltbaren Verglasung bekannt sind, wird die Konzeptphase gestartet. Darin werden verschiedene Kontaktierungskonzepte erarbeitet, um eine bestmögliche Energieversorgung der notwendigen elektrischen Bauteile zu gewährleisten. Dabei wird jedes Konzept hinsichtlich der Eingliederung in den vorhandenen Bauraum, der Funktion des Systems, des Fertigungs- und Kostenaufwandes und der Sicherheit näher betrachtet und beurteilt. Nach der Auswahl eines geeigneten Konzepts wird diese Variante detaillierter im CAD-Programm CATIA V5 ausgearbeitet. Abschließend wird ein Musteraufbau realisiert. Mit dem Musteraufbau werden Versuche durchgeführt, um die Funktion des entwickelten Entwurfs zu beurteilen und weitere Optimierungspotenziale aufzudecken.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/71906614Xmatzk.txt
Ortlepp, Isabell
Optimierung des tribologischen Kontakts Nockenwelle-Schlepphebel hinsichtlich Haft- und Gleitreibung durch Variation der Oberflächenbeschichtung und Oberflächentopographie. - 107 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2012

Die vorliegende Diplomarbeit gliedert sich in ein Vorentwicklungsprojekt der Dr. Ing. h.c. F. Porsche AG ein. Hintergrund ist die Umstellung der aktuellen Motorengeneration 9A1 auf die Motorengeneration 9A2, die in der siebten Generation des Porsche 911 zum Einsatz kommen soll. Schwerpunkt der Arbeit ist die Optimierung des Ventiltriebs mit dem Ziel der weiteren Reduktion von Reibverlusten vor allem bei niedrigen Drehzahlen. Startpunkt der Diplomarbeit war die Inbetriebnahme und Optimierung eines Tribologieprüftstandes, der in einer vorangegangenen Diplomarbeit konstruiert und aufgebaut wurde. Der Prüfstand soll korrelierbare Ergebnisse mit Komponentenprüfstands- und Dauerlaufversuchen unter starker Zeitraffung liefern. Dafür ist der erste Schritt die Ermittlung eines geeigneten Belastungskollektivs, das zu vergleichbaren Verschleißbildern führt. Unter Beleuchtung der Tribologie, Identifizierung der Funktionsflächen, Finden geeigneter Beschichtungssysteme und günstiger Oberflächentopographien werden Beschichtungsvarianten ausgewählt und auf dem Prüfstand erprobt. Anhand der Prüfstandsergebnisse sollen erste Verbesserungspotentiale durch zusätzliche Oberflächenbeschichtungen und Oberflächentexturierungen aufgezeigt werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/718929365ortle.txt
Preußler, Robin
Volumen- und Ausdehnungsbestimmung von PET-Flaschen an einem Berstdruckprüfstand. - 100 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012

Kunststoffe sind ein unverzichtbarer Bestandteil des heutigen Lebens. In jedem industriellen und privaten Bereich sind sie vertreten. In der Lebensmittelindustrie werden bevorzugt Kunststoffe als Verpackungen eingesetzt. Mehr und mehr Getränke werden ausschließlich in Kunststoffflaschen abgefüllt. Erfrischungsgetränke enthalten oftmals Kohlensäure und entwickeln dadurch einen flascheninternen Überdruck. Diesem muss die Polyethylenterephthalat-Flasche standhalten. Um die Belastungsgrenzen zu bestimmen, werden sie in verschiedensten Prüfständen bis zum Versagen getestet. Das Ziel der Arbeit ist es, einen bestehenden Berstdruckprüfstand, der einem Standard-Industrie-modell überlegen ist, weiter zu optimieren. Dafür wurde ein Konzept ausgearbeitet und umgesetzt. Der Inhalt war es, das vorhandene System von direkter Luftdruckbelastung auf indirekte Druckbeaufschlagung mit Wasser umzustellen. Dafür wurde ein Vordruckbehälter ausgelegt und installiert. Dieser ist mit Wasser gefüllt und Luft kann mit einem Kompressor eingepumpt werden. Somit wird der Druck von der Luft auf das Wasser übertragen und die Flasche wird mit dem fast inkompressiblen Medium geprüft. Damit werden die negativen Eigenschaften einer schlagartigen Luftentspannung eliminiert. Das bisherige Rohrleitungssystem wurde gewechselt, da es stark korrodiert war. Alle Teile, die mit Wasser in Berührung kommen, wurden durch Edelstahl ersetzt. Um das Konzept umzusetzen, wurden mehrere Ventile und andere Funktionsteile umpositioniert oder ausgetauscht. Enthalten sind unter anderem die Planung der benötigten Teile und Werkzeuge, sowie deren Einbau. Dem neuen Aufbau folgte eine Steuerungsanpassung. Einen Großteil dieser Arbeit nimmt der Informatikbereich ein. Ein passender Funktionsablauf wurde erarbeitet. Dieser wurde einprogrammiert. Die zu bearbeitenden Programmteile sind ausführlich beschrieben und nachvollziehbar dargelegt. Das Programm ist fehlerfrei funktionstüchtig. Eine Versuchsplanung und -durchführung ist enthalten. Die Kalibrierungswerte wurden ermittelt und dem Programm hinzugefügt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/718929276preus.txt
Steinicke, Robert
Experimentelle Evaluierung von Extruderschneckensimulationen mit REX. - 81 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012

In dieser Arbeit wurde eine Evaluierung des Extrudersimulationsprogrammes "Rechnergestütze Extruderauslegung" durch den Vergleich mit Versuchen durchgeführt. Zusätzlich wurde in kleinerem Umfang das Simulationsprogramm "Virtual Extrusion Laboratory" mit den durchgeführten Versuchen verglichen. Zur Durchführung der Versuche wurden die signifikanten Einfluss- und Zielgrößen bestimmt. Für die Messung der Zielgrößen wurden verschiedene Messmethoden analysiert und bewertet. Weiterhin werden die verwendeten Modelle, der Simulationen, kurz vorgestellt. Anhand der Vorgehensweise bei der Simulation wird eine Vorgehensweise vorgestellt, um praxisnahe Simulationen zu erhalten. Für den verwendeten Extruder werden, anhand der Produktionsanforderungen, der kritischen Prozesswerten und der Simulation, Vorschläge zur Optimierung vorgestellt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/717966984stein.txt
Wilhelm, Matthias
Untersuchung des Druckverlaufs und Auswirkungen der Stickstoffbeaufschlagung im "Nitro-Hotfill-Prozess". - 139 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012

Gegenstand dieser Arbeit ist die Untersuchung des Druckverlaufes bei der Stickstoffbeaufschlagung im Nitrohotfill-Prozess und die Auswirkung dieser Stickstoffbeaufschlagung auf Nitrohotfill-Flaschen der KRONES AG. Im Zuge des Ligtweighting für heißabgefüllte Getränke wurde ein neues Verfahren entwickelt, bei dem der entstehende Unterdruck nach Abkühlung des Füllgutes durch den Einsatz von flüssigem Stickstoff kompensiert wird. So wird eine inerte Atmosphäre im Kopfraum der Flasche aufrechterhalten. Im Gegensatz zu diesem Produktionsprozess werden die Untersuchungen der Flaschen im Labor mit Druckluft an Stelle von flüssigem Stickstoff durchgeführt. Diese Versuchsanordnung führt im Vergleich mit dem Produktionsprozess zu unterschiedlichen Ergebnissen. Mittels experimenteller Untersuchungen soll herausgefunden werden, woher diese Unterschiede kommen. Dafür werden die Druckkurven für die verschiedenen Prozesse aufgenommen und in den einzelnen Phasen des Prozesses analysiert. Durch diese Vorgehensweise soll für das Labor eine verbesserte Methode zur Druckbeaufschlagung entwickelt und umgesetzt werden. Alternativ wird ein Konzept für die Integration des N2-Injektors in den vorhandenen Testfüllstand entwickelt werden. Mittels Design of Experiments wird versucht, allgemeingültige Aussagen über den Nitrohotfill-Prozess zu erlangen und in Korrelationskurven festzuhalten. Dazu werden verschiedene Einflüsse wie PET-Material, Flaschengeometrie, Füllstandpegel, Abfüllgeschwindigkeit zwischen Beaufschlagung und Verschließen, Abfülltemperatur und Füllmedien untersucht.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/717966143wilhe.txt
Merkel, Andreas
Aufbau- und Justagekonzepte für kamerabasierende Fahrerassistenzsysteme. - 150 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2012

Mit der Zielstellung das Fahrzeugfahren sicherer und komfortabler zu gestalten, entwickelt die Continental AG® innovative Fahrerassistenzsysteme für den internationalen Markt. Das immer größer werdende Spektrum der Assistenzsysteme für die aktive und passive Fahrersicherheit erfordert zuverlässige und kompakte Sensoren um die Fahrzeugumgebung hinreichend genau zu erfassen. Neben Infrarot- und Radarsensoren gewinnen kamerabasierte Assistenzsysteme dabei zunehmend an Bedeutung. Diese können eine Vielzahl von Funktionen (z. B. Verkehrszeichenerkennung) durch Auswertung der Bilddaten realisieren. In der vorliegenden Arbeit wird das aktuelle Aufbau- und Justagekonzept der Fahrerassistenzkamera MFC300® vorgestellt und mit Blick auf die Toleranzen des Systems analysiert. Dabei werden die Toleranzketten arithmetisch und statisch aufgestellt und berechnet. Basierend auf der Toleranzanalyse werden die kritischen Stufen des Aufbau- und Justagekonzepts aufgezeigt. Weiterhin enthält die Arbeit eine Patentrecherche um einen Überblick über bestehende Kamerakonzepte zu gewinnen und das aktuelle Konzept mit dem Wettbewerb vergleichen zu können. Ausgehend von den Ergebnissen, werden alternative oder optimierte Aufbau- und Justagekonzepte entwickelt und bewertet.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/717170365merke.txt
Sartorius, André
Charakterisierung einer hochfesten Aluminiumlegierung AA7021 auf das Korrosions- und Crashverhalten für die Anwendung im Automobilbau. - 84 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012

Im Rahmen dieser Bachelorthesis wird die höchstfeste Aluminiumknetlegierung AA7021 bzgl. ihrer Korrosionsbeständigkeit und Crashtauglichkeit überprüft und entsprechend charakterisiert. Die Legierung wird mit unterschiedlichen Blechvarianten (Monoblech, walzplattiertes Blech) und Wärmebehandlungsarten (T4, T79) untersucht. Im ersten Abschnitt der Thesis werden die Prüfbleche nach dem Durchlaufen unterschiedlicher Korrosionstests (KWT-DC, VDA, CASS) makroskopisch und mikroskopisch analysiert. Hierbei liegt der Prüfungsschwerpunkt auf den Korrosionserscheinungen (insbesondere der Spannungsrisskorrosion) und dem Vergleich der Korrosionsausprägung zwischen Blechen mit und ohne eine Walzplattierung. Der zweite Abschnitt befasst sich mit den Crasheigenschaften der verschiedenen Blechvarianten der AA7021. In diesem Versuchsteil erfahren die clinchgeklebten Doppelhutprofile den quasistatischen Stauch- sowie den Drei-Punkt-Biegeversuch. Der Fokus liegt hierbei auf der maximalen Festigkeit, dem Energieabsorptionsvermögen und dem Rissverhalten der Profile. Letzterem werden zwei werkstofftechnische Kennwerte (Biegewinkel, Bruchdehnung) gegenübergestellt und auf evtl. Korrelationen überprüft. Die Ergebnisse der Korrosionsuntersuchungen veranschaulichen die Schutzwirkung der Walzplattierung vor Spannungsrisskorrosion im Grundmaterial, mit Ausnahme der Bereiche an den Blechrändern. Des Weiteren ist eine Richtungsabhängigkeit der Spannungsrisskorrosion festzustellen, sowie Loch- bzw. Muldenkorrosion bei allen Blechvarianten. Im Falle der Crashtauglichkeit wurde deutlich, dass die Legierung AA7021 Potenzial für die Anwendung hat, wobei die Monobleche ein besseres Rissverhalten aufweisen als die walzplattierte Variante. Korrelationen zwischen dem Rissverhalten und den mechanischen Kennwerten konnte nicht festgestellt werden, sodass sich keine aussagekräftigen Rückschlüsse auf die Crasheigenschaften der Legierung ziehen lassen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/717167062sarto.txt
Langer, Stefan
Erarbeiten einer Korrelation zwischen Freibewitterung und Sonnensimulation für das neue System Magic Sky Control. - 77 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2012

Der Wunsch der Fahrzeughersteller nach einer schnellen Möglichkeit, die Alterung von Fahrzeugbauteilen und Bauteilkomponenten bestimmen zu können, steigt stetig. Für das Bestimmen der Alterungsbeständigkeit werden Kurzzeitbewitterungsverfahren und die Freibewitterung verwendet. In dieser Arbeit werden die Grundlagen und die Vorgehensweise zur Erstellung einer Korrelation beschrieben und für das Magic Sky Control angewendet. Für die Korrelation werden die Prüfteile in der Freibewitterung in drei Klimazonen und in der zeitraffenden Laborbewitterung Sonnensimulation gelagert. Für die Korrelation werden vier Methoden beschrieben und für das Magic Sky Control angewandt. Die beste Methode wird anschließend mittels eines Bewertungsverfahrens ermittelt. Mit dem Korrelationsfaktor kann die Prüfdauer abgeschätzt werden, wann eine bestimmte Schadensgrenze erreicht wird.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/717166171lange.txt
Ross, Jonathan
Untersuchung zur Energieabsorption an Kunststoff-Metallschaum-Hybridmaterialien. - 76 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012

In dieser Bachelorarbeit wurden die Grundlagen für eine Prüfmethode mit Hilfe von Druckstempeln an Kunststoff-Metallschaum-Hybridmaterialien erarbeitet, um durch diese Energieabsorptions-Kenndaten bestimmen zu können. Dafür wurden zunächst Vorversuche an Aluminiumschaum durchgeführt, um den Einfluss der Stempeldruckfläche und der Stauchungsrate auf die Messung zu analysieren, zusätzlich konnte die Prüfmethode genauer untersucht werden. Anschließend wurden Stempeldruckuntersuchungen an den Hybridmaterialien durchgeführt und die Energieabsorptionsfähigkeit bestimmt. Bei der Auswertung der Versuche zeigte sich, die gegenüber reinem Metallschaum erwartete, deutlich gesteigerte Fähigkeit der Kunststoff-Metallschaum-Hybridmaterialien, Energie durch plastische Verformung absorbieren zu können. Die Stempeldruckprüfung ist gut dafür geeignet, die speziellen Eigenschaften der Hybridproben darzustellen. Bei Anwendung der Methode werden die Proben allerdings nicht durch reine Druck-, sondern mit einer speziellen kombinierten Belastung gestaucht, wodurch die Vergleichbarkeit der Kenndaten eingeschränkt wird.


Würl, Konrad
Konzeption und Entwurf eines elektrischen angetriebenen Kernzugs für Spritzgießwerkzeuge. - 141 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012

Im Spritzgießprozess werden Hinterschneidungen in Formteilen oftmals mittels Kernzügen realisiert. Deren Antrieb erfolgt, aufgrund der großen Leistungsdichte, bislang hydraulisch, was in Hinblick einer elektrischen Spritzgießmaschine einen Mehraufwand sowie verschiedene Nachteile bedeutet. Diese Arbeit beschäftigt sich daher mit dem Entwurf einer Prototypenbaureihe eines elektrischen Kernzugantriebs. Die Hauptaufgabe eines Kernzugantriebs liegt in dem Ziehen (Entformen) und dem Zustellen von Kernen. Ausgehend von den am Markt erhältlichen Kernzug-Hydraulikzylindern, Entformungskraftberechnungen an Beispielformteilen sowie Gesprächen mit Werkzeugherstellern werden die Parameter für eine elektrische Lösung definiert. Verschiedene Lösungskonzepte werden miteinander verglichen, mit dem Ergebnis, dass ein mutterseitig angetriebener Rollengewindetrieb mit Getriebemotor die optimale Lösung darstellt. Anhand von Auslegungsrichtlinien sind die wesentlichen Komponenten berechnet. Die in Gruppen unterteilte Betrachtung der Konstruktion zeigt schließlich die Umsetzung des gewählten Konzeptes und die Verbindungen zwischen den zuvor berechneten Komponenten mit dem Gesamtantrieb.


Geweniger, Stephan
Oxidations- und Erosionsuntersuchungen an Zündkerzenelektroden aus Iridiumlegierungen. - 94 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2012

In dieser Arbeit wird der Erosionsmechanismus von Zündkerzenelektroden aus verschiedenen Iridiumbasislegierungen untersucht. Es wird die Abhängigkeit des Verschleißes von der Temperatur, des Durchmessers und des Abstands untersucht. Die befunkten Oberflächen werden mittels REM/EDX hinsichtlich Morphologie und chemischer Zusammensetzung charakterisiert. Es werden Spannungskurven für verschiedene Oberflächenzusammensetzungen und Temperaturen aufgenommen und miteinander verglichen. An befunkten Iridiumlegierungen bildet sich in Abhängigkeit der Temperatur eine rhodiumreiche Randschicht aus, welche den Erosionsmechanismus sowie das Abdampfverhalten von Iridiumoxiden beeinflusst. Während der Befunkung abgelagertes Nickeloxid beeinflusst den Verschleiß deutlich. Die Abhängigkeit dieser Ablagerungen von Elektrodenmaterial, Elektrodendurchmesser und Elektrodenabstand werden untersucht.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/715888994gewen.txt
Glüpker, Simon
Entwicklung und Konstruktion eines Spin-Prüfstands zur mechanischen High-Speed-Absicherung von Reifenventilen. - 125 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2012

Die Fahrsicherheit eines Kraftfahrzeugs ist in hohem Maße von einem korrekt eingestellten Reifenfülldruck abhängig. Zudem wirkt er sich auf das Komfort- und Umweltverhalten eines Fahrzeugs aus. Die aktuelle europäische Gesetzeslage schreibt daher einen flächendeckenden Einsatz von Reifendruckkontrollsystemen ab dem 01.11.2012 mit neuer EG-Typengenehmigung vor. Die mechanische Belastung eines Ventils vor allem mit Reifendruckkontrollsensoren ist bei High-Speed (>210 km/h) extrem hoch. Bisher war eine mechanische Hochgeschwindigkeitsabsicherung nur per Fahrversuch oder beim Lieferanten möglich. Ziel dieser Arbeit ist es, einen Prüfstand zu entwickeln, der mechanische Belastungen an Reifenventilen simulieren kann. Zur Erstellung verschiedener Konzepte wird eine Situationsanalyse durchgeführt und anschließend eine Anforderungsliste erstellt. Eine Bewertungsanalyse vereinfacht die Auswahl des richtigen Konzeptes. Darauffolgend wird eine Sicherheitsanalyse nach DIN EN 1050 durchgeführt. Ein Programmablaufplan für die Ansteuerung über ein SPS-System (Speicherprogrammierbare Steuerung) schließt diese Arbeit ab.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/715517627gluep.txt
Leidel, Michael
Optische Bewertung der Homogenisierungswirkung von Rührmethodenals Beitrag für die Optimierung von Glasschmelztechnologien. - 54 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2012

Die vorgestellte Arbeit beschäftigt sich mit der ortsaufgelösten Bewertung von Inhomogenitäten im Auslauf eines Durchlaufmischers. Als Messgröße dient die Konzentrationsverteilung von in das Modellfluid eingebrachten Tracern, die optisch über ein 3D-Laserscanverfahren erfasst und quantitativ bewertet wird. Der den Bewertungen zugrunde gelegte Durchlaufmischer stellt das Modell eines Feederkanals dar, und kann sowohl mit einemmechanischen als auch elektromagnetischen Rührer betrieben werden. Zur Visualisierung des Mischungszustandes wird am Einlauf des Mischers eine mit Partikeln beladene Schliere eingebracht, die durch das jeweilige Rührverfahren in das Modellfluid eingerührt wird. Die Verteilung der Tracer nach den Rührvorgängen wird in einer Durchlaufküvette am Auslauf des Durchlaufmischers bestimmt. Dazu wird ein Linienlaser der Wellenlänge 660 nm schrittweise durch die Küvette verfahren und das an den Partikeln gestreute Laserlicht durch eine im rechten Winkel zur Einstrahlrichtung des Lasers angeordneten Kamera erfasst. Durch ein eigenentwickeltes Makro für das Bildverarbeitungsprogramm ImageJ werden die Partikelverteilungen in den erhaltenen Bildern der gesamten Messzelle bewertet und zur Mischgradbestimmung eingesetzt. Die Bestimmung der Homogenisierungswirkung bei unterschiedlichen Prozessparametern legt die Wirksamkeit bzw. die Grenzen des Verfahrens dar.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/715282638leide.txt
Simon, Christian
Vergleich verschiedener hydraulischer Antriebskonzepte an Spritzgießmaschinen durch Simulation. - 112 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012

Im Maschinenbau und speziell in der Spritzgießtechnik, wo hohe Kräfte und gleichzeitig hohe Geschwindigkeiten gefordert sind, werden neben elektrischen Antrieben hydraulische Antriebskonzepte eingesetzt. Diese sollten die geforderten Ansprüche Maschinenproduktivität und besonders Energieeffizienz erfüllen und somit die Energieressourcen sichern. Mit Hilfe von Simulationsmodellen ist es möglich, Leistungs- und Energieberechnungen durchzuführen. In dieser Arbeit werden nach einem Einblick in die hydraulische Antriebstechnik verschiedene Antriebssysteme auf Simulationsebene dargestellt und mit Messungen verifiziert. Einen wesentlichen Anteil der Arbeit stellt dabei die Simulationsumgebung Virtuos dar, mit der die einzelnen Simulationen erstellt wurden. So werden die Antriebskonzepte Asynchronmotor mit Axialkolbenpumpe und Synchronservomotor mit Konstantpumpe beschrieben und mittels vorhandener Wirkungsgradkennlinien für den elektrischen Motor und die Hydraulikpumpe auf Simulationsebene erstellt. Mit den Simulationen ist es möglich, die Energieverbräuche in einem bestimmten Betriebspunkt bzw. über einen Spritzgießzyklus zu berechnen. Es lässt sich somit über einen Simulator der Leistungsverlauf eines Zyklus vor der Fertigung einer Spritzgießmaschine erstellen. D. h. es werden die existierenden Antriebskonzepte aus energetischer Sicht verglichen. Dank dieses Vergleichs kann eine Aussage über die Effektivität des jeweiligen Antriebskonzeptes getroffenen werden. Im Weiteren dienen die erstellten Simulationen zur vereinfachten Berechnung. Mit diesem können über die Eingabe zyklusspezifischer Parameter die Leistung und der Energieverbrauch ermittelt werden.


Ciupke, Tobias
Untersuchung des Einflusses einer Wärmebehandlung auf das Umformpotential der hochfesten Aluminiumlegierung AA7021 im Automobilbau. - 86 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012

Aufgrund des Klimawandels und gestiegener Energiepreise, sind in den letzten Jahren die Themen Umweltfreundlichkeit und Energieeffizienz zunehmend in den Fokus des öffentlichen Interesses gerückt. In Rahmen verschiedener Abkommen hat sich ein Großteil der Weltstaaten darauf geeinigt, die Treibhausgasemissionen (z.B. CO2) drastisch zu senken. Auch die Automobilindustrie ist verpflichtet, den Treibstoffverbrauch deutlich zu verringern. Die Reduzierung des Fahrzeuggewichts durch Leichtbau, insbesondere durch Werkstoffleichtbau, spielt eine wichtige Rolle. Großes Potential hat dabei der Einsatz von Aluminiumlegierungen. Diese zeichnen sich vor allem durch ihre sehr gute spezifische Festigkeit und Recyclingfähigkeit aus. Im Bereich der Blechumformung ist der Einsatz von Aluminium jedoch bis heute durch die werkstoffbedingten Grenzen der Umformbarkeit eingeschränkt. Durch den Einsatz von Wärme vor oder während der Blechumformung können diese Verfahrensgrenzen erweitert werden. Dadurch kann die Komplexität der darstellbaren Blechformteile erhöht werden. Im Rahmen der Bachelorarbeit wird der Einfluss einer Wärmebehandlung auf das Umformpotential der hochfesten Aluminiumlegierung EN AW-7021 untersucht. Schwerpunkt ist die systematische Betrachtung von zwei verschiedenen Prozessketten (ein- bzw. zweistufiger Umformprozess). Dazu wird der Einfluss verschiedener Temperaturen und Prozessabläufe auf die mechanischen Eigenschaften und Umformbarkeit untersucht. Die Charakterisierung des Umformpotentials erfolgt über Zugversuche (Dehngrenze Rp0,2 und Bruchdehnung A80) und Plättchenbiegeversuche (Biegewinkel α). Des Weiteren wird die Auswirkung von unterschiedlichen Erwärmungstechnologien (Ofenerwärmung, induktive Erwärmung) untersucht. Die Untersuchungen haben gezeigt, dass insbesondere mittels des einstufigen Umformprozesses bei hohen Temperaturen, die Umformbarkeit im Vergleich zur Kaltumformung um bis zu 100 % gesteigert werden kann. Zwischen den beiden Erwärmungstechnologien sind nur geringe Unterschiede festzustellen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/714975435ciupk.txt
Hauschild, Peter
Konstruktion, Aufbau und Inbetriebnahme eines Torsionsprüfstandes. - 113S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012

Die vorliegende Arbeit beschreibt ein Lösungskonzept für die Umsetzung eines Prüfstandes, dessen Aufgabe darin besteht, Erkenntnisse über Eigenschaften, wie zum Beispiel das Torsionsmodul, faserverstärkter Kunststoffprofile zu gewinnen und deren zugrundeliegende Parameter, wie etwa den Faserlagenaufbau zu verstehen. Der Prüfstand wird in eine vorliegende Peripherie integriert und eine Messkette impliziert, wobei ein automatischer Messablauf sowie eine entsprechende Datenausgabe verwirklicht werden. Weitestgehend wird in der Arbeit auf die Methodik und gleichermaßen auf die fachlichen Zusammenhänge bei der Entwicklung einer Maschine eingegangen. Als Ergebnis der Analyse der bestehenden Vorgaben und der folgenden eigenen Aufgabenpräzisierung und Funktionsanalyse werden zunächst erforderliche Gestaltforderungen und physikalische Lasten festgelegt sowie deren Bedeutung und Einflussparameter untersucht. Erforderliche Formeln und Funktionen werden hergeleitet und erklärt. Als Resultat der vorhergehenden Betrachtungen stehen ein theoretisches Konstrukt und eine Prinzipvariante für einen Torsionsprüfstand, die in der folgenden Arbeit mit einem 3D-Zeichenprogramm als finales Lösungskonzept umgesetzt werden. Dieses Konzept muss vorhergehend ermittelten technischen und wirtschaftlichen Bewertungskriterien genügen.


Reißig, Markus
Modellbildung und Verifizierung zur Beschreibung der Antriebsfunktionen von Spritzgießmaschinen unter energetischen Gesichtspunkten. - 76 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2012

In dieser Arbeit werden die Antriebsfunktionen von Spritzgießmaschinen unter energetischen Gesichtspunkten betrachtet und ein für alle Typen von Spritzgießmaschinen anzuwendendes Modell zur Beschreibung der aufzuwendenden Energie erstellt. Hierfür werden zunächst die Funktionsweisen und die verfügbare Maschinentechnik untersucht und erläutert, um den zugrunde liegenden Ablauf des Spritzgießzyklus und seine Anforderungen an die Maschine zu erfassen. Im Anschluss werden die sich daraus ableitenden Maschinentypen und ihre Besonderheiten vorgestellt. Das Berechnungsmodell basiert auf physikalischen und technischen Beziehungen, die das Verhalten der Maschinentechnik während der einzelnen Prozessphasen des Zyklus beschreiben. Anhand einer ausgewählten Spritzgießmaschine werden die Energien dieser mit dem Modell berechnet, parallel erfolgen Messungen der realen Leistungsaufnahme. Die Ergebnisse werden anschließend gegenübergestellt und bewertet. In dieser Arbeit wird weiterhin die Erstellung eines Cluster zur systematischen Kategorisierung von unterschiedlichsten Formteilen auf Basis charakteristischer Kennzahlen hergeleitet und durchgeführt. Basierend auf den Beziehungen des Modells, den gemessenen Werten und den Ergebnissen des Clusters werden abschließend Potenziale zur Optimierung des Spritzgießverfahrens vorgestellt. Dabei werden konstruktive und verfahrenstechnische Gesichtspunkte, der Einfluss des Kunststoffs sowie die parallel zur Spritzgießmaschine benötigten Querschnittstechnologien betrachtet.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/689343116reiss.txt
Uske, Steffen
Integrationstechniken für elektrisch angetriebene Kfz-Nebenaggregate. - 144 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2012

Im Zuge der stetigen Ressourcenverknappung müssen Automobile immer effektiver und sparsamer entwickelt werden. Ein Schritt ist die mechanische Entkopplung der Nebenaggregate vom Motor. So werden beispielsweise der Kühlerlüfter, die Ölpumpe oder die Kühlmittelpumpe separat betrieben. Das gestattet einen kleineren, und damit leichteren und sparsameren Antrieb. Für die Nebenaggregate bedeutet das, dass diese ausschließlich im Bedarfsfall aktiviert werden können und keine ständige Last darstellen. Mit der steigenden Zahl elektrischer Antriebe sind Konzepte gefragt, die auf den Einsatz von kostenaufwändigen Selten Erden Magneten verzichten. Eine mögliche Lösung hierfür bietet der Reluktanzmotor, der gänzlich ohne den Einsatz von Permanentmagneten auskommt. Eine Einbindung solcher Antriebe im Kfz steckt noch in den Kinderschuhen. Gerade unter dem Gesichtspunkt der Anwendung leistungsfähiger Materialien und Fertigungstechnologien sind ausgereifte Lösungen gefragt. Ziel dieser Arbeit ist es, den Einsatz von Reluktanzantrieben für Nebenaggregate im Automobil, speziell für die Kühlmittelpumpe, zu ermöglichen. Dabei soll unter Anwendung von Kunststoffen und dem Einsatz von "Somaloy", als weichmagnetischer Stator-/Rotorwerkstoff, eine hochintegrierte Baugruppe entworfen werden. In Anlehnung an die Aufgabenstellung werden Integrationstechniken für eine Anwendung von Kunststoffen in elektrisch betriebenen Nebenaggregaten vorgestellt. Anschließend werden am Beispiel einer Kühlmittelumwälzpumpe Konzepte entwickelt, um Nebenaggregate mit Reluktanzantrieben unter Anwendung von Kunststoffen konstruktiv umsetzen zu können. Mit dem darauf aufbauenden Konstruktionsprozess entsteht ein technischer Entwurf, der zuletzt als Funktionsmuster umgesetzt wird.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/689203632uske.txt
Bechev, Dani
Recherche und Vergleich von Serienfertigungsverfahren für Faserverbundwerkstoffe. - 142 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012

Im Fahrzeug- und im Flugzeugbau werden immer häufiger Faserverbunde eingesetzt. Der Einsatz von Faserverbundtechnologien hat viele Vorteile für die Industrie. Die Bauteile sind leicht und mechanisch belastbar. Aus diesen Gründen werden alle Faserverbundverarbeitungstechnologien verbessert, optimiert und zur Großserienproduktion vorbereitet. Es werden neue Produktionsmethoden entwickelt. In dieser Arbeit wird die Leistungsfähigkeit der wichtigsten Fertigungstechnologien für duroplastische Verbunde (Niederdruck- RTM- Verfahren, Vakuum Assisted RTM- Verfahren, Hochdruck RTM- Verfahren, RIM/ PUR- Verfahren, Vakuuminfusion) und für thermoplastische endlosfaserverstärkte Verbunde (Verarbeitung von Organoblechen) untersucht und bewertet. Auf Basis des heutigen Standes der Technik werden passende Bewertungskriterien formuliert, eine entsprechende Bewertungsmethodik ausgewählt und weiterentwickelt. Mit Hilfe der Bewertung werden Aussagen getroffen, welche Technologien zur Großserienproduktion von Bauteilen, am besten geeignet sind. Nach der Wahl eines geeigneten Bewertungsprinzips wird versucht eine vergleichende Bewertung der Technologien auf Basis von konkreten, für jede Technologie typischen Bauteilen, durchzuführen. Danach werden eine mehrwertige Bewertung der Technologien, sowie eine Bewertung auf Basis qualitativer und quantitativer Bewertungskriterien durchgeführt. Am Ende der Bewertungsphase wird eine Schwachstellenanalyse durchgeführt, mit deren Hilfe die Schwachstellen der Technologien definiert werden. Es wird eine Untersuchung aktueller Forschungsansätze durchgeführt, um an erster Stelle zu bestimmen, wieweit die Schwachstellen der untersuchten Faserverbundverarbeitungstechnologien behandelt werden und welche Grenzen, Entwicklungsrichtungen und Entwicklungspotenziale die Technologien haben. In dieser Arbeit wird eine theoretische Prozessuntersuchung durchgeführt, um eine umfangreiche Informationsbasis zu beschaffen. Als Ergebnis der Arbeit wird eine Bewertungsmethodik entwickelt, mit deren Hilfe, Aussagen über die Leistungsfähigkeit der verglichenen Technologien und deren Entwicklungsrichtungen getroffen werden können. Es werden Aussagen getroffen, welche Technologien die leistungsfähigsten sind und zur Großserienproduktion in der Industrie geeignet sind und es werden die Entwicklungsrichtungen der Technologien definiert.


Tschaar, Christoph
Transiente numerische Simulationen elektrochemischer Abscheidungen in inhomogenen Magnetfeldern. - 105 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012

Diese Bachelorarbeit befasst sich mit der Simulation eines Experiments, welches die grundlegenden Wechselwirkungen von paramagnetischen Kupfer Ionen in Magnetfeldern erforscht. Die entscheidende Kraft, welche auf die Ionen wirkt, ist die magnetische Gradientenkraft. Da es bei den elektrochemischen Untersuchungen nur sehr schwer möglich ist alle Parameter und Prozesse zu ermitteln, wurde hier mittels der FEM-Software COMSOL das Experiment in eine Simulation übersetzt. Hierbei galt das Bestreben, die Wirklichkeit so gut wie möglich zu reproduzieren, also transient zu rechnen. Im Einzelnen besteht die Simulation aus den drei Teilgebieten; magnetische Größen, elektrochemische Prozesse und Strömungssimulation. Durch Kopplung dieser drei Bereiche und Implementation der richtigen Kräfte sind folgende Ergebnisse entstanden. Die wesentlichen Charakteristika wie der Strom-Zeit-Verlauf und die Schichtdicke wurden von der Simulation sehr gut wiedergegeben. Aus dieser Übereinstimmung kann auf die Richtigkeit der numerischen Ergebnisse geschlossen werden, welche nun wiederum erlauben einen virtuellen Einblick in das Experiment zu erhalten und die noch unzureichend bekannten Prozesse wie die Strömung der Ionen genauer zu betrachteten. Letztlich ist auch der Einfluss weiterer Parameter wie eine zeitliche Störung des Systems nachvollziehbar und plausibel. Mit dieser Arbeit konnte sowohl die zu untersuchende magnetische Gradientenkraft besser verstanden, als auch neue Einblicke in das Experiment gewonnen werden.


Cheng, Lin
Elektrochemische Herstellung und Charakterisierung von poroesem Titanoxid als Anodenmaterial fuer Lithiumionen-Batterien. - 78 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2012

Für diese Arbeit wurden geordnete TiO2 Nanoporen-Arrays in organischen Elektrolyten Ethylenglykol + 0,5 Prozent NH4F bei Anodisierungsspannungen 20V und 40V durch das Anodisieren von Ti-Folie erzeugt. Die Anodisierungsspannung beeinflusst den Durchmesser der TiO2 Nanotube. Je höher die Anodisierungsspannung, desto größer der Durchmesser der TiO2 Nanoporen. Die Länge der Nanoporen hängt von der Anodisierungszeit ab. Ist die Anodisierungszeit lange, ergibt sich eine größere Länge der Nanoporen. Der Elektrolyt beeinflusst die Morphologie der TiO2 Nanoporen. Für die Analyse den elektrischen Eigenschaften der geordneten TiO2 Nanoporen-Arrays mit cyclischer Voltammetire und Chronopotentionmetrie, wurde eine ionische Flüssigkeit verwendet. Als Vorteile der ionischen Flüssigkeit sind geringe Entzündlichkeit und Flüchtigkeit, ein großes Potentialfenster und gute Temperaturstabilität zu nennen. In diese Arbeit beschreibt das Cyclovoltammogramm eine quasi-reversible Reaktion, bei der die Peakseparation größer als 114 mV und die Verhältnisse der beiden Peakströme nicht gleich 1 sind. Die spezifische Kapazität der TiO2 Nanoporen Proben Glykol 40 V ist größer als die der Nanoporen Proben Glykol 20V, weil die Menge (also Masse, Volumen usw.) der TiO2 Nanoporen-Probe Glykol 40V größer ist als Glykol 20V. In der Nanostruktur Glykol 40V kommt es daher zu mehreren Li+-Interkalationen und Li+-Deinterkalation, und es werden mehrere Elektronen übertragen. Ist die Anodisierungszeit länger, bleibt die Kapazität der Nanostruktur groß. Die Ursache liegt in der langen Anodisierungszeit bei einer größeren Menge von TiO2 Nanoporen. Aus den Chronopotentiometrie kann die spezifische Kapazität berechnet werden. Die spezifische Kapazität besteht aus irreversibler Kapazität und reversibler Kapazität. Die Ursache der irreversiblen Kapazität liegt in der Bildung von Deckschichte. Die irreversible Kapazität bei Anodisierungsspannung 40 V ist größer als die bei 20 V. Als Ursache wird vermutet, dass die Deckschichten bei Glykol 40 V dicker sind als die bei 20 V. Die Effizienz für die Probe Glykol 40 V 1 h ist größer als die für die Probe Glykol 20 V 1 h. Die Stabilität der Nanostruktur Glykol 20 V besser als Glykol 40 V. Mit Chronopotentiometrie bei unterschiedlichen Strömen wurde eine für 5h bei 40 V anodisierte Probe in 1 M Li+TFSI-, [BMP], [TFSI] untersucht: Bei hohen Strömen (hohe C-Rate) fällt die Kapazität schnell ab, Sie beträgt nur 10 Prozent der theoretischen Kapazität (168 mA h/g). Die Ursache wird vermutet, dass die große Viskosität der Elektrolyten ist. In diese Arbeit wird der Elektrolyt Li+TFSI-, [BMP], [TFSI] verwendet. Ihre Viskosität ist hoch, sodass sich ein kleiner Diffusionskoeffizient ergibt. Bei dem hohem Strom läuft die Redoxreaktion schnell ab, sodass nicht alle Li+ eingelagert / ausgelagert werden können. Die Kapazität ist klein. Das ist die Spekulation. Wenn Ladungs- und Endladungsstrom 11,2 myA (C/5) betragen, ist die spezifische Kapazität mit 138 mA/g angegeben. Nach ungefähr 30 Zyklen, wenn der Strom wieder bei 11,2 myA (C/5) ist, hat sich die spezifische Kapazität nicht vermindert, liegt auch bei 138 mA/g und stabil. Wenn der Ladungs- und Entladungsstorm 5,6 myA (C/10) beträgt, vermindert sich die spezifische Kapazität nach etwa 40 Zyklen nicht, sondern hat einen Wert von 181 mA h/g. Die Stabilität der Ladung/Entladung für die Nanoporen-Struktur Glykol 40V 5h ist daher als gut einzuschätzen. Für die Thematik "Elektrochemische Herstellung und Charakterisierung von porösem Titanoxid als Anodenmaterial für Lithium-Ionen-Batterien" können in weitergehenden Arbeiten einige Aspekte vertieft werden. An erster Stelle kann die Kristallstruktur von TiO2 Nanoporen erzeugt und ihre elektrochemischen Eigenschaften durch cyclische Voltammetrie und Chronopotentiometrie in 1 M Li+TFSI-, [BMP], [TFSI] untersucht werden. Die geordneten TiO2 Nanoporen können auch in Glycerin erzeugt und danach in ionischen Flüssigkeiten charakterisiert werden. Es gibt auch eine andere Möglichkeit: Die Erzeugung gemischter TiO2 Nanostrukturen aus kristallinen und amorphen Struktur. In der zyklischen Voltametrie und in galvanostatischen Verfahren wird diese neue Flüssigkeit Verwendung finden können, beispielsweise In 1 M LiPF6 mit Ethylene Carbonate und Dinethyl Carbonate (im Verhältnis 1:1). Die TiO2 Nanoporen-Struktur in diesen Elektrolyten weist vielleicht eine größere Kapazität bei hohen Strom auf.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/685166651cheng.txt
Schleif, Beate
Tribologische und werkstofftechnische Charakterisierung von kraftstoffgeschmierten Modellkontakten. - 60 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2012

Die Anforderungen an Einspritzpumpen für moderne Dieselmotoren steigen und die Kraftstoffmärkte ändern sich ständig. Deshalb ist es notwendig, das Verschleißverhalten kraftstoffgeschmierter Kontakte im Bauteil durch aussagekräftige Modellversuche abbilden zu können. In der vorliegenden Arbeit wird die Fresslast in Abhängigkeit von Kraftstoffgemisch, d.h. Art und Konzentration der Additive, Werkstoffpaarung und Gleitgeschwindigkeit untersucht. Die Messung erfolgt mit einem Zylinder-Kugel-Modellkontakt im Gleitverschleißprüfstand in Anlehnung an den Scuffing Load Ball-on-Cylinder Lubricity Evaluator (SLBOCLE) nach ASTM D 6078 (American Society for Testing and Materials). Als Vergleichswerte werden die Schmierfähigkeiten der Kraftstoffe aus dem High Frequency Reciprocating Rig (HFRR) -Versuch nach DIN EN ISO 12156-1 verwendet. Die entstandenen Verschleißspuren werden in Rasterelektronenmikroskop (REM) und Focused Ion Beam (FIB) analysiert. Die Fresslasten der Ring/Kugel-Paarung 21NiCrMo2-2/100Cr6 mit den Kraftstoffen korrelieren mit den Schmierfähigkeiten. Bei X105/100Cr6 konnten die Fresslasten sehr gut schmierender Kraftstoffe nicht gemessen werden. Für X90/100Cr6 besteht kein Zusammenhang zwischen Fresslast und Schmierfähigkeit. Die chemische Beständigkeit des X90 behindert die Oxidbildung und senkt so die Fresslast. Ein hoher Carbidanteil und eine feine -verteilung, sowie geringer Restaustenitanteil erhöhen die Fresslast. Bei 21NiCrMo2-2/100Cr6 und X105/100Cr6 wirken FAME besser als Ester und Säuren. Bei X90/100Cr6 wirken Ester besser als Biodiesel und Säuren. Durch Erhöhung der Additivkonzentration kann die Fresslast bis zu einem Sättigungswert gesteigert werden. Im untersuchten Bereich sinkt die Fresslast mit steigender Gleitgeschwindigkeit aufgrund von höherem Energieeintrag und Blitztemperaturen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/685073890schle.txt
Harnisch, Steve
Farbveränderungen bei der Produktion von Behälterglas in Sonderfarben. - 84 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2012

Bei Sonderfarben für Gläser, die zwischen grün und braun liegen, treten Produktionsfehler auf, deren Ursache bisher nicht geklärt werden konnte. Diese schlierenförmigen Farbstreifen beeinträchtigen nicht nur die Ästhetik, sondern auch die automatische Inspektion von Mehrwegflaschen. Die Glasfarbe oliv ist besonders anfällig gegen Störungen des Redoxgleichgewichtes beim Schmelzprozess. Neben Scherbenverunreinigungen kommen andere Ursachen wie z. B. Verschiebung des Redoxgleichgewichtes von Eisen oder ungeeignete Gemengekomponenten für diesen Fehler in Frage. Durch Analyse der Fehler aus der laufenden Produktion, vergleichende Laborschmelzen und Probenahme an zugänglichen Stellen im Feeder werden die Fehlerursache und der Fehlerort eingegrenzt. In Laborschmelzen können bekannte Einflussgrößen getrennt und in Kombination durchvariiert werden. Aus diesem Grund wird bei den durchgeführten Laborschmelzen das unterschiedliche Schmelzverhalten von Gemenge und Scherben sowie der Einfluss unterschiedlicher Rohstoffe und Atmosphären untersucht. Zur Analytik werden neben visuellen Methoden auch Transmissionsmessungen, nasschemische Bestimmung des Redoxzustandes von Eisen und Schwefel und Elektronenmikroskopie mit energiedispersiver Analyse eingesetzt. Durch die vorliegende Arbeit werden Ort und Ursachen der Entstehung der braunen Schliere in oliv gefärbten Behälterglasflaschen eingegrenzt und Vorschläge abgeleitet, die zur vollständigen Klärung des Problems beitragen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/682968102harni.txt
Fiebig, Christian
Modularisierung eines Nutzfahrzeugbodens in GFK-Bauweise. - 107 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2011

Für den neuartigen Fahrzeugboden eines Nutzfahrzeuges, der aus faserverstärktem Kunststoff produziert werden soll, wird in dieser Arbeit ein Modularisierungskonzept erarbeitet. Es ist das Ziel des Konzepts, durch Variantenoptimierung und Modularisierung eine Komplexitätsreduktion herbei zu führen. Im Zuge der Arbeit werden dafür verschiedene Modularisierungsstrategien beleuchtet und aus diesen Strategien eine Synthese in Form einer Richtlinie erarbeitet. Im weiteren Verlauf der Arbeit kommt diese Richtlinie zur Anwendung. Die wichtigsten Elemente der Richtlinie sind die Klärung der Projektstruktur, erfassen der Projektanforderungen, Reduktion der Varianten, Modularisierung der Komponenten und Bewertung der Ergebnisse. Am Ende der Arbeit kann ein erfolgreich angewandtes Modularisierungskonzept vorgewiesen werden, welches für die Entwicklung weiterer Fahrzeugbodengruppen verwendbar ist.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/720658276fiebi.txt
Gründel, Ulrich
Strategien zur Herstellung von Trocken-Gewebe Preforms in der Serienfertigung von Faserverbundkomponenten. - 115 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2011

Der stetig ansteigende Bedarf an Faserverbundkomponenten stellt ihre Hersteller, insbesondere im Bereich der wirtschaftlichen Produktionskriterien, vor neue Herausforderungen. In diesem Zusammenhang hat die Liquid Composite Moulding (LCM)-Technologie, zu der unteranderem das Resin Transfer Moulding (RTM)-Verfahren zählt, in den letzten Jahren enorm an Bedeutung gewonnen. Voraussetzung für die Herstellung von Faserverbundbauteilen mit Hilfe der LCM-Technologie ist jedoch die Verfügbarkeit von trockenen, textilen Vorformlingen, sog. Preforms. Eine kostengünstige Herstellung dieser Preforms stellt eine Schlüsselposition innerhalb der RTM-Prozesskette dar. Sie bestimmt in entscheidendem Maße die wirtschaftliche Produktion LCM-gefertigter Bauteile. Dahingehend soll das LCM-Bauteilspektrum der Firma Eurocopter mit Hilfe einer innovativen und praxisnahen Serien-Fertigungsstrategie für die Preformherstellung ausgelegt werden. Ausgehend vom Bauteilspektrum sowie der einzelnen Preform-Entwicklungsstufen innerhalb des Herstellungsprozesses wird die aktuelle Prozesskette zur Preformherstellung näher beschrieben. Nach der Analyse werden neue mögliche Alternativoptionen für die einzelnen Prozessschritte innerhalb der Prozessmodule nach dem jeweils gleichen Schema, d.h. durch ihr Prinzip, ihrer notwendigen Anlagentechnik, der benötigten Zykluszeit, ihrer Flexibilität sowie ihres Automatisierungsvermögens, erörtert. Mit Hilfe einer in der Arbeit entwickelten Methode entsteht am Ende die Möglichkeit die einzelnen Preforms einer optimierten Prozesskette zuordnen zu können, um daraus einen optimierten Herstellungsprozess zu generieren.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/685220001gruen.txt
Bernau, René
Konstruktion eines RTM-Formrahmens mit modularem Werkzeugeinsatz. - 118 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2011

In der modernen Fertigung besitzen metallische Werkstoffe einen hohen Stellenwert. Dies kann auf deren guten mechanischen und physikalischen Eigenschaften sowie dem jahrelangen Umgang mit diesen Werkstoffen zurückgeführt werden. Mit der Forderung nach Leichtbau im Automotive- und Maschinenbausektor zur Reduzierung des Rohstoff- und Energieverbauchs bei der Herstellung sowie Nutzung stieg die Weiterentwicklung von Faserverbundkunststoffen (FVK). Das resin transfer molding (kurz: RTM-Verfahren) zählt hierbei zu den weitverbreitetsten Herstellungsverfahren für FVK. Es zeichnet sich durch die hohe Reproduzierbarkeit beidseitig glatter Flächen und somit gleichbleibender Bauteilqualität aus. Kurze Taktzeiten ermöglichen die Fertigung großer Stückzahlen. Da jedes Bauteil ein separates Werkzeug mit Formnest benötigt, ist die Anwendung dieses Verfahrens für kleine Stückzahlen unrentabel. Im Fachgebiet Kunststofftechnik (KTI) der Technischen Universität Ilmenau werden im Forschungsprojekt FiLiMA unterschiedliche RTM-Werkzeuge für die Herstellung von FVK benötigt. Daraus resultiert die Anschaffung mehrerer kostenintensiver Werkzeuge. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein RTM-Formrahmen mit modularem Werkzeugeinsatz konzipiert und konstruiert, der im Gegensatz zu den bisherigen Formwerkzeugen die Fertigung verschiedener Faserverbundbauteile ermöglicht. Die Bauteilvariation wird durch den vereinfachten Austausch von Werkzeugeinsätzen in den RTM-Formrahmen realisiert. Alle prozessrelevanten Komponenten wurden aus dem Werkzeug in den Formrahmen verlagert. Mit der Umsetzung des technischen Gebildes soll das RTM-Verfahren für geringe Stückzahlen, durch eine Komplex- und Kostenreduktion der Werkzeugeinsätze, rentabel werden. Für die Fertigung wurden alle notwendigen Fertigungsunterlagen (Technische Zeichnungen, Stückliste, Montageanleitung) bereitgestellt. Alle standardisierten Schnittstellen für die Kopplung weiterer Werkzeugeinsätze wurden dargelegt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/682884499berna.txt
Keller, Stefan
Quantifizierung der Haftungsmechanismen zwischen Faserverbundwerkstoffen auf Duromerbasis und metallischen Oberflächen. - 116 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2011

The demand and requirements for maintenance-free spherical plain bearings in todays machines are increasingly rising. The operational safety has to be ensured under the aspect of increasing requirements in terms of bearing strength or service life. For maintenance-free spherical plain bearings in high-performance variant, a sliding layer is used, which is applied by a special process to the outer ring. Its adhesive bonding must be ensured over the entire service life. This sliding layer is designed of a textile fabric that is embedded in a thermoset resin system. The adhesive bonding of the so-called prepreg to the outer ring is a critical property which is currently ensured by applying cost-intensive production processes. - Therefore, in this study the factors that guarantee a sufficient adhesion of the prepreg to the metallic substrate are examined and evaluated. The factors include on the one hand the properties of the substrate and on the other hand alternative resin systems and modifications of textile fabric liner. Especially the properties of the metallic surface have to be considered, since the adhesion of the fabric is mainly depending on the quality of manufactured substrate surface topography and the previous cleaning process. Furthermore, findings of this research are used for the verification of quality standards and to ensure adherence. Consequently possibilities to simplify the complex manufacturing process can be emerged. - To quantify the adhesion based on a DIN standard, the adhesive bonding is subjected to peeling and the required peeling force measured. In previous theses a conceptual model and a measuring system were developed. The determined results for various prepregs and different surface textures will be compared based on required peel force and the fracture pattern. - After evaluating the adhesive bonding between prepreg and substrate, the relevant parameters for the individual variants are identified. Based on these findings, an adaptation of todays standard process can be made and recommendations are derived for the bonding process.


Rehtanz, Christopher
Funktionalisierung von Behälterglasoberflächen. - 90 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2011

Inhalt dieser Arbeit ist eine Untersuchung von verschiedenen Beschichtungen, die auf Glas aufgebracht werden. Im ersten Teil geht es um Primer, die auf Mündungen von Glascontainern aufgebracht werden, um die Haftung von Siegelfolien zu verbessern. Im zweiten Teil geht es um Sol-Gel-Beschichtungen, die das Ablaufen von Lebensmitteln verbessern sollen. Dafür wurden Sol-Gel-Schichten erzeugt, untersucht und eine Berechnung der Oberflächenenergie wurde durchgeführt. -Kalknatronglas, -Beschichtung von Objektträgern mit unterschiedlichen Sol-Gel-Schichten und anderen Beschichtungen, - Kontaktwinkelmessung, Berechnung der Oberflächenspannung der Proben, Bestimmung des Abrollwinkels von verschiedenen Flüssigkeiten/Lebensmitteln, - Recherche zu möglichen Verbesserungen der Schichten durch Plasmabehandlung.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/679510990rehta.txt
Vogel, Anneka
Herstellung und Untersuchung von Mehrschichtsystemen aus TiAl und TiN als Ausgangspunkt für die Synthese der Ti2AlN MAX-Phase mittels Temperprozessen. - 114 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2011

Die Mn+1AXn - Phase Ti2AlN hat vielfältige Einsatzmöglichkeiten als Strukturmaterialien für Hochtemperaturanwendungen, Verschleißschutzschichten, elektrische Kontakte in aggressiven Umgebungen, Ersatz für zerspanbare Keramiken, Sensoren, sowie als Ersatz für Goldkontakte. Diese Arbeit befasst sich speziell mit der Herstellung und Untersuchung von Mehrschichtsystemen aus Ti-Al und TiN. Dabei soll es um die Anwendbarkeit dieser Schichtsysteme als Ausgangspunkt für die Synthese von Ti2AlN MAX-Phasen gehen. Das Mehrschichtsystem Ti-Al und TiN wurde mit Co-Magnetron- bzw. reaktivem Magnetronsputtern auf ein reines Siliziumsubstrat (100) aufgebracht. Dafür wurden Ti und Al co-gesputtert und TiN wurde mittels reaktiven Sputtern aufgebracht. Es kamen unterschiedliche Schichtfolgen und Einzelschichtdicken zur Anwendung. Als Einzelschichtdicken wurden zum einen 10nm beziehungsweise 2,5nm TiN und 17nm beziehungsweise 4nm Ti-Al ausgewählt. Die Auswahl der Schichtdickenverhältnisse erfolgte aufgrund von Stöchiometriebetrachtungen der Ausgangsphasen und der Endphase. Zum einen wurden Mehrschichtsysteme aus alternierenden Schichtfolgen beginnend mit Ti-Al gesputtert und zum anderen beginnend mit TiN, so dass eine Gesamtschichtdicke von 200nm erreicht wurde. Anschließend erfolgten Temperprozesse mittels Rapid Thermal Annealing und eines Quarzrohrofens. Das Tempern mit dem Rapid Thermal Annealing erfolgte bei Temperaturen von 600&ring;C, 700&ring;C, 800&ring;C und 900&ring;C als ein Nullsekundenprozess. Im Quarzrohrofen dagegen lag die Temperatur bei 700&ring;C, jedoch dauerte der Temperprozess hier eine Stunde. Danach wurden die Schichten auf elektrische Eigenschaften, Härte und Rauheit untersucht. Außerdem erfolgte die genaue Elementzusammensetzung mit dem Glimmentladungsemissionsspektroskopie Verfahren, sowie die Schichtdickenbestimmung. Die Phasenzusammensetzung der Proben wurde mit dem Röntgendiffraktometer bestimmt. Mittels des Röngtgendiffraktometers konnten die in den verschiedenen getemperten Proben entstandenen Phasen ermittelt werden. Es zeigte sich, dass bei den unterschiedlichen Temper-Temperaturen verschiedene Phasen vorliegen und die Anteile der Phasen sich ebenfalls mit zunehmener Temperatur verändern. Mit dem Glimmentladungsemissionsspektroskopie Verfahren wurde die Gesamtschichtdicke von 200nm bestätigt, sowie die enthaltenen Elemente in Atomprozent ermittelt. Die Zusammensetzung der ungetemperten Proben betrug 45at% Al : 30at% Ti : 25at% N. Die Oberflächenrauheit nimmt mit steigendem Temperatureintrag zu. In drei dimensionalen Darstellungen sind die Unterschiede der Oberflächenstruktur verdeutlicht. Die spezifische elektrische Leitfähigkeit nimmt auch mit steigender Temperatur zu. Die ungetemperten Proben weisen alle den selben Wert auf. Bei der Härtemessung fanden zwei Verfahren ihre Anwendung. Zum einen wurde die Härte über die Standard Methode gemessen und zum anderen über den Enhanced Stiffness Procedure (ESP) Modus. Außerdem wurde an der Enhanced Stiffness Procedure Kurve ein Fit nach Puchi-Cabrera durchgeführt. Es konnte die MAX-Phase in der Probe Ti-Al 4nm und TiN 2,5nm bei 900&ring;C mit dem Rapid Thermal Annealing getempert, festgestellt werden. In allen anderen Proben konnte die MAX-Phase Ti2AlN mit dem Röntgendiffraktometer nicht analysiert werden. Dagegen wurde mit der Glimmentladungsemissionsspektroskopie eine Diffusion des Silizium-Substrates in die Schichten bemerkt. Aufgrund dieser Silizium-Diffusion entstanden TiSi-Phasen. Anscheinend wurde durch die Verbindung des Titans mit Silizium die Bildung von Ti2AlN behindert. Jedoch weisen die Proben mit den entstandenen Titan-Silizium Phasen eine gute elektrische Leitfähigkeit auf, welche mit steigender Temper-Temperatur zu nimmt. Die Leitfähigkeiten sind indessen niedriger als von Ti2AlN. Dagegen sind die Härtewerte höher als von Ti2AlN.


Rudolf, Stephanie
Einfluss magnetischer Feldgradientenkräfte auf die Verteilung paramagnetischer Ionen in wässrigen Fluiden bei Nutzung magnetischer Flussdichten B < 1 Tesla. - 42 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2011

Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem Thema der Beeinflussung von paramagnetischen Ionen in wässrigen Lösungen durch magnetische Feldgradientenkräfte und ist Teil des Projektes "Manipulation von Ionenverteilungen in Glasschmelzen mittels magnetischer Feldgradientenkräfte". Dieses Themengebiet besitzt großes Potential für die Werkstofftechnik; so könnten mithilfe der magnetischen Feldgradientenkraft berührungslos Eigenschaften von Gläsern, wie z.B. Brechungsindex, Farbe, usw. während des Schmelzprozesses gezielt verändert werden. Dazu sollen zunächst sogenannte "kalte" Experimente mit Modellfluiden durchgeführt werden, mit denen das Verhalten von Glasschmelzen nachgebildet werden soll. Für die Versuche der vorliegenden Arbeit wurden aufgrund ihrer relativ hohen magnetischen Suszeptibiliät Lösungen mit Eisenionen gewählt, die einem inhomogenen Magnetfeld mit einer Flussdichte von B = 50mT ausgesetzt wurden. Hierfür wurde eine Positioniervorrichtung für die Glasmesszelle entworfen und praktisch umgesetzt. Dabei wurde die Wirkung der Feldgradientenkraft auf die Eisenionen in Abhängigkeit von Konzentration der Ausgangslösung, Verweildauer der Lösung im Magnetfeld und Art des Lösungsmittels beobachtet. Die Eisenionenverteilung in der Lösung wurde mittels UV-VIS Photometrie quantitativ bestimmt. Die Ergebnisse wurden im Rahmen einer theoretischen Betrachtung bewertet.


Lehmann, Maik
Verbesserung der Resistenz von Werkstoffen gegenüber verschiedenen Verschleißbeanspruchungen durch thermisch gespritzte Schichten. - 83 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2011

Im Rahmen dieser Diplomarbeit wird das Verschleißverhalten von thermisch gespritzten Schichten untersucht. Insbesondere Beschichtungen, aufgetragen mittels Hochgeschwindigkeits-Flammspritzen (HVOF) und Atmosphärischen Plasmaspritzen (APS), auf Basis der hartmetallischen Werkstoffe Wolframkarbid (WC) und Chromkarbid (Cr3C2), in verschiedenen chemischen Zusammensetzungen, kamen hierbei zum Einsatz. Um Aussagen über die Resistenz gegenüber verschiedenen mechanischen Belastungen treffen zu können, wurden tribologische Untersuchungen durchgeführt. Dem Kavitationstest nach ASTM G32-10, dem Reibrad-Verfahren nach ASTM G65-04 und dem Stift-Scheibe-Test nach DIN ISO 7148-1 wurde hinsichtlich ihrer einzeln oder kombiniert auftretenden Verschleißmechanismen der Oberflächenzerrüttung, Abrasion und Adhäsion besondere Aufmerksamkeit gewidmet. Für die Untersuchung die Spritzschichten, vor und nach der Verschleißprüfung, wurden verschiedene werkstoffanalytische Verfahren herangezogen. Die Ergebnisse zeigen, dass sich das APS-Verfahren nicht zur Herstellung hartmetallischer Verschleißschutzschichten eignet. Durch mittels des HVOF-Verfahrens hergestellte Schichten kann eine erhebliche Verbesserung der Resistenz erreicht werden. Es existieren allerdings eine Vielzahl von Spritzparametern, die optimal eingestellt werden müssen, um die gewünschten Eigenschaften eines bestimmten Beschichtungswerkstoffes zu erreichen. Entscheidender Parameter ist hierbei die Art und Masseanteil verwendeter Karbide sowie die chemische Zusammensetzung der metallischen Bindematrix. Härtere Schichten haben bessere Resistenzen gegenüber Reib- und Gleitverschleiß, Zähere bieten höheren Widerstand gegen Oberflächenzerrüttung. Materialien, die verschiedene Resistenzfaktoren in sich vereinen, bieten eine gute Möglichkeit, universell einsetzbare Verschleißschutzschichten zu erhalten.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/669137669lehma.txt
Wolter, Christian
Defektanalyse an amorphen und mikrokristallinen Siliziumschichten und deren Wirkung in Dünnschichtsolarzellen. - 70 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2011

Das Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung auf Defekte an mikromorphen Tandemsolarzellen, welche in einem industriellen Prozess hergestellt werden. Besonderes Augenmerk liegt dabei auf der Bildung von Cracks im myc;c-Si:H-Absorber, welche an den Korngrenzen entstehen und gebundenen Sauerstoff enthalten. Mithilfe von Verfahren wie der VIM- und der FIB-Analyse sollen Abhängigkeiten der Crackbildung von Kristallinität und Schichtdicke der intrinsischen mikrokristallinen Siliziumschicht, sowie vom Aufwachssubstrat aufgezeigt werden. Durch das Anheben von Kristallinität und/oder Schichtdicke wird die Gesamtoberfläche der Kristalle in der Schicht angehoben, wodurch eine erhöhte Entstehungswahrscheinlichkeit der Cracks gegeben ist. Die VIM-Untersuchungen zeigen eine abnehmende Tendenz des Shuntwiderstands mit zunehmender Kristallinität. Einen Anstieg der Crackdichte bei größer werdender Kristallinität ergeben die FIB-Untersuchungen. Damit wird eine Abhängigkeit der Defektbildung von der Kristallinität des myc-Si:H-Absorbers aufgezeigt. Dadurch sinkt der Füllfaktor und somit auch der Wirkungsgrad einer Solarzelle bei steigender Crackdichte. Die Variation der Schichtdicke zeigt keine Auswirkung auf die Defektbildung. Somit hat die vertikale Ausdehnung der Körner keinen Einfluss auf die Entstehung von Cracks. Dagegen hat das Aufwachssubstrat einen enormen Einfluss. Bei allen Veränderungen der Struktur unterhalb der myc-Si-Schicht wird eine erhöhte Crackdichte festgestellt. Das Aufwachsen von mikrokristallinem Silizium auf amorphem Silizium erzeugt die wenigsten Cracks. Oxidhaltige Substrate fördern die Crackbildung, wodurch der Einsatz einer Zwischenreflektorschicht aus einem Oxid in Frage zu stellen ist.


Schambeck, Mirjam
Bewertung der Wechselwirkungen hochfrequenter elektromagnetischer Felder mit biologischem Material anhand einer Literaturstudie. - 113 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2011

In den letzten Jahrzehnten hat die Nutzung drahtloser Kommunikationstechniken rapide zugenommen. Auch in der Industrie und Medizin werden die hochfrequenten elektromagnetischen Felder zunehmend angewandt. Ob diese negative Auswirkungen auf biologische Organismen haben, wird in dieser Arbeit erörtert. Dazu werden aufbauend auf technischen, biologischen, gesetzlichen und wissenschaftlichen Grundlagen aktuelle Studien und veröffentlichte Fachartikel mit Beschränkung auf die nichtthermischen Effekte im Mikrowellenbereich (300 MHz bis 300 GHz) und unter Beachtung der verwendeten Untersuchungsmethoden bis zum Jahr 2000 zurück analysiert und anhand von Bewertungskriterien hinsichtlich der Risiken für Mensch und Umwelt beurteilt. Insbesondere die Wirkung der Mobilfunknutzung auf das Krebsrisiko, das Nervensystem und die Fertilität findet dabei Beachtung. Aus der Klassifizierung der Literaturergebnisse in bewiesene, wahrscheinliche, mögliche, unwahrscheinliche und nicht bewertbare Effekte ergibt sich ein mögliches erhöhtes Risiko für Hirn- und Speicheldrüsentumore bei langzeitigem bzw. intensivem ipsilateralem Mobiltelefongebrauch. Weiterhin sind aufgrund gefundener Effekte auf die Spermienbeweglichkeit Auswirkungen auf die Fertilität denkbar. Zudem wurde mehrfach ein möglicher Hörverlust hoher Frequenzen nach langzeitiger Handynutzung aufgezeigt. Methodische Mängel und fehlende Wirkmechanismen verhindern allerdings eine kausale Interpretation. Die Risiken für Mensch und Umwelt sind angesichts der bisherigen wissenschaftlichen Erkenntnisse als gering einzuschätzen, weshalb eine Herabsetzung der Grenzwerte nicht nötig ist. Die Entwicklung von Absorbermaterialen zur Reduktion der Strahlenexposition könnte in Zukunft aber unumgänglich werden.


Münsch, Raimund Josef
Materialvoruntersuchungen für die großtechnische Verarbeitung thermoplastischer Biokunststoffe. - 106 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2011

Die sogenannte dritte Generation von Biokunststoffen hat einen Entwicklungsstand erreicht, der es aufgrund verbesserter mechanischer Eigenschaften und eines niedrigeren Preisniveaus erlaubt, die als umweltfreundlich geltenden Materialien für technische Anwendungen zu nutzen. Mit Beschränkung auf Polylactide (PLA), Polyhydroxyalkanoate (PHA), Polyhydroxybutyrate (PHB) und Celluloseacetate (CA) sind in dieser Arbeit Hersteller mit einer Jahreskapazität von über 3000 Tonnen zuzüglich deren Produkte aufgeführt, die sich zur Spritzgussverarbeitung eignen. Durch eine Produktauswahl, die nach Anforderungen der Automobilindustrie und der Spritzgussverarbeitung getroffen wurde, stellte sich heraus, dass die Polylactide die beste Bewertung erzielten und dadurch das größte Potential für technische Anwendungen besitzen. Von diesem Kunststofftyp wurden das Ingeo 3251D, 3051D und 3001D der Firma Nature Works anhand der Dynamischen Differenzkalorimetrie (DSC) und der Thermogravimetrischen Analyse (TGA) untersucht, um zur Optimierung der Verarbeitung Werte unter einheitlichen Prüfbedingungen zu erhalten. Des Weiteren standen der PLA-ABS-Blend V751-X53 von Toray Industries und das PHB P226 von Biomer für Versuche zur Verfügung. Insgesamt wurde Neben der Glasübergangs-, der Schmelz, und Zersetzungstemperatur die Wärmekapazität, die Dichte, sowie das Kristallisationsverhalten ermittelt und mit den Werten der Datenblätter verglichen, wobei die Werte größtenteils bestätigt werden konnten.


Hartmann, Robert
Entwicklung von Prüfvorrichtungen und -abläufen für Latentwärmespeichermaterialien in automobilen Anwendungsbereichen. - 43 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2011

Jedes KFZ enthält Baugruppen, die Wärme ungenutzt an die Umgebung abgeben. Dieser Umstand mindert den Gesamtwirkungsgrad und erhöht den Energiebedarf von Motorrad, PKW, LKW und Bus. Hochgerechnet auf weltweit über 1.000.000.000 Fahrzeuge, bietet sich eine enorme Energieeinsparmöglichkeit. Mit einem im Fahrzeug integrierten Wärmespeichersystem kann dieser unnötigen Ressourcenverschwendung entgegengewirkt werden. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem Probelauf und der Weiterentwicklung eines KFZ-Latentwärmespeicher-Prüfstands. Mit Hilfe der Vorgaben des Neuen Europäischen Fahrzyklus werden Prüfzyklen entwickelt, die eine Autofahrt mit für Europa durchschnittlichen Werten der Fahrdauer und -dynamik nachbilden können. Aus diesen Prüfzyklen wird abgeschätzt, welche maximale Gesamtwärme und welcher maximale Gesamtwärmestrom der verschiedenen Baugruppen zur Wärmespeicherung genutzt werden könnten. Am LWS-Prüfstand soll das Aufladen des Wärmespeichers mit dem ermittelten Gesamtwärmestrom durchgeführt werden. Dies kann nicht realisiert werden, da sich die Wärmebehälterkonstruktion als ungeeignet heraus stellt. Zur Entladung des Speichers werden verschiedene Szenarien, wie die Klimatisierung von Fahrerkabine oder der Akkumulatoren im E-KFZ erläutert und die dafür notwendigen Wärmeströme berechnet. Als LWS-Materialien finden die Salzhydrate Magnesiumnitrat-Hexahydrat Mg(NO3)2 &hahog; 6H2O und Natriumacetat-Trihydrat C2H3NaO2 &hahog; 3H2O Verwendung. Ihre Schmelztemperatur liegt im Bereich der Arbeitstemperatur des Umlaufmediums im KFZ-Kühlkreislauf. Sie entsprechen zum anderen den ermittelten Anforderungen an LWS-Materialien im KFZ. Die Stabilität der beiden Salzhydrate beim zyklischen Erwärmen und Abkühlen wird mit Hilfe eines Laborofens untersucht und ausgewertet. Im Laufe der Arbeit zeigt sich, dass der Prüfstand mit seinem momentanen Aufbau, nicht die gewünschten Versuchsergebnisse liefern kann. Änderungen der Wärmebehälterkonstruktion und der Einbringung der LWS-Materialien sind unumgänglich. Abschließend werden Maßnahmen zur Verbesserung des Prüfstands formuliert und die verschiedenen Varianten bewertet.


Buffi, Sascha
Fertigstellung, Inbetriebnahme und Kalibrierung eines Hochdruckkapillarheometers. - 70 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2011

Mit einem Hochdruckkapillarrheometer lässt sich die Viskositätskurve einer Polymerschmelze ermitteln. Hierbei wird eine Polymerschmelze durch eine Kapillare gepresst und dabei der Druckgradient gemessen. Diese Viskositätskurve wird unter Anderem für die rheologische Auslegung eines Spritzgießprozesses benötigt. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Inbetriebnahme und Erweiterung eines Hochdruckkapillarrheometers, welches an der TU Ilmenau vorhanden ist. Einen wesentlichen Anteil bei der Inbetriebnahme stellten die Arbeiten im Programmpaket LabVIEW dar. Verschiedene Sensoren, die für die Messwertaufnahme benötigt werden, mussten programmtechnisch integriert und angesteuert werden. Bei den ersten Probemessungen stellten sich konstruktionsbedingte Undichtheiten an einer Übergangsstelle heraus. Dieses Problem konnte mithilfe einer Kupferscheibe, die an dieser Stelle integriert wurde, behoben werden. Um den systematischen Fehler des Messgeräts zu eliminieren, wurde ein Konzept erstellt, wobei ein weiteres Rheometer für Referenzmessungen hinzugezogen werden soll. Die ermittelte Übertragungsfunktion wird zur Kalibrierung in die Auswertesoftware integriert. Durch konstruktive und softwaretechnische Anpassungen sind mit einem HDKR weitere Messverfahren möglich, wie die Messung der Strangaufweitung oder eines pvT-Diagramms.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/66107773Xbuffi.txt
Morgenbrodt, Sören
Restaustenitbestimmung und Strukturuntersuchung an plasmagespritzten Duplexschichten und austgetemperten Sphäroguss. - 166 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2011

Der Gehalt an Restaustenit beeinflusst maßgeblich die mechanischen und chemischen Eigenschaften von Konstruktionselementen. So hat der Austenit ebenso Einfluss auf die Schwingfestigkeit und Korrosionseigenschaften von Eisenlegierungen. Die Bestimmung dieses Gefügebestandteils spielt in der Qualitätskontrolle wie in werkstoffwissenschaftlichen Untersuchungen eine große Rolle. Diese Arbeit befasst sich mit der Untersuchung von austgetemperten Sphäroguss (ADI) und Duplexstahl mit Hilfe der Wirbelstrommethode, der magnetinduktiven Methode, der Mössbauerspektroskopie, der Metallographie sowie der Röntgen- und Neutronenbeugung. Ein weiterer Bestandteil ist die Element- und Texturbestimmung des M1-0146 Kalibriersatzes der HELMUT FISCHER GmbH. Die Ergebnisse der angewendeten Verfahren zeigen zwar den gleichen Trend in der Austenitkonzentration, der Betrag der Messwerte ist jedoch sehr unterschiedlich. Anhand der Ergebnisse ist zu erkennen, dass die Metallographie für eine Quantifizierung aufgrund der mangelnden Separation des Austenit von anderen Gefügebestandteilen ungeeignet ist. Eine Vergleichbarkeit der Methoden ist zudem nur bedingt gegeben, da die Verfahren den Austenit in unterschiedlichen Einheiten berechnen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/661024350morge.txt
Sauer, Thomas
Analyse der Relaxationseffekte bei Kunststoff-Direktverschraubungen. - 70 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2011

In the automobile industry, the use of fixations where screws are directly screwed into plastic components has increased. This is mainly due to the cost savings which can be achieved. The screws used for these fixations have a special thread geometry, which causes the plastic material to take on the form of the thread, thus eliminating the need for a separate part. For metric bolts screwed into a metric threaded nut, the applied torque is directly related to the preloading force. Thus, a preloaded force can be accurately set, relative to the moment. However, for plastic fittings this relationship doesnt exist. Due to their visco-elastic properties of plastics, a stress induced relaxation in the fastened components occurs. Relaxation describes the decrease in the preloaded force over a certain period after mounting the screw. This effect depends on different parameters which may extend the relaxation process over a long period. In this document, the preloading force for plastic fastenings has been investigated. Factors such as tightening torque, screw thread geometry and temperature have been analysed. Furthermore the influence of these factors on the stress relaxation behaviour for plastic fastenings has been studied.


Röser, Robert
Aufgaben, Prozessstruktur und organisatorische Einbindung eines Lieferantenqualitätssicherungskonzeptes für ein Anlagenbauunternehmen. - 128 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2011

Um im Großanlagenbau den geforderten Qualitätsbedürfnissen gerecht zu werden, bedarf es einer fertigungsbegleitenden Überwachung von Bauteilen. Eine eigene Abteilung wird in das Unternehmen integriert, um diese zu koordinieren beziehungsweise durchzuführen. Die Analyse und Verbesserung der Arbeit dieser Abteilung ist die Aufgabe dieser Ausführungen. Zunächst werden Möglichkeiten der Organisationsgestaltung aus der Literatur erörtert um den gegebenen Sachverhalt verstehen zu können. Hierbei wird sowohl auf Formen der Organisationen, als auch auf die Situation im Großanlagenbau mit seinen speziellen Herausforderungen eingegangen. Es werden grundsätzliche Möglichkeiten der Gestaltung von Organisationen aufgezeigt, als auch Vor- und Nachteile dargestellt. Ebenso wird der allgemeine Prozess einer Produkterstellung im Anlagenbau beschrieben. Dabei wird der Unterschied im Lieferantenmanagement im Vergleich zu anderen Branchen hervorgehoben und dargestellt. Im weiteren Verlauf werden alle essentiellen Punkte der Prozesstheorie und Prozessdarstellung beschrieben. Zunächst erfolgt die Definition von Prozessen in der Theorie. Darauf aufbauend werden Gründe für deren Verbesserung dieser dargelegt. Mögliche Ziele als Motivation und Aufzeigen der erreichbaren Möglichkeiten, sowie anwendbare Methoden rahmen das Kapitel der Prozessverbesserung ein. Zur Prozessdarstellung werden alle Werkzeuge aufgezeigt. Der nächste Schritt ist eine Ist-Analyse mittels einer Mitarbeitermeinungserhebung. Dazu werden Mitarbeiter in Einzelgesprächen interviewt um im Anschluss eine anonymisierte Auswertung zu erstellen. Eine zweigeteilte Analyse gibt zunächst die Performance der betrachteten Abteilung wieder und im stellt im nächsten Schritt Probleme und Herausforderungen dar. Für die Befragung wurde ein eigens entwickelter Fragebogen verwendet. Auf Basis dieser Daten werden die gegebenen Noten analysiert und Gründe für die Vergabe gefunden. Im zweiten Teil der Befragung werden die Beantwortungen der Fragen stichpunktartig vollführt. Dadurch lassen sich Probleme in der Zusammenarbeit spezifisch herausstellen, wie auch Informationen zur Prozessdefinition sammeln. In der Konzeptionierung werden alle mit der Abteilung zusammen hängende Prozesse definiert und abgestimmt. Somit ist ein Ansatz für das am häufigsten genannte Problem erstellt und ein Weg für darauf aufbauende Arbeit geschaffen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/657041939roese.txt
Gutzeit, Nam
Herstellung von Ti4+-dotierten hexagonalen ferritischen Dünnschichten durch HF Co-Sputtern. - 75 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2011

Die Arbeit befasst sich mit der Herstellung von Ti4+-dotierten hexagonalen ferritischen Dünnschichten auf polykristallinem Aluminiumoxid-Substraten durch HF Co-Sputtern. Beschrieben wird die Herstellung eines segmentierten Targets mit der stöchiometrischen Zusammensetzung BaFe12O19. Um Ti4+-dotierte Schichten herzustellen wurde dieses mit TiO2-Streifen belegt. Der Hauptteil der Arbeit ist die Untersuchung der Struktur-Gefüge-Eigenschaften-Beziehung. Dazu werden die Ergebnisse von Untersuchungen mit XRD, REM, EDX, ICP-OES, GD-OES , VSM und Reflexionsdämpfungs-Messungen bewertet.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/655160531gutze.txt
Weller, Jens
Schmelzen von Silizium mit dem thermischen IC-Plasma. - 73 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2011

Diese Bachelorarbeit, im Auftrag der Firma Schmid Silicon Technology, untersucht die Möglichkeit des Aufschmelzens von Silizium mit dem ICP. Des Weiteren wird ein Optimierungsprozess der vorhandenen Parameter durchgeführt. Das Ziel ist es Siliziumpulver mit Hilfe des ICP aufzuschmelzen und in der schmelzflüssigen Phase zu bewahren. Dazu wird die Abhängigkeit der verschiedenen Parameter, wie Gaszusammensetzung, Plasmaleistung, Pulverdurchsatz und Sphäroidisierungsgrad analysiert und ausgewertet. Die Anpassung der Parameter erfolgt zum einen durch Veränderung der Anteile des Plasmagases, für höhere Plasmaleistungen und zum anderen durch die Variation der Pulverförderrate für die Beeinflussung des Sphäroidisierungsgrades. Des Weiteren wird eine Möglichkeit zum Aufwachsen von Silizium auf einem Graphitkörper gezeigt. Durch die Veränderung des Graphitsubstrates ist es außerdem gelungen das Silizium als Schmelze unter dem Plasmastrahl zu erhalten. Weitere Untersuchungen auf diesem Gebiet könnten den Weg für ein neues und günstigeres Verfahren zur Siliziumproduktion beziehungsweise zum Recycling ebnen.


Wöckel, Julia
Untersuchung des Phasenbestandes von Nitrierschichten und der Anbindung von C-Schichten auf nitrierten Oberflächen. - 98 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2011

Plasmanitrieren spielt für die Randschichtmodifikation eine wichtige Rolle. Dabei wird die Oberfläche des Bauteils durch eine Diffusionsschicht gehärtet. Um einen solchen Prozess in der Robert Bosch GmbH zu implementieren, werden zwei Nitrierprozesse miteinander verglichen. Dabei handelt es sich zum einen um einen Prozess mit Biasplasma und zum anderen ein Prozess im dualen Betrieb von Biasplasma und ICP. Da das Nitrierverfahren mit ICP in einer vorangegangenen Arbeit weitestgehend optimiert wurde, wird hauptsächlich die Erstellung des Nitrierprozesses ohne ICP beschrieben. Es werden Parameter, wie z.B. Gasflusszuleitungen, Gasdurchsätze sowie Plasmaleistung und Nitrierdauer, variiert. Nachfolgende Untersuchungen sollen die Schicht des jeweiligen Nitrierprozesses charakterisieren. Dafür werden z.B. Härtemessungen, Phasen- und Elementanalysen durchgeführt. Abschließend wird die Anbindung einer DLC-Schicht direkt nach dem Nitrierschritt untersucht.


Frisch, Willi
Konzeption, Entwurf und Umsetzung eines Prüfstandes zur Montage- und Qualitätskontrolle einer PKW-Heckklappenverkleidung. - 95 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2011

Mit Einführung der Fließbandfertigung, wurde die Automobilindustrie und damit auch Produktions- und Fertigungsabläufe revolutioniert. Höhere Ausbringungsmengen konnten durch exakte Prozessplanung, modernere, automatisierte Produktion und ein ausgeklügeltes Qualitätsmanagement realisiert werden. Die Autobauer entwickeln und montieren das Auto lediglich noch. Zulieferer produzieren die Bauteile und -gruppen und liefern sie just in time aus. So ist es unabdingbar, dass die Produktanforderungen der Bauteile klar und exakt zwischen den beiden Partnern definiert sind. Das Qualitätsmanagement sorgt durch stetige Kontrollen für die Einhaltung der vereinbarten Produktionsanforderungen. Dies spielt heute mehr denn je eine wichtige Rolle, da es bei mangelnder Qualität zu Rückrufaktionen kommen kann, die hohe Kosten verursachen und ein finanzielles Risiko darstellen. Wurde früher noch eine 100%-Prüfung vom Menschen durchgeführt, hält heute die moderne Automatisierungstechnik Einzug in diesen Bereich. Prüfvorrichtungen arbeiten unabhängig von Tageszeit und physischer Verfassung. Sie bewerten objektiv und schneller als der Mensch und nehmen ihm monotone Prüfaufgaben ab. Im Rahmen dieser wissenschaftlichen Arbeit soll ein Konzept entwickelt werden, um ein Kunststoffverkleidungsteil eines Automobilzulieferers durch eine automatisierte Prüfvorrichtung zu kontrollieren. Ziel ist es, die korrekte Montage von acht Kunststoffclips am Verkleidungsteil zu prüfen und eine mögliche Konturabweichung an einer definierten Stelle festzustellen. Das Verkleidungsteil soll im Anschluss mit einer Markierung versehen werden, die den konformen Durchlauf des Teils durch die Vorrichtung bestätigt. Im Verlauf der vorliegenden Arbeit wird das Vorgehen zur Entwicklung einer automatischen Vorrichtung nach dem konstruktiven Entwicklungsprozess geschildert. Aufgaben und Anforderungen werden definiert. Technische Lösungsmöglichkeiten werden dargestellt und bewertet. Die Auswahl fällt auf das Schubladenschrank-System, das mittels Kamerasensor prüft. Dieses System wird im Anschluss technisch ausgelegt und konstruiert. Am Ende stehen die Realisierung der Vorrichtung und die Beobachtung ihres Betriebsverhaltens in der Produktion. Im Ausblick werden nochmals Stärken und Schwächen der entwickelten Vorrichtung dargestellt, sowie Anregungen und Perspektiven für Erweiterungsmöglichkeiten gegeben.


Baumer, Christoph
Elektrochemische Untersuchungen von Chemisch-Kupfer-Elektrolyten. - 96 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2011

Die Metallisierung von Kunststoffen ist ein modernes Verfahren und wird besonders im Bereich der Leiterplattentechnik und Elektronik, aber auch zur Herstellung neuartiger Funktionstextilien angewandt. Meist wird Kupfer für die Beschichtung eingesetzt, da es eine hohe elektrische Leitfähigkeit und einen geringen Kontaktwiderstand besitzt. Unter den verschiedenen Verfahren hat sich die chemisch reduktive Kupferabscheidung durchgesetzt und ist deshalb auch Thema dieser Arbeit. Im Verlauf der Untersuchungen wird gezeigt, wie mittels elektrochemischer Messverfahren praktisch relevante Kennwerte der Beschichtung beispielsweise für die Prozesskontrolle bestimmt werden können. Als Elektrolyt wird ein chemisch reduktiver und kommerziell erhältlicher Kupferelektrolyt verwendet, der Formaldehyd als Reduktionsmittel und Quadrol als Komplexbildner enthält. Die Untersuchung des Elektrolytsystems erfolgt hauptsächlich durch cyclovoltametrische Messungen sowie Puls- oder Einschaltmessungen. Die gemessenen Stromdichte-Potentialkurven werden entsprechend der Mischpotentialtheorie analysiert und durch eine modifizierte Butler-Volmer-Gleichung mathematisch ausgewertet. Anschließend werden die Ergebnisse der Kurvenanpassung mit der gemessenen Abscheidungsgeschwindigkeit verglichen, um so einen Bezug zur praktischen Anwendung des Elektrolyten herzustellen. Im zweiten Teil der Arbeit wird die Wirkung verschiedener Einflussfaktoren auf das Elektrolytverhalten und die chemisch reduktive Kupferabscheidung untersucht. Es zeigen sich deutliche Veränderungen im Stromdichte-Potentialverhalten des Elektrolyten in Abhängigkeit von der chemischen Zusammensetzung, den hydrodynamischen Bedingungen und den verwendeten Zusätze. So verringert zum Beispiel eine Konzentrationsabnahme der Elektrolytbestandteile die Abscheidungsgeschwindigkeit deutlich. Aus den Untersuchungen lassen sich Schlussfolgerungen für die Prozesskontrolle und mögliche Verbesserungen ableiten.


Sun, Yue
Untersuchungen zum Einfluss der Elekrolytzusammensetzung auf die galvanotechnische Nickelabscheidung. - 135 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2010

Bei der Zugabe von Netzmittel zu dem Nickelsulfamat-Elektrolyten verbleiben die inneren Spannungen im wesentlichen in Zugspannungsbereich. Nur mit 2-Ethyhexylsulfat traten bei niedrigen Stromdichten schon Druckspannungen auf. Der Einsatz von verschiedenen Zusätzen, Glanzbildnern und Einebner führt zu Nickelschichten ausschließlich im Druckspannungsbereich. In diesem Schichten findet man im Vergleich zu nur netzmittelhaltigen Elektrolyten S und C im Konzentrationsbereich jeweils um 0,1 m-%, wobei der Einbau dieser Elemente mit der Erhöhung der Hydrodynamik, der Abscheidung an einer Scheibenelektrode noch zunimmt. Der Gehalt an S und C führt auch zu höheren Härtewerten der Nickelschichten. An den dünnen und schmalen IS-Meter-Streifen ergibt sich eine ungünstige Schichtdicken- bzw. Stromdichteverteilung, so dass an den Randbereichen wesentliche höhere Stromdichten auftreten, und man somit nur durchschnittliche innere Spannungen messen kam. Mittels Hilfselektroden beim modifizierten IS-Meter bzw. beim MSM 200-System erhält man wesentlich gleichmäßigere Schichten, so dass der Stromdichteeinfluss auf die inneren Spannungen besser untersucht werden kann. Insbesondere diese Untersuchungen sollten bei weiteren Arbeiten fortgesetzt werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/644111771sun.txt
Scheibe, Stefan
Phasenanalyse mit EBSD im System Gold-Aluminium. - 90 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2010

Die folgende Arbeit befasst sich mit der Charakterisierung des Wachstums von intermetallischen Gold/AluminiumPhasen mit Hilfe von EBSD. Dafür werden einerseits Golddrahtbondverbindungen auf Aluminiumschichten, als auch Aluminiumdrahtbondverbindungen auf Goldsubstraten für EBSD zielgerichtet präpariert. Zusätzlich soll das Phasenwachstum verschiedenartig zusammengesetzter Gold/AluminiumSchichtsysteme untersucht werden. Mittelpunkt der Arbeit ist es, bisherige Untersuchungsergebnisse zu uberprüfen, gegebenenfalls zu korrigieren oder zu erweitern. Dabei werden die vielfältigen Möglichkeiten der EBSDUntersuchung herausgestellt und zur Beschreibung der Mikrostruktur der intermetallischen Phasen genutzt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/64239864Xschei.txt
Klose, Holger
Entwurf, Konstruktion und Bau eines Spritzgießwerkzeuges zur Herstellung spritzgegossener Proben, bzw. Bauteile. - 99 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2010

Im Fachgebiet Kunststofftechnik an der TU - Ilmenau werden in der Lehre, bei Praktika der Studenten und in der Forschung unterschiedliche thermoplastische Probekörper bzw. Bauteile benötigt oder verwendet. Die Herstellung erfolgt über das Spritzgießverfahren in speziellen Spritzgießwerkzeugen. Um das Spektrum an Kunststoffformteilen zu realisieren, werden unterschiedliche spezielle Werkzeuge benötigt. Eine kostenintensive Anschaffung mehrerer kompletter Werkzeuge ist die Folge. Der Ein- und Ausbau eines Spritzgießwerkzeuges in eine Spritzgießmaschine ist ein sehr zeitintensiver Vorgang. Deshalb wurde ein Werkzeug entwickelt bei dem die Formeinsätze manuell austauschbar sind. Dabei bleibt das Mutterwerkzeug (Grundwerkzeug) ohne die Formeinsätze zu jederzeit in der Spritzgießmaschine. Im Formeinsatz werden alle spezifischen Anforderungen der Spritzteile integriert. Die funktionelle Trennung vom Grundwerkzeug hat den Vorteil, das Auswerfer- und Angusssystem an das herzustellende Formteil angepasst sind. Die Gestaltung der Formeinsätze erfordert die Berücksichtigung der Anforderungen, die durch die Prozessparameter beim Spritzgießen erzeugt werden. Der reproduzierbare Spritzgießprozess bleibt auch nach einem Formeinsatzwechsel bestehen. Das Spritzgießwerkzeug wurde mit einem Formeinsatz für Probekörper konzipiert und konstruktiv für den Werkzeugbau bereitgestellt. Alle Randbedingungen für weitere Formeinsätze wurden berücksichtigt.


Reißig, Markus
Konzeption und Entwurf eines Prüfstandes zur Ermittlung der Wärmeleitfähigkeit von Kunststoffen. - 165 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2010

Kunststoffe erlangen eine immer stärkere Bedeutung als leistungsfähiger Konstruktionswerkstoff. Bei der Herstellung von Kunststoffbauteilen durchlaufen die Kunststoffe eine Reihe von Fertigungsschritten. Die chemische Industrie als Rohstoffhersteller, erzeugt die Ausgangsprodukte wie Granulate oder Pulver. Diese wiederum werden von Aufbereitern und Compoundierern veredelt. Um schließlich bei Kunststoffverarbeitern zu Halbzeugen und Fertigprodukten verarbeitet zu werden. Aufgrund ihres Aufbaus müssen Kunststoffe bei jedem Arbeitsschritt aufgeschmolzen werden, um diese zu verarbeiten. Gleichzeitig schädigt die thermische Belastung die innere Struktur der Kunststoffe. Dieser Prozess lässt sich nicht vermeiden, da Kunststoffprodukte mit Urformverfahren wie Spritzgießen, Extrusion und Schäumen hergestellt werden. Um die thermischen Belastungen durch die Verarbeitung zu verringern und dabei die Eigenschaften von Kunststoffprodukten zu verbessern, werden die Prozessparameter der Fertigungsverfahren vermehrt durch Simulationen ermittelt. Für aussagekräftige Simulationen werden jedoch Materialkennwerte benötigt, die die Eigenschaften der Kunststoffe beim Verarbeitungsprozess widerspiegeln. Ziel dieser Arbeit war ein Prüfstand zu entwickeln, der in der Lage ist, die Wärmeleitfähigkeit von Kunststoffen nahe den Bedingungen beim Spritzgießprozess zu ermitteln. Genauer bedeutet dies, dass die Wärmeleitfähigkeit in Abhängigkeit der Temperatur und auch in Abhängigkeit des Druckes bestimmt werden soll. Im Zuge dieser Aufgabe wurden eine Reihe von Methoden vorgestellt, wie die Wärmeleitfähigkeit gemessen werden kann. Um anschließend aus der geeignetsten Methode ein Konzept zu entwickeln, wie diese Methode konstruktiv umgesetzt werden kann. Ergebnis des Konzeptions- und Konstruktionsprozess ist der Technische Entwurf am Ende dieser Arbeit.


Petrasch, Sebastian
Entwicklung einer Methodik zur Abschätzung des Ausgasungsverhaltens von Vakuumdämmstoffen. - 114 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2010

Ausgangspunkt dieser Arbeit war die Überlegung, das Einsatzgebiet von Vakuumisolationspaneelen (VIP) zu erweitern und diese in Systemen mit höheren Temperaturen (z.B. thermische Flachkollektoren) einzusetzen. Ausgasungen des Kernmaterials können den Vakuumdruck im Inneren vergrößern und werden durch steigende Temperaturen beschleunigt. Ein höherer Druck führt zu einer Steigerung der Gaswärmeleitfähigkeit und damit einer Verringerung der Dämmwirkung des VIP, in denen die Gaswärmeleitfähigkeit durch Evakuieren des Kerns normalerweise nahezu null ist. In dieser Arbeit wurden verschiedene Faserkernmaterialien bezüglich ihres Ausgasungsverhalten bei Erwärmung untersucht. Zur quantitativen Erfassung der Ausgasungen wurden die Proben im Vakuum während einer 24h-Heizperiode (Heiztemperatur 230&ring;C; mittlere Probentemperatur 160&ring;C) gewogen und somit die Ausgasungsmassen direkt gemessen. Um die qualitative Zusammensetzung der abgegeben Stoffe zu identifizieren, wurden die ausgegasten Stoffe zeitgleich mit einem Massenspektrometer analysiert. Mit Hilfe der Gaszusammensetzung ist eine Zerlegung des totalen Masseverlustes in gasartspezifische Masseverluste und mit ihnen die Umrechnung in Partialdruckänderungen möglich (Modell der idealen Gasgleichung). Diese Partialdrücke verursachen Änderungen der Gaswärmeleitfähigkeit je Gaskomponente, die in eine gesamte Änderung der Gaswärmeleitfähigkeit für das Gasgemisch umgerechnet werden können. Die Ergebnisse zeigen, dass die unbehandelten Materialien Ausgasungsraten zwischen 1 und 9 mg je g Probenmasse aufzeigen, wobei Materialien mit Bindemitteln die höchsten Masseverluste vorweisen. Die Gaswärmeleitfähigkeit des Gasgemisches ist jedoch nach Berechnungen bereits ab ca. 0,8 mg/g Ausgasungsmasse voll ausgebildet. Alle Ausgasungen sind vor allem durch einen hohen Wasseranteil bis zu 90% bei Binder freien Materialien gekennzeichnet. Der verbleibende Teil setzt sich aus H2 (ca. 2%), CO (ca. 4%) und CO2 (ca. 4%) zusammen. Enthält das Material Bindemittel, so sinkt der Wasseranteil der Ausgasungen auf ca. 40-50%. Hingegen steigt der Restanteil, der auf sich zersetzende Bindemittel beruht. Schlussfolgernd ist festzuhalten, dass die unbehandelten Materialien (vorzugsweise ohne Binder) definitiv eine Temperaturvorbehandlung mindestens zur Eliminierung von Wasser benötigen, um sie für "Hochtemperatur-VIPs" einsatzfähig zu machen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/640719929petra.txt
Herzog, Peter
Grenzen und Potenziale höchstfester Stähle beim Laserschweißen. - 92 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2010

Zur Herstellung innovativer Automobile sind innovative Fertigungsprozesse nötig. Die Daimler AG hat mit der "RobScan" - Technologie, einer Remote - Laserstrahlschweißanlage, ein solches zukunftsträchtiges Fertigungsverfahren entwickelt, welches dem im Automobilbau vorherrschenden Schweißverfahren des Widerstandspunktschweißens Konkurrenz macht. Die Aufgabe in dieser Diplomarbeit besteht darin, pressgehärteten Stahl mit Hilfe des "RobScan" - Verfahrens zu verschweißen. Dieser wird eingesetzt um crashrelevante Teile für das Fahrzeug herzustellen und ist somit extrem wichtig für die Fahrzeugsicherheit. Es kommen 2 typische Blechverbindungen zum Einsatz, wie sie derzeit an einer aluminiumbeplankten Seitenwand aus Stahl verwendet werden. Die Problematik des beim Schweißen verwendeten pressgehärteten Stahls, stellt dessen Korrosionsschutzbeschichtung dar, welche beim Laserschweißen intermediäre Phasen in der Schweißnaht ausbildet, die zu einer signifikanten Herabsetzung der Nahtfestigkeit führen. - In dieser Diplomarbeit wird deshalb eine Schweißvorschrift entwickelt, mit der diese Phasen vermieden werden können. Außerdem werden Möglichkeiten untersucht, die Nähte an den beiden Blechverbindungen hinsichtlich ihrer Festigkeit zu verbessern. Zu diesem Zwecke werden auch Werkstoffe mit alternativen Beschichtungen herangezogen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/63894225Xherzo.txt
Hoffmann, Bianka
Optimierungsversuche zur Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit und der Festigkeit von Mischsystemen hergestellt aus hochdestillierten Pechen und Mesophasenpechen. - 136 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2010

In dieser Arbeit "Optimierungsversuche zur Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit und der Festigkeit von Mischsystemen hergestellt aus hochdestillierten- und Mesophasenpechen" sollen die physikalischen Eigenschaften von schlickergegossenen Bauteilen verbessert werden, besonders die elektrische und thermische Leitfähigkeit. In einigen Anwendungen, speziell im Bereich Tiegel für Elektronenstrahlverdampfungsanlagen oder induktionsbeheizte Tiegel, reichen derzeit die thermischen und elektrischen Eigenschaften von schlickergegossenen Bauteilen nicht aus. Die Thermoschockbeständigkeit ist zu gering und die Bauteile überstehen selten einen Auf- und Abheizzyklus oder der elektrische Widerstand ist zu hoch und die eingespeiste Leistung genügt nicht zum Schmelzen des Metalls. Die Idee hinter dieser Arbeit ist, zwei unterschiedliche Pechtypen zu mischen und somit die Werkstoffoptimierung vorzunehmen. Hochdestillierte Peche bringen dabei eine hohe Festigkeit und Mesophasenpeche eine hohe Wärmeleitfähigkeit. Die hochdestillierten Peche werden mit 25 %, 50 % und 75 % Mesophasenpech gemischt, in einen Schlicker überführt und in Gipsformen gegossen. Dabei werden zwei unterschiedliche Probentypen erhalten- Pillen für die Charakterisierung des Brennverhaltens der Proben und Platten für die Bestimmung der physikalischen Eigenschaften. Die erhaltenen Proben werden getrocknet, die Platten anschließend carbonisiert, graphitiert und zerschnitten, um die jeweiligen Probendimensionen für die unterschiedlichen Messverfahren zu erhalten, wie zum Beispiel Vier- Punkt- Biegeprüfung, Quecksilber- Porosimetrie, RFA und die Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit und elektrischen Leitfähigkeit. Mit Hilfe der Penetrationsmessung, eine neu eingeführte Messmethode zur Charakterisierung des thermomechanischen Verhaltens, werden die grünen schlickergegossenen Pillen analysiert. Ziel dieser Arbeit ist es, eine Mischung mit guten thermischen und elektrischen Eigenschaften bei gleichzeitig guten Festigkeiten zu finden. Somit wäre es möglich für jede Anwendung die Eigenschaften, durch Mischen von unterschiedlichen Ausgangspechen, maßzuschneidern.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/638749697hoffm.txt
Lotz, Sebastian
Erzeugung einer homogenen Aluminiumdotierung in Silizium durch eutektische Legierungsbildung. - 100 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2010

Seit Beginn der industriellen Fertigung von Solarzellen gibt es fortlaufende Bemühungen den Wirkungsgrad zu steigern und gleichzeitig die Herstellungskosten zu senken. Die in dieser Arbeit untersuchte Methode zur Erzeugung einer p+ Dotierung in monokristallinen Siliziumsubstraten, unter Verwendung physikalisch abgeschiedener Aluminiumschichten, ermöglicht im Gegensatz zum derzeitigen Stand der Technik eine zukünftige Reduktion der Substratdicke, da die Durchbiegung (Bow) verringert werden kann. Der Einsatz einer Abdeckschicht, die auf die dünne Aluminiumschicht durch Siebdruck aufgebracht wird, erlaubt eine zusätzliche Reduktion des Bows. Mit einer Bestimmung der Leerlaufspannung sowie der Ladungsträger-Lebensdauer kann gezeigt werden, dass die Abdeckung den Dotierprozess nicht nachteilig beeinflusst. Entsprechend theoretischen Überlegungen basierend auf dem binären Aluminium-Silizium Phasendiagramm, kann das Dotierprofil durch eine Änderung der Aluminiumdicke sowie der Prozesstemperatur gezielt beeinflusst werden. Daneben wird durch eine Auswahl geeigneter Maßnahmen eine Verbesserung der Homogenität der dotierten Schicht angestrebt. Zur Charakterisierung werden Schichtwiderstandsmessungen und REM-Untersuchungen durchgeführt. In einem weiteren Untersuchungsfeld werden verschiedene Ätzlösungen erprobt, mit dem Ziel das Eutektikum sowie Rückstände und Ausscheidungen auf der Oberfläche der dotierten Schicht möglichst effektiv zu entfernen. Auf Basis der erarbeiteten Technologie werden abschließend Solarzellen mit p- sowie n-Typ Substraten produziert und durch Messung ihrer Kennlinie charakterisiert.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/638188989lotz.txt
Grosch, Stefan
Untersuchung von Oberflächen von Silizium-Wafern mittels Laserreflexion. - 75 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2010

Die Bachelorarbeit beschäftigt sich mit der Oberflächenanalyse monokristalliner Siliziumwafer. Für die durchgeführten Versuche wurde ein Laserreflexionsaufbau erstellt. Ein Zusammenhang zwischen Oberflächenstruktur und Reflexionsbild wurde nachgewiesen. In Ansätzen wurde versucht eine mathematische Beschreibung des Reflexionsbildes bei variierender Oberflächenstruktur zu erstellen. Über die Schwankungen der aufgenommenen Messwerte ist versucht worden die Tauglichkeit als sinnvolles Messsystem abzuschätzen um die Oberfläche korrekt zu charakterisieren. Im angefertigten Messaufbau sind die Schwankungen so groß, dass eine genaue Analyse nur bedingt möglich ist und somit im Ausblick auf mögliche Verbesserungen eingegangen wird.


Fischer, Andreas
Systematische Untersuchungen zur Herstellung von transparenten und leitfähigen Oxidschichten (TCO) unter Variation der Herstellungsparameter. - 85 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2010

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Herstellung von transparenten und leitfähigen Zinkoxidschichten durch Magnetronsputtern. Beim Sputtern mit keramischen Targets wurde der Einfluss von Schichtdicke, Leistung, Prozessdruck, Sauerstoffanteil in der Prozessatmosphäre, Dotierung und Temperatur auf optische und elektrische Schichteigenschaften untersucht. Auch die Auswirkungen von Temperaturbehandlung, Feuchtigkeit und Lagerung wurden untersucht. Stichworte: PVD; VSM; Transmission; TCO; AZO; Sauerstoffkonzentration; Temperatur; Temperaturbehandlung; Druck; Dotierung; Alterung; AFM; Leistung; XRD; UV; VIS; NIR


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/635954001fisch.txt
Benkenstein, Andreas
Erzeugung eines Stickstoffplasmas mit einer induktiv beheizten Plasmaquelle bei geringer Leistung. - 97 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2010

Die vorliegende Arbeit thematisiert die Erzeugung eines induktiv gekoppelten Hochdruckplasmas bei niedrigen Quellenleistungen mit Stickstoff als Prozessgas. Ziel war es ein stabiles, mit Stickstoff angereichertes Plasma zu generieren, das für die Untersuchung der Nitrierwirkung auf Stahloberflächen eingesetzt werden kann. Dazu wurde im Verlauf der praktischen Tätigkeit das Gasleitungssystem der verwendeten Plasmaanlage mehrfach umgebaut, so dass Stickstoff auf unterschiedlichen Wegen in die Plasmaquelle eingeleitet werden kann. Außerdem wurden Hardware- und Softwarekomponenten der Anlagensteuerung verändert. Hinzu kam die Realisierung eines Temperaturmesssystems, mit dem die Gastemperatur in situ ermittelt werden kann. Da die Eigenschaften des thermischen induktiv gekoppelten Plasmas durch die Einspeisung von Stickstoff verändert werden, wurde im Anschluss eine praktische und theoretische Untersuchung zur Anpassung des Lastschwingkreises vorgenommen. Die Messung der Gastemperatur und die Beobachtung der Plasmastabilität bei Variation der Anlagenparameter Quellenleistung und Gasfluss wurden verwendet, um eine möglichst stabile und hohe Energieeinkopplung im Plasma zu erreichen. Ähnliche Versuche wurden mit einem dualen Betrieb aus ICP und Glimmentladung durchgeführt. Zusätzlich zur Temperaturbewertung konnte hiermit die Bias-Spannung zur Interpretation der Versuche herangezogen werden. Ferner diente die Glimmentladung zur Erzeugung weiterer Ladungsträger in Bauteilnähe. Nachdem die Quellenparameter, die Gasflussart und die Gasflussmenge auf die gewünschten Randbedingungen angepasst waren, wurde ein Prozessablauf erarbeitet, der eine Randschichtmodifikation mit Härtesteigerung zur Folge haben sollte. Zur Schichtbefundung wurden metallografische Schliffe angefertigt, die hinsichtlich der Struktur und der Eindringtiefe untersucht wurden. Dabei wurden extern nitrierte Proben als Referenz genutzt, um Vergleiche mit Bauteilen aus den Vornitrier- und Nitrierversuchen anzustellen. Weitere Schichteigenschaften, wie Stickstoffgehalt und Mikrohärte, wurden ermittelt, um die Begutachtung der Nitrierergebnisse zu erweitern. Die untersuchten Proben der Nitrierversuche wiesen Nitrierschichten auf. Mit einer Prozessmodifikation konnte bei einer Behandlungszeit von 1h eine Schicht erzeugt werden, die der der Referenzprobe in Härte und Schichtdicke entsprach.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/635882787benke.txt
Pfeiffer, Jan
Untersuchungen zum Bauteilverhalten von Stanz- und Umformbauteilen im Schweißprozess . - 126 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2010

Das Laserstrahlschweißen findet in der Industrie eine immer breitere Anwendung. Durch die prozessspezifischen Vorteile bietet es vor allem dort Möglichkeiten, wo eine begrenzte Wärmezufuhr verlangt wird. So können Werkstoffe besser ausgenutzt und der Verzug reduziert werden. Um die Verzugsarmut dieses Verfahrens noch weiter zu optimieren, muss eine große Anzahl von Parametern berücksichtigt und angepasst werden. Die vorliegende Arbeit liefert eine Optimierungslösung für eine Schweißbaugruppe bei der Herstellung eines Doppelkupplungsgetriebes. Die Anzahl der bekannten Einflussgrößen wurde unter Berücksichtigung der Rahmenbedingungen des Prozesses reduziert. Die weiteren Untersuchungen sind im Rahmen einer statistischen Versuchsplanung durchgeführt worden. Ergebnisse dieser Studien wurden mittels einer Varianzanalyse, Signifikanztest und Konfidenzbetrachtung ausgewertet. Abschliessend werden Aussagen über die Möglichkeit den Laserstrahlprozess kurz- bzw. mittelfristig zu beeinflussen, um die Formänderung zu minimieren getroffen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/630311277pfeif.txt
Machalett, Marie-Christin
Konzeption von Strahlführungselementen für einen mikrooptischen Sensor. - 118 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2010

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich, einerseits mit der werkstofftechnologischen Optimierung der fotostrukturierbaren Gläser FS21 und Foturan und andererseits mit dem Design von Strahlführungselementen, auf Basis eines vorgegebenen Sensoraufbaus, in ein monolithischen Glasbauteils. - Die werkstofftechnologische Optimierung widmet sich der Erhöhung der IR-Strahlungsabsorption und der Erzielung eines feinkörnigen Gefüges der fotostrukturierbaren Gläser. Die Modifizierung, der einzustellenden Eigenschaften, fand über den Fotoformprozess statt. Anhand verschiedener experimenteller Methoden wurde der Einfluss der Belichtungsenergiedichte und der Temperzeit auf die einzustellenden Eigenschaften des Glases analysiert. Zum Erreichen eines feinkörnigen Gefüges wurde der Schwerpunkt auf ein einstufiges Temperregime mit einer Haltezeit bei der Keimbildungstemperatur gelegt. Dabei konnte zwischen der Transmissionsminderung der Plasmonenanregung des Silbers, der Kristallgröße und -anzahl einen Zusammenhang hergestellt werden. Aus der Erhöhung der Belichtungsenergiedichte und Temperzeit resultierende Gefügemodifizierung beeinflussen die Größe und Anzahl der Kristalle. - Der zweite Teil der Arbeit beschäftigt sich mit den Konzepten zur Integration einer Blendenfunktion und Strahlführungsfunktion sowie zur Herstellung solch eines monolithischen Glasbauteils. Mit der Optiksoftware ASAP konnten zwei Konzepte von Strahlführungselementen auf Basis eines vorgegebenen mikrooptischen Sensoraufbaus erarbeitet werden. Im Zuge einer Recherche wurde ein für den Fotoformprozess geeignetes Verfahren (Variation der Maskentransmission) für die Strukturierung in die Tiefe von fotostrukturierbarem Glas ermittelt. Die für die Strukturierung notwendigen Parameter, wie Belichtungsenergiedichte, Temperzeit und Tempertemperatur wurden bereits im ersten Teil der Arbeit ermittelt. In Verbindung mit den gewonnenen Parametern und der Variation der Maskentransmission konnte ein Konzept zur Herstellung eines mikrostrukturierten Glasbauteils erstellt werden. In der Optik wird großer Wert auf die Oberflächengüte gelegt. Zur Verbesserung der Oberflächengüte wurden abschließend Feuerpolitur-Versuche durchgeführt.


Bochentin, Stefan
Korrosionsverhalten von Dichtungssystemen auf Fahrzeugblenden. - 72 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2010

Die vorliegende Bachelorarbeit wurde von mir in Zusammenarbeit mit der BMW AG in München durchgeführt. Die Aufgabe der Arbeit bestand darin, eine Literaturrecherche und Analyse für die Grundlagen der Korrosion für den Anwendungsfall Dichtsystem auf Fahrzeugblende darzustellen. Desweiteren musste das Konstruktionskonzept Blende / Dichtung unter Berücksichtigung verschiedener Aluminiumlegierungen / -beschichtungen und Elastomerzusammensetzungen erforscht werden. Den praktischen Teil dieser Arbeit stellte die Abprüfung der unterschiedlichen Konstruktionskonzepte und Elastomerrezepturen in Standartkorrosionstest dar. Das Ziel war eine Aussage zum Korrosionsverhalten von Blenden in Abhängigkeit von den Inhaltsstoffen der Elastomerdichtungen zu treffen.


Krooß, Tim
Herstellung und technisch-wirtschaftliche Potenzialanalyse von Aluminiumschaum-Polymer-Bauteilen. - 79 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2010

Die Erforschung von High-Tech-Materialien ist für den industriellen Fortschritt unerlässlich geworden. Forderungen nach multiplen Fähigkeiten, Kosteneffizienz, Sicherheit und Umweltfreundlichkeit sind stets ausschlaggebend für innovative Werkstoffe. Konventionelle Werkstoffe reichen oftmals nicht mehr aus, um technisch anspruchsvolle Einsatzgebiete allein abdecken zu können. Daher haben Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde eine enorme Entwicklung durchlaufen und werden sich in Zukunft auch weiter profilieren können. - Im Rahmen dieser wissenschaftlichen Arbeit wurden die Herstellung hybrider Metallschaum-Polymer-Bauteile im Labormaßstab dokumentiert und die Erzeugnisse auf ihre Eigenschaften hin untersucht. Es handelt sich dabei um Hybrid Bauteile aus Aluminiumschaum und Polypropylen. Die Zielsetzung dieser Arbeit umfasst die Identifikation der Potenziale hinsichtlich Herstellung und Anwendung des Hybridwerkstoffes. Neben der technischen Betrachtung wurden zusätzlich der wirtschaftliche und umwelttechnische Standpunkt als Kriterium hinzugezogen.


Nicolai, Katja
Verbesserung der Haftfestigkeit, Duktilität und Leitfähigkeit der Kupferschicht auf Polyestergestricken. - 109 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2010

Durch verkupferte Polyesterfadenmaterialien ist es möglich, das Gebiet der flexiblen Elektronik zu erweitern und eine optimale Integration von mikroelektronischen Komponenten in technischen Textilien, so genannten "Smart Textiles", zu ermöglichen. "Smart Textiles" sind multifunktional. Sie können nicht nur im Bereich der Kommunikation, der Datenspeicherung sowie im Energie- und Informationstransfer sondern auch in der Automobilindustrie und der Medizin angewendet werden. Durch weitere Variationen kommen sensorische und aktorische Eigenschaften hinzu. Dadurch gibt es heute viele neuartige Produkte wie textile Lichtquellen, Kommunikationshandschuhe, textile Heiz- und Kühlsysteme, integrierte Sprachdisplays, Energiespeichersysteme, Schmelzsicherungen, elektrolumineszierende Bauteile usw. In dieser Arbeit wird die Kupferschicht auf Polyesterfadenmaterialien hinsichtlich Haftfestigkeit, Duktilität und elektrischer Leitfähigkeit unter folgenden Aspekten untersucht: 1. weitere Methoden zur Vorbehandlung des Polyesters, insbesondere die Anwendung von multifunktionalen Aminen. 2. Die Prüfung der stromlosen Einzelfadenverkupferung auf Vorteile gegenüber der herkömmlichen Verkupferung im Gestrick. 3. Die Verwendung eines Pyrophosphat-Kupferelektrolyten für die galvanische Verstärkung der stromlos aufgebrachten Schicht. Als Ergebnis soll der Verfahrensablauf durch eine Kombination von verbesserter Vorbehandlung des Polyesters hinsichtlich stromloser und im Anschluss galvanischer Verkupferung weiterentwickelt werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/618960406nicol.txt
Höland, Sascha
Untersuchungen des Einflusses eines Magnetfeldes auf elektrochemische Reaktionen an rotierenden Elektroden. - Online-Ressource (PDF-Datei: XXIV, 97 S., 4,99 MB)
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2010

Ziel dieser Arbeit soll der Aufbau von rotierenden Elektroden für Magnetfelduntersuchungen und Untersuchungen zur Überlagerung der von Magnetfeld und Rotation beeinflussten Hydrodynamik sein. Dazu werden Scheibenelektroden in Kombination mit Redoxelektrolyten eingesetzt. Des Weiteren werden Messungen an ebenen Elektroden durchgeführt, um den Einfluss der Magnetfeldstellung zum elektrischen Feld festzustellen. Außerdem folgen Untersuchungen, damit der Geometrieeinfluss der Abscheidungszelle und der Einfluss des Elektrolytvolumens dargestellt werden können. Ein weiterer Arbeitspunkt ist die Klärung des Magnetfeldeinflusses auf die Nickelabscheidung. Die zu untersuchenden Parameter sind neben der Magnetfeldstärke und seiner Stellung zum elektrischen Feld die Stromdichte, die Zusammensetzung der Elektrolyte, der Einsatz von organischen Zusätzen, sowie die Abscheidung mit Partikeln im Größenbereich von ca. 150 nm. Die Schichten werden umfassend mittels Röntgendiffraktometrie, Elektronenmikroskopie, Querschliff und GDOES charakterisiert. Diese Arbeit ist eine Fortführung meiner Studienarbeit, die sich mit der Konstruktion, dem Aufbau und der Erprobung einer geeigneten Rotationseinrichtung, die auch im Hochfeldmagneten einsetzbar ist, beschäftigte.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/618780556hoela.txt
Burkhardt, Florian
Kleben von Gewindebolzen auf faserverstärkte Kunststoffe in automobilen Anwendungen. - 99 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009

In der Automobilindustrie werden zunehmend Leichtbaukomponenten eingesetzt. Das Ziel sind weitere Energieeinsparungen. Der Einsatz von kohlefaserverstärkte Kunststoffverbunden (CFK) bietet dabei ausreichende Festigkeit und ein geringes Gewicht. Die Montage von CFK Bauteilen in Fahrzeugen erfordert neue Wege in der Verbindungstechnik. Dabei werden konventionelle, metallische Verbindungselemente klebtechnisch auf CFK Bauteilen aufgebracht. Es wurde nach einer Lösung gesucht, mit der sich Gewindebolzen auf CFK Bauteile kleben lassen. Die besondere Herausforderung ist, dies in industriellem Maßstab in produktionsbedingt kurzen Taktzeiten vollautomatisiert sicherstellen zu können. Hierfür ist eine Positioniertreue des Bolzens spätestens 10 Sekunden nach der Applikation erforderlich, nach 120 Minuten muss die geforderte Endfestigkeit erreicht sein. Diese Endfestigkeit darf unter Alterungsbedingungen im Klimawechseltest nicht signifikant zurückgehen. Diese Diplomarbeit untersucht auf dem Markt verfügbare Klebstoffe auf ihre Eignung als Bolzenklebstoff auf einem CFK Substrat. Erste Versuchsreihen wurden mit 16 Klebstoffen in Hinsicht auf eine grundsätzliche Eignung für die Positioniertreue und der damit in Verbindung stehenden Aushärtegeschwindigkeit durchgeführt. In einer zweiten Versuchsreihe, bei der die Anzahl der Klebstoffe auf 6 Materialien als Folge der Ergebnisse der ersten Versuchsreihe reduziert werden konnte, wurden die mechanischen Eigenschaften der aussichtsreichsten Klebstoffe in einer eingrenzenden Montagefestigkeitsversuchsreihe durch Zugversuch der hergestellten Verbindung ermittelt. In der abschließend durchgeführten vergleichenden Messung mit 3 Klebstoffen wurden die spezifischen Eigenschaften der Klebstoffe mit den höchsten Festigkeitswerten genauer bestimmt. Die Klebstoffe, welche die dabei besten Eigenschaftswerte erreichten, wurden einer Nutzwertanalyse unter den Gesichtspunkten Wirtschaftlichkeit, Festigkeit und Verarbeitungsprozess unterzogen. Darauf basierend konnte eine Empfehlung für ein heißhärtendes Polyurethanklebstoffsystem und ein Zweikomponenten-Methacrylatklebestoffsystem ausgesprochen werden, die beide gute Ergebnisse in allen bewerteten Kategorien mit geringen Streubreiten aufweisen konnten.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/616179367burkh.txt
Bolle, Anika
Korrosionsuntersuchungen an reduktiv abgeschiedenen Nickelschichten. - 193 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009

In der hier angefertigten Arbeit, ließen sich nur bedingt Übereinstimmungen der aufgezeigten Messwerte untereinander erkennen. Durch Vergleiche mit anderen Literaturquellen ergaben sich bessere Übereinstimmungen. Mit Hilfe von Ruhepotentialmessungen (Open Circuit Potential, OCP), Stromdichte-Potential-Kurven (SPK, potentiodynamische Polarisation) und unter Beobachtung des Einflusses der Geschwindigkeit der Spannungsänderung (Scanrate, SR) auf die Messergebnisse wurde das Korrosionsverhalten der genannten Ni/P-Schichten charakterisiert. Weiterhin erfolgte eine Dokumentation der Reaktionen bei Verkleinerungen der Messfläche und unter Verwendung einer veränderten Messzelle. Durch Auswertung der OCP-Messungen und der SPK wurden folgende Messgrößen ermittelt: OCP, Korrosionspotential, -stromdichte, kathodische, anodische Tafelgerade, Polarisationswiderstand, Durchbruchspotential und die Dicke der abgetragenen Schicht. Diese Messwerte wurden in linearen und halblogarithmischen Stromdichte-Potential-Diagrammen dargestellt und in Abhängigkeit vom Phosphorgehalt und dem pH-Wert der Elektrolyte graphisch erfasst. Mikroskopieaufnahmen vor und nach den Messungen lieferten Aussagen zu korrosionsbedingten Strukturveränderungen auf der Substratoberfläche. Durch Kombination der Informationen aus den SPK und den Mikroskopieaufnahmen ließen sich Rückschlüsse auf Oberflächenreaktionen in den verschiedenen Medien ziehen. Für niedrigphosphorhaltige Proben ergaben die Untersuchungen einen Angriff der Phasengrenzen wodurch selektive Korrosion sichtbar wurde. Bestätigen ließen sich diese Reaktionen durch ihr, verglichen mit den anderen Proben, zumeist weiter im negativen Bereich liegendes Korrosionspotential. Bei mittel- und hochphosphorhaltigen Nickelschichten konnte eine i.A. bessere, auf die nobleren Korrosionspotentiale und niedrigeren Korrosionsstromdichten zurückzuführende, Korrosionsbeständigkeit in sauren Medien ermittelt werden. Für neutrale bis basische Elektrolyte kehrte sich das Reaktionsverhalten teilweise um. Die mikroskopischen Aufnahmen zu den mittel- und hochphosphorhaltigen Schichten zeigen zurückgehende Oberflächenveränderungen mit zunehmendem Phosphorgehalt auf.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/612146901bolle.txt
Heiden, Nadine
Untersuchungen zur Plasmabehandlung von hartmetallhaltigen Pulvern mit dem thermischen Induktionsplasma (ICP). - 111 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009

Im Rahmen dieser Diplomarbeit wird das Verhalten zweier hartmetallhaltiger Pulver (Cr3C2/NiCr, WSC) bei einer Behandlung mit dem induktiv gekoppelten Hochfrequenzplasma (ICP) untersucht. Zudem findet eine Optimierung der Prozessparameter statt. Ziel ist dabei die Oberfläche der Chromkarbid-Nickelchrom-Partikel zu verdichten und bei dem Wolframschmelzkarbid eine möglichst große Anzahl an sphärischen Partikeln zu erhalten. Um diese Vorgabe zu erreichen, wurde unter anderem der Sphäroidisierungsgrad der Pulver in Abhängigkeit von verschiedenen Parametern wie Pulverdurchsatz, Leistung, Druck und Gaszusammensetzung ermittelt. Für die werkstofftechnische Charakterisierung der Pulver wurden diverse Untersuchungsmethoden herangezogen. Der Optimierungsprozess umfasst auf der einen Seite eine Plasmaanpassung durch die Variation des Wasserstoffanteils und der Leistung und auf der anderen Seite die Variation der Pulverförderrate. Kriterium für die Auswahl der optimierten Plasmaparameter ist der Sphäroidisierungsgrad, der Auskunft über den Anteil der modifizierten Partikel gibt. - Die Ergebnisse zeigen, dass für das Chromkarbid-Nickelchrom-Pulver (Cr3C2 / NiCr) die einheitliche Behandlung des Ausgangspulvers mit dem ICP nicht sinnvoll ist. Es ist nicht möglich, in einem Prozess alle Komponenten so zu modifizieren, dass nach der Behandlung die geforderten Eigenschaften für die weitere Anwendung erhalten bleiben. Das Umschmelzen der einzelnen Komponenten im Plasma wäre jedoch problemlos realisierbar. Beim Wolframschmelzkarbid (WSC) konnte ein Sphäroidisierungsgrad von nahezu 100 Prozent nachgewiesen werden. Und somit, dass das ICP eine alternative und effektive Möglichkeit bietet. Auf Basis der Ergebnisse werden wichtige Behandlungsparameter identifiziert und durch ökonomische Betrachtungen ergänzt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/610142364heide.txt
Lorenz, David
Herstellung und Charakterisierung von Titannitrid-Schichten für trockene EEG-Elektroden. - 79 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009

In der vorliegenden Arbeit wird die Bestimmung der Prozessparameter für die Herstellung von Titannitridschichten, die Charakterisierung der Schichten, sowie deren Anwendung als Schichtmaterial für EEG-Elektroden beschrieben. Die Schichten werden auf einer LAB 500 Magnetronsputteranlage der Firma Leybold mit Magnetronsputterquellen der Firma Ionx hergestellt. - Die Herstellung der Schichten erfolgt auf zwei Wegen. Dem reaktiven rf-Magnetronsputterprozess und dem ARC-Verfahren. Die Ergebnisse der beiden Herstellungsverfahren werden miteinander verglichen. - Schlüsselworte: - Titannitrid - Messverfahren: Lineare van-der-Pauw, REM, XRD, GDOS, ESP-Mikrohärtemessung, Hall-Messung, Schichthaftung - Kriterium für Schichtcharakterisierung: spezifischer elektrischer Widerstand


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/609955047loren.txt
Xie, Yun
Untersuchungen zur Verkupferung von Polyestertextilien. - 107 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009

Derzeit spielt die Technologieentwicklung zur Herstellung von "Smart Textiles" eine wichtige Rolle. Diese "intelligenten" Textilfäden sind multifunktionell einsetzbar, insbesondere ist ihre elektrische Leitfähigkeit von Bedeutung. Die Herstellung verkupferter Polyestermaterialien wäre statt der Versilberung von Polyamidfäden ein erheblicher Fortschritt, denn sie sind kostengünstig und thermisch stabil. Der Hauptschwerpunkt dieser Arbeit liegt in der stromlosen Verkupferung von Polyestertextilien. Durch die Anwendung von Aminen und die Variation des Kupferelektrolyten hinsichtlich des Einsatzes von Netzmitteln wurden die Eigenschaften der verkupferten Polyestermaterialien untersucht.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/609873652xie.txt
Grieseler, Rolf
Untersuchung zur Phasenausbildung von Metallsiliziden durch PVD und Temperprozesse besonders das Platin-Silizium-System. - 61 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009

Diese Arbeit befasst sich mit der Herstellung und Untersuchung der Eigenschaften von Platinsiliziden. Dabei wurden verschiedene Herstellungsmethoden verwendet. Zunächst wurde Platin und Silizium auf ein Siliziumsubstrat mittels Magnetronsputtern aufgebraucht. Dabei wurden verschiedene Schichtfolgen verwendet. Zum einen wurde eine Silizium- und eine Platinschicht von jeweils 100nm Dicke hergestellt, zum anderen wurde ein Mehrschichtsystem aus fünf Schichten mit alternierender Schichtfolge gesputtert. Anschließend wurden die Schichten auf drei verschiedene Arten getempert. Es wurden Rapid Thermal Annealing (RTA), Pulsed Laser Annealing (PLA) und das Tempern in einem Quarzrohrofen genutzt. Das Tempern wurde in einem Temperaturbereich von 400&ayn;C bis 900&ayn;C durchgeführt. Anschließend wurden die so entstandenen Schichten auf ihre elektrischen Eigenschaften hin untersucht. Hierbei zeigte sich, dass es möglich ist, den spezifischen Widerstandes in Abhängigkeit von der Temperatur in drei Bereiche einzuteilen. Diese drei Temperaturbereiche waren einmal die ungetemperte Probe, dann von 400&ayn;C bis 650&ayn;C und schließlich 700&ayn;C bis 900&ayn;C. Diese Einteilung ist exakt nur für die RTA getemperten Proben zulässig, bei den QRO getemperten Proben liegt die Temperatur etwa 50K unterhalb dieser.Die Dreiteilung konnte mit Hilfe der Röntgendiffraktometrie (XRD) den Phasenumwandlungspunkten im Zweistoffdiagramm zugeordnet werden. Weiterhin wurde der prozentuale Massenanteil der einzelnen Phasen in der Schicht mit Hilfe des Programms TOPAS bestimmt. Als besonders auffällig zeigte sich dabei die Probe, die aus dem Mehrschichtsystem mit Silizium als Deckschicht bestand. Diese zeigte trotz des höheren Siliziumanteils des Ausgangsschichtsystems im getemperten Zustand bei 400&ayn;C eine Phase als Hauptbestandteil, die wesentlich mehr Platin enthält. Ebenfalls konnte diese Probe mit dem Mehrschichtsystem und Silizium als Deckschicht als einzige mit Pulsed Laser Annealing getempert werden. Mit dem Transmissionselektronenmikroskop wurden schließlich Untersuchungen zur Durchmischung und Schwindung der Schichten durchgeführt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/60505858Xgries.txt
Lauberbach, Konrad
Technische und kommerzielle Einflussfaktoren von Seltenerdmagneten auf die Motoren für die Verstellungen in Sitz und Fensterheber. - 109 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009

Die vorliegende Arbeit wurde am Institut für Werkstofftechnik im Fachgebiet Werkstoffe der Elektrotechnik an der Technischen Universität Ilmenau erstellt. Die Arbeit beschreibt ausgehend von den Grundlagen des Magnetismus, den Eigenschaften von Dauermagneten und deren Auswirkungen auf Leistungsmerkmale von Elektromotoren die unterschiedlichen Arten von Seltenerdmagneten in Verbindung mit ihren Vor- und Nachteilen. Hierbei werden sowohl unterschiedliche Werkstoffpaarungen wie etwa Neodym, Eisen und Bor oder auch Samarium und Kobalt als auch verschiedenste Fertigungsverfahren, die sich entsprechend den Herstellungsschritten Legierungsherstellung, Pulvererzeugung und Formgebungsverfahren gliedern, detailliert vorgestellt. Darüber hinaus werden die technischen Möglichkeiten aufgezeigt, die mit dem Einsatz kunststoffgebundener, gesinterter, isotroper und anisotroper Magnetqualitäten einhergehen. Dabei wird weniger die Leistungserhöhung als eine konsequente Volumen- und Gewichtsreduktion in den Vordergrund gerückt und stets der Vergleich mit Ferritmagneten gezogen. Weiterhin werden auch grundlegende Vor- und Nachteile gegenüber herkömmlichen Dauermagneten herausgearbeitet, zukünftige Entwicklungsmöglichkeiten aufgezeigt und eine den brosespezifischen Anforderungen gerechte Bewertung verschiedener Alternativen mittels einer Nutzwertanalyse erstellt. Im zweiten Teil der Arbeit werden zunächst die globalen Vorkommen der Rohstoffe beleuchtet bevor auf die Strukturen der Supply Chain eingegangen wird. Neben einer Darstellung der Patentsituation auf dem Markt der Seltenerdmagnete wird auch ein Ausblick auf die Entwicklung der entsprechenden Rohstoffmärkte gegeben. Schließlich soll eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung ein Werkzeug schaffen, mit dem die Gewinnschwelle für den Einsatz von Seltenerdmagneten in unterschiedlichen Motoranwendungen ermittelt werden kann.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/604705344laube.txt
Hopfeld, Marcus
Untersuchungen zu adaptiven Oberflächen mit NTE-Keramik für Hochtemperaturanwendungen - Pulvercharakterisierung. - 64 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009

Das Projekt "Hochtemperatur-Funktionalisierung von adaptiven Oberflächen-Mikrostrukturen - "Haifischhaut" und "Lotus"-Effekt", welches von der Deutschen Forschungsgemeinschaft e.V. im Rahmen des Schwerpunktprogramms 1299 (Haut) gefördert wird, beschäftigt sich mit der Entwicklung von strukturierbaren, sich selbst reinigenden und den Strömungswiderstand optimierenden Beschichtungen. Eine Zielstellung dieser Entwicklungen ist die Verwendung derartiger Schichten in Flugzeugturbinen. Durch die geforderten Schichteigenschaften können ökonomische und ökologische Vorteile, wie z.B. die Verringerung des Wartungsaufwands und die Senkung des Kraftstoffbedarfs genutzt werden. - Im Rahmen des Projektes befasst sich diese Arbeit mit Untersuchungen der Synthese einer Keramik mit negativem Ausdehnungskoeffizienten (Y2W3O12) innerhalb einer Superlegierung auf Co-Basis mit positivem Ausdehnungskoeffizienten. Der Syntheseprozess aus den Ausgangspulvern Y2O3 und WO3 sowie der Einfluss von deren Partikelgrößenverteilungen werden untersucht. Darüber hinaus wird das thermische Verhalten von unterschiedlichen angefertigten Mischungen aus Y2O3, WO3 und einer CoNiCrAlY-Legierung analysiert. Dies erfolgt im Hinblick auf die Keramiksynthese und den vorgesehenen thermischen Spritzprozess. Es erfolgen qualitative und quantitative Beschreibungen der vorhandenen sowie der entstehenden Phasen. Die Ergebnisse der umfangreichen Untersuchungen werden mit Ansätzen für die Weiterentwicklung adaptiver Oberflächen verknüpft.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/60113494Xhopfe.txt
Lindner, Steffen
Prozessbedingte Interaktion zwischen Spritzgieß- und anderen Produktionsprozessen in Montagelinien. - 99 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009

Auf Basis der Grundlagen des Spritzgießprozesses sowie der Gedanken der Lean Production wurden Fertigungsbereiche für Einspritzventile analysiert. Schwerpunkt war die Erfassung der Schnittstellen, der Puffer sowie die Instandhaltung. Durch die unterschiedliche Integration ergeben sich Stärken sowie Schwächen der einzelnen Konzepte. - Die Auswertung der Linienanalyse ergab, dass viele Gedanken der Lean Production beim Umspritzen berücksichtigt werden. Die Gestaltung des Materialflusses, die Nivellierung der Produktion, Schnellrüsten sowie das Visual Management sind in den Fertigungsbereichen umgesetzt. Probleme stellen derzeit die Einhaltung von 1-zu-1 Beziehungen sowie die Gestaltung der Bestände dar. - Durch die Integration in den Montageprozess können 1-zu-1 Beziehungen realisiert werden. Bei Poolfertigung, sowie Fertigung auf parallelen Anlagen, ist die Nachverfolgbarkeit schwierig. Auch der Konflikt mit den Beständen kann gelöst werden, indem sie definiert sind und so keine Verschwendung im Sinne der Lean Production darstellen. Durch eine Störungsanalyse kann der Sicherheitsbestand ermittelt werden, der für eine Prozessabsicherung notwendig ist. Bei der Gestaltung des Puffers ist auf einen geeigneten Materialfluss zu achten. - Anhand der Ergebnisse der Linienanalyse wurde ein Konzept für die Umspritzung erarbeitet. Durch den Einsatz kleiner Ladungsträger kann der Bestand in der Fertigung bei gleicher Funktion reduziert werden. Mit aktiver Kühlung kann der Bestand zusätzlich herabgesetzt werden. Das exakte Einsparpotential durch eine Kühlung muss aufgrund des komplexen Wärmeübertragungssystems durch Versuchsreihen ermittelt werden. Um den Bestand minimal zu gestalten, ist eine Kombination aus kleineren Werkstückträgern sowie einer aktiven Kühlung ideal. Der bei der Dimensionierung berechnete Bestand kann sich durch Optimierungen im Fertigungsprozess verändern. Daher ist eine regelmäßige Überprüfung des Bestandsoptimums notwendig. - Durch eine Berechnung der Bestände anhand der Störungscharakteristik kann eine Stabilisierung der bisherigen Prozesse erreicht werden. Um konstante Prozessparameter erzielen zu können ist es außerdem wichtig, dass der Mitarbeiter die Handlingsaufgaben während der Zykluszeit sicher erledigen kann. Nur so kann eine schwankende Zykluszeit bei regelmäßiger Teilezufuhr vermieden werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/600055574lindn.txt
Siefert, Kathleen
Herstellung und Charakterisierung reibungsarmer und verschleißfester Schichten durch den Einsatz thermischer Beschichtungsverfahren. - 120 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Herstellung thermisch gespritzter Pleuellagerschichten. Durch eine thermisch gespritzte Schicht sollen die derzeit verwendeten Lagerschalen vollständig ersetzt werden. In vorangegangen Arbeiten wurden diesbezüglich Versuchsproben mit einer CuSn-Legierung und dem Hybrid-Lichtbogendrahtspritz-Verfahren (HLDS-Verfahren)beschichtet. Die Schichten weisen jedoch ein inhomogenes Gefüge mit teilweise sehr großen Poren sowie einer mangelnden Schichthaftung auf, was bisher stets zu einem frühzeitigen Versagen der Lagerschicht führte. Im Rahmen dieser Arbeit wurden zwei Werkstoffsysteme auf CuNi-Basis sowie zwei weitere Beschichtungsverfahren untersucht, inwiefern damit eine Verbesserung der Schichteigenschaften zu erreichen ist. Dafür wurden Versuchsproben hergestellt und mittels unterschiedlicher Werkstoffprüfmethoden analysiert. Es konnte gezeigt werden, dass durch den Einsatz des Lichtbogendrahtspritz-Verfahrens (LDS-Verfahren) sowie durch die Verwendung von CuNi-Legierungen sowohl das Gefüge, die Anpassungsfähigkeit als auch die Haftfestigkeiten der Schichten signifikant verbessert werden können. Für einen späteren Serieneinsatz sind jedoch noch weitere Optimierungsmaßnahmen erforderlich.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/595783317siefe.txt
Günschmann,, Sabine
Vergleichende Studien zum Plasmaspritzen keramischer Schichten. - 89 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009

In dieser Arbeit geht es um vergleichende Studien zum Plasmaspritzen keramischer Schichten. Dabei sollen qualitativ hochwertige Schichten auf der Basis von Al2O3 zur Anwendung als Verschleißschutz- und Isolationsschicht hergestellt werden. Die zu vergleichenden Verfahren sind das Induktionsplasmaspritzen (ICP) und das Gleichstromplasmaspritzen (DCP). Die so hergestellten Schichten sollen hinsichtlich ihrer Eigenschaften untersucht werden. Dabei ist insbesondere die thermisch bedingte Phasenumwandlung des Al2O3 von Bedeutung. Sie kann mit den konventionell verwendeten Verfahren nicht vermieden werden. - Als Pulver kommen dabei Aluminiumoxidpulver in reiner Form und Aluminiumoxid- und Titanoxidpulvergemische zum Einsatz. Die Pulver für das ICP sind erst fraktioniert und sphärodisiert worden. Anschließend wurden Versuche zur Partikelverformung durchgeführt. Nur die Pulverfraktionen, welche einen Sphärodisierungsgrad von >95% aufweisen, sind zum Einsatz gekommen. Bei den Verformungsversuchen wurde festgestellt, dass eine Substrataufheizung von > 400&ayn;C eine bessere Partikelverformung bewirkt. Deshalb wurden folglich die Substrate beim ICP vorgeheizt. Bei den ICP-Versuchen ist der Abstand von der Lanze zum Substrat variiert worden. Bei den Versuchen des DCP´s wurde die Stromstärke und in Abhängigkeit davon auch die Pulverförderrate verändert. - Die mit dem DCP hergestellten Schichten haben im Vergleich zu den ICP-Proben die besseren Schichteigenschaften. Die gemessene Porosität, Haftzugfestigkeit, Verschleißfestigkeit und Rauigkeit sind beim ICP deutlich schlechter. Dafür konnte beim DCP trotz des Einsatzes des phasenstabilisierenden TiO2 die Entstehung der Phase nicht vermieden werden. Bei dem ICP hingegen ist vermutlich nur die Alpha-Phase entstanden. Außerdem kann man mit diesem Verfahren eine wesentlich höhere Schichtdicke erzielen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/593452364guens.txt
Tümmler, Michael
Röntgenografische Spannungsuntersuchungen an Schichtsystemen. - Online-Ressource (PDF-Datei: XII, 88 S., 3,81 MB)
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009
Enth. außerdem: Thesen

Im ersten Teil dieser Arbeit werden die verschiedene Spannungsmessmetoden mittels Röntgendiffraktometrie miteinander verglichen und analysiert. Im folgenden sind diese im Rahmen der Erprobung eines Biegemoduls innerhalb eines Diffraktometers an Hartmetallschichtsystemen verifiziert wurden. Der zweite Teil dieser Diplomarbeit befasst sich mit den verschiedenen Möglichkeiten der experimentellen Bestimmung von tiefenveränderlichen Eigenspannungszuständen in Hartstoffschichten. Ziel ist es, einachsige Eigenspannungstiefenverteilungen im intermediären Bereich zwischen der Werkstoffoberfläche und dem Volumen zu ermitteln, einem Bereich, der mit den konventionellen Röntgenbeugungsverfahren nicht mehr zu erfassen ist. Im Rahmen einer Recherche werden zunächst die zur Verfügung stehenden experimentellen Methoden der Eigenspannungsgradientenermittlung zusammengestellt und in ihren wichtigsten Eigenschaften dargelegt. Besonderen Wert wird in der Arbeit auf die Untersuchung mit der Methode "multiple hkl" gelegt, welche es erlaubt, Spannungsgradienten in Materialien zu untersuchen. Hierbei werden die Proben unter verschiedenen festen Einstrahlwinkeln über einen Detektorscan untersucht und die somit erhaltenen Spannungswerte können im Anschluß als Verlauf gegenüber der Eindringtiefe der Röntgenstrahlung aufgetragen werden. Das untersuchte Material in der Arbeit betrifft die Hartstoffschichten aus TiCN, Al2O3 mit CVD aufgebracht und TiAlN welches mit PVD aufgebracht wurden ist.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/592063917tuemm.txt
Li, Yu
Einfluss der Hydrodynamik auf die galvanische Abscheidung von Metallschichten. - 133 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009

Zur Charakterisierung der Hydrodynamik verschiedener Strömungssysteme durch Aufnahme von SPK die Stoffübergangszahlen zu ermitteln. Unter Variation der Strömungsintensität erfolgen Zinkabscheidungen an Stäben in Abhängigkeit vom Elektrolyttyp und von der Stromdichte sowie die Aufnahme von SPK. Die erzielten Zinkschichten sind hinsichtlich ihrer Oberflächentopographie und Schichtdicke einzuschätzen. Aus den Ergebnissen gilt es optimale Arbeitsbereiche festzulegen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/591464500li.txt
Völker, Magdalena
Untersuchung der Einsatzmöglichkeiten von faserverstärkten Kunststoffen in Wasserkraftwerken. - 119 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2008

Das Ziel dieser Arbeit ist es, die Bauteile in Wasserkraftwerken zu identifizieren, in denen ein Einsatz von faserverstärkten Kunststoffen möglich und sinnvoll ist. - Nach einer Einführung in Wasserkraftwerke und Faserverbundwerkstoffe werden zuerst die Komponenten vorgestellt, in denen Faserverbunde schon heute in Wasserkraftanlagen eingesetzt werden. Die anschließende Suche nach neuen Einsatzmöglichkeiten folgt einem Trichter-Verfahren, in dem zuerst eine möglichst umfangreiche und vollständige Liste der Komponenten erstellt wird, die möglicherweise aus Faserverbunden gefertigt werden können. Diese Liste potentieller Anwendungsmöglichkeiten wird über Materialeigenschaften von Faserverbunden, Erfahrungen von Wasserkraftexperten, Diskussionen über gegenwärtige Verbesserungspotentiale und abgesteckte Anforderungen systematisch entwickelt. - Anschließend wird sie in weiteren Gespräche und in Workshops mit Wasserkraft und Materialexperten auf die interessanten Bauteile reduziert. - Die erfolgten Untersuchungen ergaben, dass es durchaus möglich ist, mehrere Komponenten aus faserverstärkten Kunststoffen in Wasserkraftwerken einzusetzen. Um definitive Einsatzempfehlungen geben zu können, müssen allerdings tiefergehende Untersuchungen (Machbarkeitsstudie, Prototyp, Test) erfolgen. - Auch besteht gerade hinsichtlich Beschichtungen und Kosten-Nutzen-Aufwand die Notwendigkeit weiterer Forschungsarbeiten.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/578675013voelk.txt
Beyer, Matthias
Ölvergleichstest an Axialzylinderrollenlagern unter Beachtung der Veränderungen im Gefüge. - 84 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2008

Im Rahmen dieser Diplomarbeit wird ein Ölvergleichstest auf dem Wälzlagerschmierstoff-Prüfgerät FE8 der DIN 51819 nach dem ZF-Pittingtest durchgeführt. Der Aufbau der Prüfmaschine FE8 wird kritisch unter der Einbeziehung der zu realisierenden und einzuhaltenden Prüfbedingungen diskutiert und so umgerüstet, dass die messbaren Bedingungen über der Laufzeit der Prüfläufe konstant gehalten werden können. - Für die Prüfläufe werden Lager der Baureihe 81212 aus dem Wälzlagerstahl $100Cr6$ mit vergleichbarer Oberflächenqualität aus einer Gesamtheit von Lagern ausgewählt. Die ausgewählten Lager werden mit den Prüfbedingungen nach dem ZF-Pittingtest mit zwei unterschiedlichen Prüfölen bis zum Ausfall belastet. - Die statistische Auswertung zeigt eine höhere Laufzeit der Lager bei dem Prüföl I. Da sich aufgrund stark streuende Prüfzeiten bei dem Prüföl I die Vertrauensbereiche vermutlich überschneiden, ist die Aussage allerdings unter diesem Gesichtspunkt zu betrachten. Zusätzlich ist die unterschiedliche Qualität der Prüflager zu beachten. - Bei darauf folgenden werkstofftechnischen Untersuchungen sind weiss angeätzte Rissen in ausgefallenen Scheiben des Prüföls II erkennbar. Nach den Prüfläufen mit dem Prüföl I konnte im Rahmen dieser Arbeit kein weiss angeätzter Riss gefunden werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/574213023beyer.txt
Bienger, Pierre
Reproduzierbare Bereitstellung verschiedener Precursoren für den PECVD-Prozess. - 81 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2008

Im ersten Teil der vorliegenden Diplomarbeit wird die Konstruktion eines Ferrocenverdampfers beschrieben. Dieser ist in der Lage, den Precurser ohne Resublimation in die Prozesskammer einzuleiten. Dadurch ermöglicht er die Abscheidung eisenhaltiger DLC-Schichten über den PECVD-Prozess. - In anschließenden Versuchen wird die Reproduzierbarkeit des Abscheidungsprozesses bestimmt. Die auf diese Weise abgeschiedenen eisenhaltigen DLC-Schichten werden auf Eigenschaftsänderungen in Abhängigkeit des Eisenanteils der Schicht untersucht. - Die Entwicklung eines Versuchsaufbaues zur praxisnahen Abscheidung von hydrophoben und hydrophilen DLC-Schichten auf Nanodrucksieben wird im zweiten Teil der Arbeit durchgeführt. Die dafür benötigten Prozessparameter werden experimentell bestimmt. Durch die Modifizierung der Oberflächenenergie der DLC-Schicht verbessert sich die Druckqualität. Außerdem wird die Anzahl der Schaltungen pro Fläche erhöht.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/573883041bieng.txt
Kehr, Andreas
Plasmabehandlung von Si-Pulver mit dem induktiv gekoppelten HF-Plasma. - 95 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2008

Um die erneuerbaren Energien als Alternative zu fossilen Energieträgern attraktiv zu machen, ist es wichtig, die Effizienz bei ihrer Nutzung weiter zu erhöhen. Dieses Ziel lässt sich im Bereich der Herstellung von Solarzellen u.a. durch die Steigerung deren Produktivität sowie die Senkung der Produktionskosten erreichen. In diesem Zusammenhang kommt dem Verbrauch von Reinstsilizium eine entscheidende Bedeutung zu. - Im Rahmen dieser Arbeit wurden Möglichkeiten untersucht, nanometerfeines Siliziumpulver, das bei der Waferherstellung anfällt und bislang auf Grund seiner schlechten Handlingeigenschaften ungenutzt blieb, aufzuarbeiten. Hierzu stand eine ICP-Anlage des Fachgebietes "Plasma und Oberflächentechnik" der technischen Universität Ilmenau zur Verfügung. - Da durch die sehr kleinen Korngrößen des Ausgangspulvers der Einsatz konventioneller Pulverförderer nicht möglich war, musste in einem 1. Schritt ein System entwickelt werden, das eine Förderung von nanometerfeinem Pulver ermöglicht. Hierzu wurde der Pulverförderer P5-3 entwickelt, der auf dem Prinzip eines Wirbelbettfördersystems arbeitet und einen durchgängigen Pulverfluss sicherstellt. - Eine Kompaktierung des Ausgangsstoffes im ICP wurde zum Einen mit Sphäroidisierungsversuchen getestet. Eine Parameteroptimierung im Bezug auf die Generatorleistung der Plasmaanlage, den Umgebungsdruck und den Wasserstoffzusatz zeigte, dass ein Umschmelzen des Ausgangspulvers in größere, runde Partikel möglich ist. Zum Anderen wurde eine direkte Abscheidung des aufgeheizten Pulvers auf unterschiedlichen Trägermaterialien untersucht. Es wurde festgestellt, dass es besonders bei der Kompaktierung auf einem heißen Stahlsubstrat zur Ausbildung eines polykristallienen, dichten Siliziumkörpers kommt, wobei ca. 50% des eingebrachten Pulvers umgesetzt werden konnten (Sphäroidisierung max. 10%). - In weiteren Tests sollte die Eignung des ICP's erprobt werden, mit dem zur Verfügung stehenden Si-Pulver Si-Schichten auf Trägermaterialien (vorrangig Graphit) abzuscheiden. Die erste Versuchsreihe hierzu diente der Optimierung folgender Parameter: Generatorleistung, Kesseldruck und Spritzabstand. Weitere Versuchsreihen zeigten, dass Graphitsubstrate am geeignetsten zur Erzeugung von Siliziumschichten sind und dass eine Veränderung der Substratoberfläche sowie der Substrattemperatur deutlichen Einfluss auf die Qualität des Erzeugnisses haben.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/570592259kehr.txt
Schramm, Leander
PTWA coating of operating stressed Diesel engines. - 140 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2008

In der Diplomarbeit wird die Herstellung von PTWA gespritzten 0,82% Kohlenstoff-Stahlschichten auf Zylinderlaufflächen untersucht. Die Schichten werden mittels des rotierenden PTWA-Brenners auf die Innenseite von Zylinderbohrungen aufgetragen und hinsichtlich ihrer Gefügestruktur charakterisiert. - Im Rahmen der Diplomarbeit werden die Einflüsse einer möglichen Dezentrierung des PTWA-Brenners, der Plasmastromstärke und des Wasserstoffgehaltes im Plasma auf die erzeugte Spritzschicht untersucht. Die Schichtqualität wird hinsichtlich der Schichtstärke, Schichtporosität, Härte, Oxidationsgehalt und Oxidphasen analysiert, wobei Optische-, Eindring- und Röntgen-Verfahren zum Einsatz kommen. - Die Positioniergenauigkeit des PTWA-Brenners hat einen Einfluss auf die Schichtqualität hinsichtlich der Schichtstärke und Schichtoxidation und darf für einen Zylinderbohrungsdurchmesser von 83 mm nicht über 7 mm liegen. - Der Wasserstoffgehalt im Plasma, der für 12,5 % und 30 % untersucht wird, beeinflusst die Plasmaeigenschaften hinsichtlich Plasmadruck und Plasmaleitfähigkeit, nicht aber die Schichtqualität. - Durch den Strom I und den jeweilig angepassten Drahtvorschub wird die Schichtqualität, speziell die Schichtstärke, Porosität, Härte und Oxidation der PTWA Schicht beeinflusst. - Durch das Beschichten und anschließende Honen von betriebsbeanspruchten Grauguss Dieselmotoren kann nachgewiesen werden, dass das mechanische Aufrauen durch ein Gewinde ähnliches Profil auf Grund fehlender Hinterschneidungen nicht erfolgreich ist. Prinzipiell ist das mechanische Aufrauen mittels eines Sägezahn oder Schwalbenschwanzprofils möglich. Das Vorbeschichten durch einen Ni/Al Haftgrund anstelle eines mechanischen Aufrauprofils zeigt keine Delamination oder Zerstörungen der Schicht nach dem Honen. - Ebenso wird im Rahmen der Diplomarbeit mittels eines 3D-CAD Programmes eine universale Motorenaufnahme, welche der Motoren Zustellung für die Beschichtung dient, konstruiert und erfolgreich eingesetzt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/570592046schra.txt
Eckert, Julia
"Herstellung bioinerter Keramikschichten mit dem thermisch, induktiv gekoppelten HF - Plasma (ICP). - 97 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2008

In dieser Arbeit geht es um die Herstellung einer Keramikschicht auf einem Stahlsubstrat mit Hilfe des induktiv gekoppelten Hochfrequenzplasmas. Diese Schicht soll später Anwendung in der Knieendoprothetik finden. Für die Herstellung der Keramikschicht wird eine Mischung aus 20% Aluminiumoxid und 80% Titanoxid ausgewählt. Das Ziel ist es, eine 400æm starke Schicht mit einer möglichst geringen Porosität zu erzeugen. - In der entstehenden Schicht darf sich jedoch kein Gamma - Aluminiumoxid befinden. Dieses ist im menschlichen Körper lösbar. Um die Entstehung der Gamma - Phase zu vermeiden, muss eine langsame Abkühlung der Aluminiumoxidpartikel realisiert werden. Aus diesem Grund wird mit einem induktiv gekoppelten Hochfrequenz Plasma gearbeitet. - Für die Ermittlung der effektivsten Parameter der Anlage wurde eine Sphärodisierung des Pulvers durchgeführt. Um das Vorhandensein der Gamma - Aluminiumoxidphase ausschließen zu können, wurde das Pulver mit dem XRD untersucht. Da diese Phase nicht nachgewiesen werden konnte, ist mit den ermittelten Parametern weiter gearbeitet worden. - Die mit diesen Parametern erzeugten Spritzschichten wurden auf ihre Schichtdicke und Porosität untersucht. - Die Ergebnisse der Versuchsreihen machten deutlich, dass es möglich ist, die gestellten Anforderungen für Keramikspritzschichten weitestgehend zu erfüllen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/566528185ecker.txt
Thomas, Georg
TBC-Schichten für Turbinenschaufeln. - 85 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2008

Im Rahmen dieser Diplomarbeit soll im Auftrag der Firma ALSTOM(CH) AG, eine Optimierung der Plasmaparameter für das atmosphärische Plasmaspritzen von Yttrium stabilisierten Zirkonoxidschichten als Bestandteil von TBC - Schichten hinsichtlich erhöhter Effektivität des Beschichtungsprozesses erfolgen. - Die praktische Versuchsdurchführung besteht aus dem Herstellen von Spritzflecken und Schichten zur Beurteilung von Auftragswirkungsgrad und Porengehalt der Schicht. Im Rahmen der Optimierung wurden Düsen mit zylindrischer (V0 8mm) - und Laval (V21 11 bzw. 12,1mm) - Kontur verwendet und auf ihre Vorteilhaftigkeit für den Spritzprozess getestet. Im Vorfeld wurden ein mathematisches Modell zum Bestimmen der Plasmakennwerte und der Partikelgeschwindigkeiten erarbeitet. Der Optimierungsprozess umfasst eine Plasmaanpassung (Variation des Wasserstoffanteils, des Gesamtgasdurchsatzes, der Stromstärke und Leistung) sowie eine Injektoranpassung (veränderlicher Pulverinjektordurchmesser und Pulverförderrate) für jede Düse. Kriterium für die Auswahl der optimierten Parametersätze (Plasmaparameter, Pulverinjektionsparameter) ist der DE-Wert (Auftragswirkungsgrad) und die Porosität der Schicht. Im direkten Vergleich mit der Ausgangssituation konnte der Auftragswirkungsgrad von durchschnittlich 33 % auf rund 54 % (V0 - 8mm Düse) bzw. 63 % (V21 - 11 mm Düse) gesteigert werden. Schichtqualität und Porosität konnten auch mit den neu erarbeiteten Parametersätzen im Rahmen der Vorgaben gehalten werden. Wichtiger für einen kommerziellen Einsatz ist die Steigerung des Pulverauftrags pro Minute von 27 g/min auf 54 (V0 - 8mm) bzw. 63 (V21 - 11mm) g/min. Dadurch ergibt sich eine verkürzte Zeit für den Beschichtungsprozess, was den höheren Aufwand an Betriebsmitteln (Wasserstoff, Strom) relativiert. Die in dieser Diplomarbeit gewonnen Ergebnisse zeigen, das eine Optimierung des APS - Spritzprozesses für die TBC - Beschichtung von Turbinenschaufeln erfolgreich möglich ist.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/566461781thoma.txt
Hupel, Christian
Untersuchung zur Applikation von nanoskaligem Silber mittels Flammenpyrolyse . - 83 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2008

Die vorliegende Diplomarbeit befasst sich mit der Erzeugung einer Beschichtung aus Silber-Nanopartikeln, die in eine Matrix aus Siliziumoxid eingelagert werden. Es soll untersucht werden, ob die Abscheidung einer physikalisch festen, chemisch resistenten und antibakteriell wirksamen Beschichtung mittels des Verfahrens der Flammenpyrolyse möglich ist. - Dazu wurden in einer speziell gestalteten Beflammungsanlage neben silizium-organischen Verbindungen, auch verschiedenste Silbersuspensionen verdüst und der Flamme zugeführt. Durch eine systematische Variation der Abscheidunge-parameter und eine Bewertung der erzeugten Schichten hinsichtlich der o.g. Merkmale, wurden schrittweise die Einflussgrößen zur Erzeugung einer optimalen Schicht gewonnen. Zur Anwendung kamen dabei ausgewählten Analyseverfahren (XPS, RFA, AFM), sowie verschiedene Schnelltests (Antibakterieller Test, Abriebtest und Test der chemischen Beständigkeit). - Im Verlauf der Untersuchung zeigte sich, dass eine sehr hochkonzentrierte Silbersuspension angewendet werden muss, damit auch nach einwirkender Belastung eine gute antibakterielle Wirksamkeit garantiert werden kann. Weiterhin waren mehrere Beschichtungsdurchläufe und eine jeweils geringe Beschichtungszeit notwendig, um die thermische Belastung auf das Substrat zu begrenzen. - Es gelang mit Hilfe der Flammenpyrolse eine abriebfeste, chemisch resistente und antibakteriell sehr wirksame Beschichtung zu erzeugen. Diese ist einer vergleichbaren Sol-Gel-Beschichtung aufgrund ihrer Eigenschaften und aus finanzieller Hinsicht deutlich überlegen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/564545899hupel.txt
Mayor Sánchez, César Ricardo
Untersuchungen zur Herstellung von Bariumhexaferritpulvern mit Co2+/Ru4+ -Dotierung. - 94 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2008

In dieser Arbeit wurde die Herstellung von Bariumhexaferritpulvern (BHF) mit Co2+/Ru4+ -Dotierung mittels der Glaskristallisationstechnik (GKT) im ternären System BaO-B2O3-Fe2O3 durch partielle Substitution des Eisenoxids im Gemenge untersucht. Ergebnisse aus der Fachliteratur und erste Untersuchungen weisen auf ein großes Potenzial von BHF mit Co2+/Ru4+ -Dotierung für die Absorption hochfrequenter elektromagnetischer Felder hin. Jedoch sind die Ergebnisse nicht reproduzierbar. Als Ursache wurden Entmischungen in der Schmelze vermutet. Ziel der Arbeit war es, diese Entmischungen zu charakterisieren, Möglichkeiten zur homogenen Flakeherstellung aufzuzeigen und dann die Zusammenhänge zwischen Schmelz- und Kristallisationsbedingungen sowie Eigenschaften der Co2+/Ru4+ -dotierten BHF zu bestimmen. Die Untersuchung der Schmelzprozedur zur Herstellung homogener Flakes wurde mittels der Variation der Schmelzbedingungen (Parameter) in der Sekundärschmelze: Haltedauer, mechanisches Rühren und Temperatur, durchgeführt. Zur Bewertung der Einflüsse der Parameter auf die Flakes- und Pulvereigenschaften wurden DDK-Analysen an den Flakes (Bewertung der Kristallisationsprozesse), chemische Analysen der Zusammensetzung mittels ICP-OES und Cerimetrie, Dichtemessungen, röntgenografische Analysen der Kristallphasen (XRD), Rasterelektronenmikroskopie (REM) und elektromagnetische Messungen (VSM) durchgeführt. Die Röntgendiffraktogramme zeigen, dass die Flakes röntgenamorph sind. Das Kristallisationsverhalten der Flakes ist unabhängig von den realisierten Schmelzbedingungen. Flüssig-Flüssig-Entmischungen sind in den Flakes nicht vorhanden. Die ICP-OES und Cerimetrische Untersuchungen zeigen, dass die beste Homogenität in der chemischen Zusammensetzung ohne Rühren mit hoher Temperatur erricht wurde, aber der Ru-Anteil in den Flakes nur etwa 1/5 bis 1/4 des theoretischen Wertes beträgt. Nach Untersuchungen an den Flakes, konnten neue geeignete Prozessparameter für die Herstellung von homogeneren Flakechargen abgeleitet werden. Die Pulverproben weisen nur die Bariumhexaferritphase aus. Bei der Co2+/Ru4+ -Dotierung bleibt der Kristalltyp M erhalten. Mittels ICP-OES Untersuchungen wurde ermittelt, dass die Substitutionsraten der Pulver nahezu gleich sind. Das trifft auch für die Co/Ru -Verhältnisse in den Pulvern zu. Somit scheinen die unterschiedlichen Schmelzprozeduren nicht signifikant die chemische Zusammensetzung der Pulver zu beeinflussen. Nach REM Untersuchungen an den Pulvern und ICP-OES Untersuchungen an den Flakes wurde festgestellt, dass ein Kausalzusammenhang zwischen der Zusammensetzung in den Flakes und der Kristallgröße und -morphologie besteht. Die magnetischen Kennwerte der BHF waren nicht optimal. Das Verhältnis Ms/jHc ist kleiner im Vergleich zu alten Versuchen. Ursache sind die zu geringen Ru-Anteile in den Pulvern, die aus geringen Anteilen in den Flakes resultieren.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/560628145mayor.txt
Rudloff, Madlen
Untersuchung ausgewählter Eigenschaften von Gelen für die Kieselglasherstellung. - 125 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2008

Die vorliegende Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Erzeugung von Kieselglas über den Sol-Gel-Prozess. Die Zusammensetzung des Sols sowie die Prozessparameter beeinflussen die Eigenschaften und die Struktur des entstehenden Gels. Der Herstellungsprozess gliedert sich in fünf Teilschritte: - 1. Herstellung der Sole - entsprechend einer Versuchsmatrix wurden verschiedene Sole hergestellt - Variation der SiO2-Quellen TEOS und pyrogene Kieselsäure sowie des Ethanolgehalts - 2. Gelierung - Aufnahme von Viskositäts-Zeit-Kurven - anschließend weitere Beschreibung der Gelierkinetik mittels Penetrationsprüfung - 3. Alterung - Bestimmung von Biegefestigkeit und E-Modul mit Dreipunkt-Biege-Messung nach 24 und 168 Stunden - Entwicklung eines neuartigen Versuchsaufbaus zur Charakterisierung der Schwindung gerade entstehender Gele - Bestimmung des Langzeitverhaltens der Schwindung - 4. Trockung - überkritische Trocknung der Gele - Aufnahme von Stickstoffsorptionsisothermen ausgewählter Proben - Auswertung mit BET- und BJH-Modell, Darstellung der Porenvolumenverteilung - 5. Sinterung - Charakterisierung des Sinterverhaltens mit DTA, TG und XRD - Bewertung der Glasqualität und Schwindung - Die durchgehende Beschreibung des Synäreseverhaltens wurde erreicht, sowie funktionelle Zusammenhänge zwischen den Anteilen der Ausgangskomponenten am Sol und ausgewählten Geleigenschaften als auch ein optimaler Zeitpunkt zum Entformen komplizierter Bauteile gefunden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/560476442rudlo.txt
Henkel, Matthias
Entwicklung einer Hard- und Software für die Steuerung und Regelung einer Polymermembran-Brennstoffzelle. - 106 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007

In dieser Diplomarbeit wird das Thema "Entwicklung einer Hard- und Software für die Steuerung und Regelung einer Polymermembran-Brennstoffzelle" behandelt. Dabei wird gezielt darauf eingegangen, wie und mit welchen Komponenten ein Teststand aufgebaut wird, um mit einer Polymermembran-Brennstoffzelle Energie zu erzeugen. Zu diesem Zweck wird ein Prozessmodell entwickelt, mit dem die Abläufe der Anlagenkomponenten beschrieben werden können. Des Weiteren werden Hardwarekomponenten (Leistungshardware und Steuerhardware) entwickelt, mit denen die Anlage überwacht und gesteuert werden kann. Um dem Anwender die Möglichkeit zu geben interaktiv mit der Anlage zu agieren, werden 2 Visualisierungen (LCD und PC-Programmoberfläche) geschaffen, um die Prozessdaten der Anlage darstellen zu können.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/550705910henke.txt
Wulff, Harm
Tribologische Untersuchungen an der Werkstoffpaarung Hartmetall/Hartmetall. - 94 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich im Wesentlichen mit den Verschleißuntersuchungen an Hartmetall/Hartmetall sowie Hartmetall/Bronze Werkstoffpaarungen. Sie wurde im Rahmen eines Projektes in Zusammenarbeit der TU Ilmenau mit der Firma Tribo Hartmetall angefertigt. Dabei kamen WC-Hartmetalle auf der Basis von Kobalt und Nickel sowie Bronzelegierungen zum Einsatz. Diese Werkstoffe werden dann in Wasser sowie Ethylen-Hochdruckpumpen bei einem Druck von 300 MPa angewendet. - Im ersten Teil geht es um allgemeine tribologische Grundlagen. Dabei wird auf das tribologische System sowie die Verschleißarten kurz eingegangen. - Im zweiten Teil wird allgemein zu den Werkstoffen, Schmierstoffen kurz etwas gesagt. - Im Hauptteil der Arbeit werden im Wesentlichen die Ergebnisse der tribologischen Untersuchungen ausgewertet. Die Gleitreibpaarung Hartmetall WC-Co mit einem Kobaltgehalt von 8,5 Prozent (V20) gegen Bronze mit einem Kupfergehalt von 87,2 Prozent (KR12) unter Verwendung des Schmiermittels Orites hatte einen Verscheißkoeffizienten von (0,150,21) *10 exp(-6) mm3/Nm. Bei der Gleitreibpaarung Hartmetall WC-Co mit einem Kobaltgehalt von 11 Prozent (V25) gegen Bronze mit einem Kupfergehalt von 89 Prozent (KR16) unter Verwendung des Schmiermittels Paraffin wurde ein Verscheißkoeffizient von (0,150,22)*10 exp(-6) mm3/Nm bestimmt. Diese beiden Gleitreibpaarungen zeigten von allen Hartmetall/Bronzepaarungen das beste Verschleißverhalten auf. Sie kommen im Vergleich zu allen anderen Gleitreibpaarungen für den Einsatz in Hochdruckpumpen am besten in Frage. - Bei der Gleitreibpaarung Hartmetall WC-Ni-Cr mit einem WC Gehalt von 91 Prozent (N09) gegen Bronze mit einem Kupfergehalt von 75 Prozent (CPI 310) ohne Einsatz von Schmiermitteln war der Verschleißkoeffizient (1923,31925,4) *10 exp(-6)mm3/Nm. Bei dieser Werkstoffpaarung war der Verschleiß im Vergleich zu allen anderen Gleitreibpaarungen am größten. - Die Gleitreibpaarungen Hartmetall WC-Co mit 8,5 Prozent Kobalt (V20) gegen Bronze mit 75 Prozent Kupfer (CPI 310) unter Verwendung des Schmiermittels Orites sowie Hartmetall WC-Ni-Cr (N09) mit einem WC Gehalt von 91 Prozent gegen denselben Werkstoff (N09) ohne Schmiermittel zeigten mit einer Reibzahl von 0,01 das beste Reibverhalten.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/547099630harm.txt
Kallmeyer, Rene
Abschätzung der Wärmeströme bei der Reibung von metallischen Werkstoffen auf Eis. - 110 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007

Das Reibungsverhalten einer Kugel aus Polymethylmethacrylat auf Eis wurde hinsichtlich Eistemperatur, Gleitgeschwindigkeit und Normalkraft untersucht. Die Reibungszahl wurde in einem Temperaturbereich von -20 [Grad]C bis -5 [Grad]C bei Gleitgeschwindigkeiten von 0,5 m/s bis 2 m/s unter verschiedenen Normalkräften, 3 N bis 8 N untersucht. Zusätzlich wurde die Temperaturänderung in der Probe nahe dem Reibspalt mittels Thermoelement gemessen. Um für die Untersuchungen einen langen Reibweg mit unbenutztem Eis befahren zu können, sind alle Messungen auf einer Spiralbahn durchgeführt worden. - Mit Hilfe der Pareto-Analyse ist nachgewiesen worden, welche Einflussgröße die größte Wirkung auf die Eistemperatur hat. - Des Weiteren wird begonnen, ein geeignetes FEM-Modell aufzubauen und mit den Experimenten zu vergleichen. Vordergründig geht es dabei um die Simulation der realen thermodynamischen Verhältnisse.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/546245447kallm.txt
Herzer, Kevin
Bestimmung der mechanischen Eigenschaften von Eis bei schlagartiger Beanspruchung. - 82 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007

Die Untersuchungen in der Diplomarbeit "Bestimmung der mechanischen Eigenschaften von Eis bei schlagartiger Beanspruchung" sollen einen Beitrag zur Klärung des Reibprozesses von harten Werkstoffen auf Eis leisten. Denn bis heute werden die der Reibung auf Eis zugrunde liegenden Mechanismen nur unvollständig verstanden. In dieser Arbeit wurden die mechanischen Eigenschaften von Eis bei schlagartiger Beanspruchung ermittelt. Mittels Schlagbiegeversuch nach Charpy (DIN EN ISO 179) sind an gekerbten und ungekerbten Eisprobekörpern die Kennwerte Schlagzähigkeit, Kerbschlagzähigkeit und Elastizitätsmodul in Abhängigkeit von der Eistemperatur und der Belastungsgeschwindigkeit bestimmt worden. - Zur Bestimmung der mechanischen Kennwerte an Eisprobekörpern musste ein geeignetes Verfahren zur Herstellung von möglichst riss- und porenfreien Eisprobekörpern gefunden werden. Eine zweckmäßige Probenkörpergeometrie wurde festgelegt und das konventionelle Pendelschlagwerk PW 5 hinsichtlich der Kühlung der Probekörper während des Versuchs und der Probekörpergeometrie umgebaut. Es wurden insgesamt 180 Eisproben zerschlagen und deren Kraft-Weg-Verlauf aufgezeichnet. Eine Bestimmung der Schlagzähigkeit bzw. Kerbschlagzähigkeit und des Elastizitätsmoduls erfolgte aus der Schlagarbeit und den elastischen Kenngrößen. - Die mechanischen Kennwerte der Eisproben zeigten eine sehr große Streuung, es ergab sich eine rechtslastige Verteilung. Ein Mittelwert nach Gauß konnte nicht zur Auswertung und Darstellung der Ergebnisse benutzt werden, da sich keine Normalverteilung ergab. Aus diesem Grund musste eine geeignete Verteilung gefunden werden, um die gewonnenen Messwerte darzustellen und zu interpretieren. Eine geeignete Verteilung ist die Weibull-Verteilung. Mit dieser Verteilung kann man Werkstoffe beschreiben, bei denen die Eigenschaften sehr stark von einer Fehlergröße (z.B.: Anzahl der Risse im Eis) abhängen und deshalb sehr stark streuen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/541588346herze.txt
Schadewald, Jörg
Untersuchung alternativer Spritzwerkstoffe für Zylinderlaufbahnen. - 70 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007

Wettbewerb und immer neue Auflagen seitens des Gesetzgebers stellen immer wieder große Anforderungen an die Automobilindustrie. Das Verlangen des Kunden nach leistungsstärkeren Fahrzeugen einerseits und die Forderungen den Treibstoff- und Ölverbrauch und damit auch schädliche Emissionen zu senken, führen dazu, dass Automobilhersteller bereits bekannte Konzepte, wie der Einsatz von Leichtmetallen in ihren Produkten einführen müssen. Weiter werden immer neue Konzepte (Brennstoffzellen, Hybridantrieb) untersucht und auf ihre Einsatztauglichkeit im Automobil überprüft. Der Einsatz von Schichten anstelle massiver Bauteile ist nur eine Möglichkeit auf die dabei zurückgegriffen wird. An dieser Stelle soll auch das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderte Projekt &hardcy;NaCoLab (Nanokomposite Laufbahnbeschichtungen) neue Ergebnisse liefern. Es sollen dabei neue Werkstoffe gefunden werden, die durch thermisches Beschichten verarbeitet und als Laufschicht in Zylinderlaufbahnen eingesetzt werden können. Im Rahmen dieses Projektes sollen zudem das von DaimlerChrysler favorisierte Lichtbogendrahtspritzverfahren mit dem Hochgeschwindigkeitsflammspritzen und dem Plasma-Transferred-Wire-Arc- Spraying verglichen und auf seine Tauglichkeit geprüft werden. Diese Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Herstellung thermisch gespritzter Schichten in Zylinderbohrungen durch das Lichtbogendrahtspritzen. Es werden verschiedene Drähte auf ihr Spritzverhalten und auf die Eigenschaften ihrer Schichten hin überprüft. Großes Augenmerk liegt hier auf den mechanischen Eigenschaften (Härte, Abzugsfestigkeit) und auf der Untersuchung des Gefüges der Schichten. Diese sollten, wenn möglich, nanokristalline Hartstoffausscheidungen besitzen, durch die Reibung und Verschleiß dieser Schichten verringert werden soll.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/538800763schad.txt
Hartmann, Christoph
Korrosionsuntersuchungen an Titanwerkstoffen. - 73 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007

Titan und seine Legierungen besitzen eine große Bedeutung als biokompatible Werkstoffe für Ersatzteile des menschlichen Körpers und in der Medizintechnik. Von großer Bedeutung für die Biokompatibilität sind das Korrosionsverhalten und die Toxizität der Korrosionsprodukte. - Im Rahmen dieser Diplomarbeit werden wesentliche Zusammenhänge zum Korrosionsverhalten von Reintitan in verschiedenen körperphysiologischen Lösungen unter Beachtung der gültigen Normen ermittelt und daraus verallgemeinerungsfähige Aussagen abgeleitet. - Hierzu wurde das freie Korrosionspotential des Reintitans ermittelt und betrachtet. Außerdem wurde durch anodische Polarisation die Korrosionsgeschwindigkeit ermittelt und dadurch eine Aussage über die Korrosionsbeständigkeit getroffen. Als Lösungen wurde die Hanks Lösung, eine künstliche Speichellösung und eine Salzlösung verwendet. Alle Lösungen wurden auf verschiedene pH-Werte eingestellt und mit unterschiedlichen Konzentrationen von Fluorid-Ionen versetzt, um die Auswirkung von Zahnpflegeprodukten zu betrachten. - Titan besitzt durch seine schützende Oxidschicht eine ausgezeichnete Resistenz gegenüber den verwendeten Lösungen. Doch beim Vorhandensein von genügend Fluorid-Ionen, verändert sich die Oxidschicht. Diese bricht sogar zusammen, wenn die Fluorid-Ionenkonzentration ausreichend groß ist und der pH-Wert im sauren Bereich liegt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/538333049hartm.txt
Drescher, Viktor
Entwicklung einer Online-Schmelzewiderstandsmesszelle als Werkzeug zur Qualitätssicherung und Ermittlung des Einflusses der Extrusionsparameter bei der Herstellung elektrisch leitfähiger Kunststoffe. - 123 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007

Der erste Teil der Diplomarbeit beschäftigt sich mit dem Aufbau einer Messzelle zur Bestimmung des elektrischen Widerstands einer Polymerschmelze direkt während der Extrusion. Die Umsetzung dieser Messeinrichtung im Labormaßstab erfolgte im Anschluss daran an einem Doppelschneckenextruder (d = 27mm). - Im zweiten Teil wurde jeweils untersucht, inwieweit sich eine Änderung der Maschinenparameter Temperatur, Schneckendrehzahl und Förderrate auf die elektrischen Widerstände, zum einen in der Schmelze, zum anderen an erstarrten, vollständig auskristallisierten Prüfkörpern auswirkt. Die Versuche hierzu fanden jeweils an drei unterschiedlichen rußgefüllten Polymeren statt (Polypropylen (PP), Polytehylen (HDPE) und Ethylenvinylacetat (EVA)). - Da der eigentliche Einsatz einer derartigen Messzelle in der Überwachung der Rußdosierung liegt, behandelt der letzte Teil schließlich die Frage, inwieweit sich eine derartige Messeinrichtung dafür eignet. Aus diesem Grund wurde von jedem der drei Kunststoffe eine Eichkurve mit unterschiedlichen Rußgehalten aufgenommen. Anschließend wurde die Schrittweite reduziert und die genaue Messauflösung anhand einer simulierten Störung der Rußdosierung bestimmt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/537684638dresc.txt
Wenzel, Ute
Feldunterstützter Ionenaustausch in Glas. - 198 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007

In dieser Arbeit wird die Modifizierung des mechanischen und optischen Verhaltens vom photostrukturierbaren Glas FS21 und vom Borosilikatglas Duran durch den Ionenaustausch in Kalium-, Natrium- und Lithiumnitratschmelzen unter Einsatz eines elektrischen Feldes untersucht. Die Eigenschaftsänderungen werden in Abhängigkeit von der Art des elektrischen Feldes, sowohl Wechsel- als auch Gleichfeld, der Prozesstemperatur und -zeit betrachtet. Dazu werden die Biegebruchfestigkeit und der Elastizitätsmodul, die Brechzahlgradienten der ionenausgetauschten Zone in der Glasoberfläche und die Lichtführungseigenschaften bestimmt. Als Grundlage der Veränderungen wird über EDX-Analyse der Konzentrationsverlauf der ausgetauschten Ionen ermittelt. Für FS21 und Duran zeigt sich, dass jeweils ein Parametersatz für den Ionenaustausch eine Steigerung der Festigkeit um 100 % bewirkt. Jedoch kann die Feldunterstützung im Vergleich zum thermischen Ionenaustausch nicht die Streuung der Festigkeitswerte minimieren. Der Ionenaustausch an FS21 in Kaliumnitratschmelze führt zu einer Brechzahlerhöhung und der in Natriumnitratschmelze zu einer Brechzahlreduzierung. - Schlüsselwörter: feldunterstützter Ionenaustausch; Glas; Nitratsalzschmelze; Festigkeit; Brechzahl


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/529832054wenze.txt
Günther, Edith
Untersuchungen zur stromlosen Verkupferung textiler Materialien. - 119 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007

Textile Materialien bieten aufgrund ihrer hohen Flexibilität, Nachgiebigkeit und mechanischen Belastbarkeit vielfältige Einsatzmöglichkeiten. Durch die Kombination dieser Eigenschaften mit den physikalischen Eigenschaften der Metalle können neue Anwendungsbereiche für die metallisierten Textilien erschlossen werden. Der Stand der Technik bezüglich der Metallisierung nichtleitender textiler Substrate beinhaltet insbesondere die Versilberung von Polyamidfasern. Die Anwendung versilberter Polyamidfäden ist auch unter dem Namen "Silbertechnologie" bekannt. Darauf aufbauend soll die chemische Kupferabscheidung auf Polyester angewendet werden, um kostengünstigere und thermisch stabilere Produkte zu erhalten. Einerseits wird Polyester bislang nicht in der Kunststoffgalvanisierung eingesetzt, andererseits konnten der Literatur auch keine gängigen Beschichtungstechnologien entnommen werden, die einen haftfesten Verbund zwischen Kupfer und Polyester bringen würden. Es galt herauszufinden, inwieweit bereits vorhandene Technologien der Kunststoffmetallisierung, z.B. für ABS-Polymere, auf Polyestermaterialien übertragbar sind. Die Abscheidungsrate des verwendeten, chemischen Kupferelektrolyten wird in Abhängigkeit der Elektrolytbelastung, der Elektrolyttemperatur, der Konzentrationen der Hauptbestandteile des Kupferelektrolyten und der Konvektion untersucht. Zur Konstanthaltung der Abscheidungsgeschwindigkeit werden die Elektrolytbestandteile analysiert und der Elektrolyt regeneriert. Untersuchungen bezüglich der Haftfestigkeit und Duktilität der chemisch abgeschiedenen Kupferschicht werden dargestellt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/529779951guent.txt
Stauden, Peter
Evaluierung des Single Wire Arc Spraying (SWAS) für die Direktbeschichtung von Ventilsitzen. - 104 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007

Die Verfahren des thermischen Spritzens dienen zur Herstellung von Verbundwerkstoffen, insbesondere von Schichtverbunden. Vor allem das Lichtbogendrahtspritzen ist auf Grund des hohen Wirkungsgrades und der hohen Auftragswirkungsrate ein vergleichsweise kostengünstiges Verfahren. Problematisch ist jedoch die Beschichtung sehr schmaler Funktionsflächen, da der Spritzstrahl beim Lichtbogendrahtspritzen mit zwei Drähten eine große Divergenz aufweist und somit der Oversprayanteil sehr hoch ist. Durch Variation des Prinzips hin zum Lichtbogendrahtspritzen mit einem Draht (Single Wire Arc Spraying, kurz SWAS) können die Spritzstrahldivergenz und auch der Oversprayanteil drastisch verringert werden. Ein potentielles Anwendungsgebiet des Lichtbogendrahtspritzens mit einem Draht ist die Substitution eingepresster Ventilsitzringe aus einer Kobaltbasislegierung in großen Nutzfahrzeugmotoren durch einen direkt beschichteten Ventilsitz. Dadurch kann bis zu 80% der benötigten Materialmenge eingespart werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Versuchsstand zur Umsetzung des SWAS mit sämtlichen notwendigen Komponenten aufgebaut und in Betrieb genommen. Nach einigen konstruktiven Veränderungen am Beschichtungsaggregat selbst gelang zunächst das Verspritzen eines Kupfer Nickel Massivdrahtes. Durch Variation der Spritzparameter konnte das Prozessverhalten stabilisiert werden sowie ein definierter Spritzstrahl mit einem Divergenzwinkel von ca. 3&ayn; erzeugt werden. Anschließende Beschichtungsversuche mit dieser definierten Strahlgeometrie ergaben auf den Substraten Schichtbreiten von weniger als 1cm. Auch die Verarbeitbarkeit des für Ventilsitze relevanten Fülldrahtes aus einer Kobaltbasislegierung konnte nachgewiesen werden. Schon bei lichtmikroskopischer Untersuchung der Schichten ergaben sich positive Ergebnisse bezüglich der Homogenität. Auch in den durchgeführten REM und EDX Untersuchungen bestätigte sich, dass eine Legierungsbildung der Komponenten des Fülldrahtes stattfindet. Mit der durchgeführten Arbeit wurden zwei wesentliche Aspekte, die für die ökonomische Direktbeschichtung von Ventilsitzen mittels SWAS unabdingbar sind, nachgewiesen. Durch Erzeugung eines Spritzstrahls mit extrem geringem Divergenzwinkel von erfolgt eine massive Reduktion des Oversprayanteils bei der Beschichtung sehr schmaler Funktionsflächen. Die hergestellten TribAloy-Schichten beweisen, dass mit dem aufgebauten Versuchsstand Fülldrähte (Kobaltbasis) verarbeitet werden können. Das SWAS ist prinzipiell für die Direktbeschichtung von Ventilsitzen geeignet.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/527895377staud.txt
Distelrath, Anika
Tribologische Untersuchungen an Chrom- und Chromdispersionsschichten. - 80 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007

Galvanisch abgeschiedene Dispersionsschichten mit anorganischen nichtmetallischen Partikeln bringen oft eine Verbesserung des Verschleißverhaltens. Diese Arbeit untersucht das tribologische Verhalten von Chromschichten, die aus einem konventionellen schwefelsauren Chromelektrolyten mit Zusatz von nanoskaligem Aluminiumoxidpulver abgeschieden wurden. Als Vergleich dienen Chromschichten ohne Partikelzusatz. Das tribologische Verhalten wird mit dem ebenen Streifenziehversuch bei Flächenpressungen bis 50 N/mm2 untersucht. Der Blechwerkstoff wird mit einem Tastschnittgerät untersucht. Änderungen des Schichtaussehens, der Vickers-Mikrohärte und der Stromausbeute werden in Abhängigkeit von den Arbeitsparametern Temperatur und kathodischer Stromdichte sowie der Partikelkonzentration des Elektrolyten charakterisiert. Die Anlage zur Dispersionsabscheidung wird beschrieben. Das Aluminiumoxidpulver bewirkt einen großen Härteanstieg bei den Abscheidungsparametern 35 Grad Celsius und 50 A/dm2 von 740 HV 0,05 bei der Abscheidung ohne Aluminiumoxid auf ca. 1100 HV 0,05 bei Zusatz von 100 g/l der Nanopartikel. Die Makrostreufähigkeit des Elektrolyten und die Stromausbeute sinken mit der Partikelmenge. Der Partikeleinbau wird mit optischer Glimmentladungsspektrometrie nachgewiesen. Die Reibwerte für die Gleitreibung gegen Stahlblech DC 04 mit 1 g/mø des Ziehöls M 100 liegen zwischen 0,12 und 0,16. Es liegt vorwiegend Grenzreibung vor. Das Reibverhalten von Schichten mit Nanopartikeln im Elektrolyten und herkömmlichen Chromschichten unterscheidet sich wenig. Es tritt keine zum Versagen der Werkzeugbeschichtung führende Adhäsion auf. - Galvanische Abscheidung, Dispersionsschicht, Verbundschicht, Dispersionsabscheidung, Cr-Al2O3-Schicht, Al2O3, Aluminiumoxid, nanoskalig, Chrom, Hartchrom, Mikrohärte, Stromausbeute, Tribologie, Streifenziehversuch, Gleitreibung, Reibwert, Tastschnittgerät, GDOES, GDOS


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/526747722diest.txt
Schröpfer, Dirk
Erprobung verfahrenstechnischer Prinzipien und Entwurf eines Hochtemperatur-Chlorinators zur Reinigung von Quarzsanden. - 69 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007

Die Qualität von Quarzglas hängt wesentlich von der Reinheit beziehungsweise von den Arten der Verunreinigungen des verwendeten Rohstoffes ab. Hauptsächlich eingesetzte Rohstoffe sind Schmelzgranulate natürlichen Ursprungs und solche, die aus künstlich gezüchteten SiO2-Autoklavenkristallen hergestellt werden. Beim Züchtungsprozess künstlicher Kristalle wird gegenüber den eingesetzten, natürlichen Kristallbrocken (z.B. LASCA) ein enormer, prinzipbedingter Reinigungseffekt erzielt. Sie zeichnen sich durch hohe Reinheit und geringe Blasigkeit im Anlieferungszustand aus. Allerdings sind diese Kristalle durch erhöhte Anteile an Alkaliionen gekennzeichnet, welche aus dem Züchtungsprozess resultieren. In Laborversuchen mit einem Hochtemperaturchlorinator konnte eine deutliche Absenkung dieser Verunreinigungen erreicht werden. Aufbauend auf diesem Prinzip sollte eine Aufgabenstellung für eine Apparatur im Produktionsmaßstab erarbeitet werden. Die Bemessung der Aufheiz- und Abkühlprozesse, sowie der Prozessführung während des Chlorinierens ermöglicht die Konzipierung einer solchen Anlage und führt letztendlich zu einer fachlich fundierten Aufgabenstellung für die Anlagenkonstruktion.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/526171316schro.txt
Wulf, Sven-Erik
Untersuchungen zum mechanischen Verhalten nanoskaliger WC/C-Schichten. - 93 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007

In der Industrie sind Wolframkarbid/Kohlenstoff Beschichtungen als reibungs- und verschleißarme Schichten erfolgreich im Einsatz. Diese werden unterschieden in Nanodispersionsschichten (nanocomposites), in denen nanokristalline WC-Körner in eine Kohlenstoffmatrix eingebettet sind, und in Schichten mit einem periodischen Schichtaufbau aus abwechselnden Wolframkarbid- und Kohlenstoffschichten. Die in der Industrie eingesetzten Multilayerschichten weisen keine scharfen, sondern kontinuierliche Übergänge zwischen den Einzellagen auf. In der vorliegenden Arbeit werden gesputterte WC/C-Multilayerschichten mit scharfen Grenzflächen und unterschiedlichem Schichtaufbau auf ihr tribologisches Verhalten hin untersucht. Dabei liegt der Schwerpunkt auf der Charakterisierung des mechanischen Verhaltens bei hohen Hertz'schen Kontaktdrücken zwischen 0,6 GPa und 0,9 GPa. Zum Vergleich werden zusätzlich Schichten aus amorphen Kohlenstoff (a-C), aus WC1-x und eine WC/C-Nanodispersionsschicht untersucht. Dazu werden tribologische Messungen mit einem Mikrotribometer durchgeführt, wobei durch Variation der Messzeit das Kurzzeit- (2,5 h) und das Langzeitverhalten (ca. 7 h) ermittelt wird. Das Reibverhalten der unterschiedlichen Schichten wird miteinander verglichen. Über Untersuchungen im Rasterelektronenmikroskop werden Aussagen über den Zustand der Kontaktzonen, von Grund- und Gegenkörper bezüglich des Verschleißes getroffen. Über profilometrische Messungen an den bei den Langzeitversuchen erzeugten Verschleißspuren werden mittlere Verschleißtiefen und spezifische Verschleißraten für die untersuchten Schichten ermittelt und in Bezug auf den Schichtaufbau miteinander verglichen. Aus den ermittelten Verschleißdaten werden zwei Proben ausgewählt, von welchen Querschnitte in einem FIB-System erzeugt werden sollen, um so über TEM-Aufnahmen weitere Aussagen über das mechanische Verhalten treffen zu können. Bei den Kurzeitversuchen zeigt sich, dass die Reibeigenschaften abhängig vom Schichtaufbau sind, wobei die ermittelten Reibungskoeffizienten in einem Bereich zwischen 0,13 und 0,24 liegen. In den Langzeitversuchen ist bei den meisten Schichten Verschleiß aufgetreten. Es wurden spezifische Verschleißraten zwischen 10-8 und 10-6 mm3/Nm je nach Schichtaufbau ermittelt. Der Verschleiß sowie beobachtete Transferfilmbildungen beeinflussen das Reibverhalten der unterschiedlichen Schichten.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/526149604wulf.txt
Mihm, Sebastian
Modifizierte Düsenkonfiguration für das DC-Vakuumplasmaspritzen. - 103 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2006

Die Plasmatechnik mit ihren breiten Anwendungsgebieten z.B. in den Bereichen Elektronik, Energietechnik, Optikindustrie, Fahrzeug- und Maschinenbau, Umwelt- und Medizintechnik spielt in dem heutigen wissenschaftlichen-technischen Fortschritt eine wichtige Rolle. Dabei findet sie mit ihren mannigfaltigen Einsatzmöglichkeiten überall dort Anwendung, wo es auf Qualität, Produktivität, Umweltverträglichkeit, Präzision und Flexibilität ankommt. - Durch ihr hohes Potenzial für Innovationen, Wertschöpfung, Nachhaltigkeit & Wachstum und technologische Breitenwirksamkeit entwickelt sie sich zu einer Querschnittstechnologie, deren Zukunftspotential noch weiter zu erschließen gilt und deren Bedeutung ständig wächst [BMBF00], [NUTS95]. - Ein Hauptanwendungsgebiet der Plasmatechnik liegt im Bereich des thermischen Spritzens der verschiedenen Beschichtungstechnologien. In der heutigen, raschen, technologischen Fortentwicklung mit dem Zwang der ständigen Leistungssteigerung und Wirkungsgraderhöhung von Maschinen und Anlagen, werden Werkstoffe bis in Ihren Grenzbereich belastet. Durch die verschiedenen Beschichtungstechnologien, dargestellt in Bild 1, werden mittels Funktions- bzw. Schutzschichten neue Werkstoffeigenschaften realisiert [NUTS95]. - Das Plasmaspritzen als eines der universellsten thermischen Beschichtungsverfahren nimmt zweifellos eine zentrale Rolle ein. - Unterschieden beim Plasmaspritzen wird dabei nach Art der Generierungsform des Plasmas, Gleichstrom (Direct Current) - Plasmaspritzen und Induktionsplasmaspritzen (ICP - Inductive Coupled Plasma). - Beim ICP mit der elektrodenlosen Anordnung wird durch einen stromdurchflossenen Induktor ein hochfrequentes elektromagnetisches Feld innerhalb der koaxialen Anordnung von Hüllgas- und Arbeitsgasrohr erzeugt und dadurch die für die Gasentladung notwendige Energie geliefert. Das die Entladungsregion verlassende, ionisierte Gas bildet einen Plasmafreistrahl, der für den Beschichtungsprozess die notwendige Energie zum Aufschmelzen des Spritzwerkstoffes liefert. Die axiale Pulverinjektion erfolgt über die wassergekühlte Pulverförderlanze. - Industriell und kommerziell weitläufiger genutzt wird dagegen das DC (direct current) - Plasmaspritzen. Hierbei wird zwischen einer zentrisch, wassergekühlten thorierten Wolframkathode und einer als Düse fungierenden wassergekühlten Anode (i.a. Kupfer) ein gasstabilisierter Hochstromlichtbogen hoher Energiedichte mittels Gleichstromgenerator generiert. Zwischen beiden Elektroden wird ein inertes Gas (Ar, He, N2, H2) oder Gasgemisch ionisiert und es entsteht am Düsenausgang der Plasmafreistrahl. Das Spritzpulver wird außerhalb oder innerhalb des Düsensystems radial injiziert, im Plasma aufgeschmolzen und auf das Substrat beschleunigt [STEFF92]. Dank der systematischen und konsequenten Weiterentwicklung des atmosphärischen Plasmaspritzens (APS) kamen innerhalb kurzer Zeit verschiedene Verfahrensvarianten des DC - Plasmaspritzens wie z.B. Unter Wasser Plasmaspritzen (UPS), Inertplasmaspritzen (IPS) und Vakuumplasmaspritzen (VPS) hinzu. - Aufgrund dieser verschiedenen Plasmaspritzverfahren stehen eine Reihe von Möglichkeiten zur gezielten Einflussnahme auf die Eigenschaften der Funktions- bzw. Schutzschichten zur Verfügung und es werden neue Werkstoffeigenschaften die spezifischen gewünschten Funktionen gerecht werden z.B. mechanische, elektrische, magnetische, optische Funktionen sowie Oxidations-, Verschleiß- und Korrosionsschutz realisiert.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/528572938mihm.txt
Petzoldt, Franziska
Untersuchungen zur magneto-hydrodynamischen Konvektion an ebenen und mikrostrukturierten Elektroden. - 91 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2006

Die Abscheidung von metallischen Dispersionswerkstoffen in mikrotechnisch strukturierten Substraten ermöglicht die Nutzung der Eigenschaften dieser Verbundwerkstoffe für mikrotechnische Bauelemente. Bisher ist jedoch nur wenig über den Transport- und Einbaumechanismus nanoskaliger Partikel bekannt. Der Antransport keramischer Dispersoide erfordert eine konvektive Mindestbewegung. - Mit zunehmendem Aspektverhältnis wird die Beeinflussungsmöglichkeit über die äußere Konvektion immer geringer und geht schließlich gegen Null, da die stofftransportkontrollierte Abscheidung in Mikrostrukturen mit hohem Aspektverhältnis diffusionsgesteuert erfolgt. - In den vergangenen Jahren wurde der Einfluss von starken magnetischen Gleichfeldern auf die galvanische Metallabscheidung intensiv untersucht. Die nachgewiesene fluidmechanische Beeinflussung des Stofftransports durch starke Magnetfelder sollte auch in Mikrostrukturen wirksam sein. Partikeleinbaumenge, Abscheidungsgeschwindigkeit, Wirkung verschiedener Zusätze etc. sind stofftransportabhängig und prinzipiell durch den Magnetohydrodynamischen (MHD) Effekt zu beeinflussen. - Am Beispiel von Redoxelektrolyten werden Diffusionsgrenzstromdichten in Abhängigkeit von der Stärke eines äußeren Magnetfeldes ermittelt. Die Stärke der konvektiven Bewegung durch die induzierte Lorenzkraft wird durch den steigenden Diffusionsgrenzstrom des Redoxsystems angezeigt. - Der Einfluss von Richtung und Stärke des Magnetfeldes auf den Diffusionsgrenzstrom wird ermittelt und im elektrochemischen Abscheidungsprozess erste Versuche mit dem Einbau von Nanopartikeln vorgestellt. Die Untersuchungen sollen einen Beitrag zur Aufklärung der Magnetfeldeffekte im elektrochemischen Abscheidungsprozess liefern. Im Ergebnis soll die Abscheidung von Dispersionsschichten in Mikrostrukturen durch konvektive fluidmechanische Beeinflussung innerhalb der Struktur ermöglicht bzw. verbessert werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/522385281petzo.txt
Bach, Dominik
Optimierung der Matrixglassuspension für einen Oxidfaser/Glasmatrix-Verbundwerkstoff. - 66 S
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2006

Transparenz und sprödes Bruchverhalten sind zwei grundlegende Eigenschaften von Gläsern. Bei der Verstärkung der Gläser durch schwarze Kohlenstoff- und Siliciumkarbid-Fasern geht allerdings ihre Transparenz verloren. Zur Herstellung von transparenten oder transluzenten Glasmatrix-Verbundwerkstoffen sind daher amorphe oder nanokristalline anorganische Oxidfasern Gegenstand der aktuellen Forschung. Dabei müssen die Brechzahlen und die thermischen Ausdehnungskoeffizienten der anorganischen Oxidfasern mit den Werten der Matrixgläser übereinstimmen. Die Gleitschicht auf den Fasern muss transparent sein. Die Arbeit beginnt mit der Zerkleinerung kompakter Stücke des gelieferten Matrixglases und der Charakterisierung der Glaspulver. Durch Endlosfasern verstärkte Glasmatrix-Verbund"-werk"-stoffe werden durch einen Slurry-Imprägnier-Prozess hergestellt. Während die Fasern durch die Slurry gezogen werden, kommt es zur adhäsiven Aufnahme des suspendierten Glaspulvers durch die Fasern. Anschließend erfolgt die Herstellung der Prepregs und ihre Umwandlung in einen Komposit durch Heißpressen. Die Slurry besteht üblicherweise aus Glaspulver und destilliertem Wasser. Das Ziel dieser Arbeit ist die Optimierung der Slurry. Die Slurries sollen zum einen stabil sein und zum anderen soll eine gute Anlagerung des Matrixglases an die Fasern gewährleistet werden. Dazu werden zum einen die Zeitabhängigkeit des Lösungsverhaltens und der Verlauf des Zeta-Potentials von Matrixglaspulvern untersucht. Zum anderen werden die Benetzungseigenschaften der Pulver durch Kontaktwinkelmessungen charakterisiert. Abschließend wird die Adhäsionsarbeit zwischen Pulvern und Fasern in Wasser berechnet.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/520914228bach.txt
Kümmel, Sabine
Auslegung und Konzeption von Wirbelsäulenimplantatskomponenten nach werkstoffwissenschaftlichen Gesichtspunkten. - 110 S
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2006

Zur Zeit existieren mehr als 100 eingetragene Patente für Zwischenwirbelimplantate. Auf dem amerikanischen Markt ist bisher nur Eines kommerziell erhältlich. Diese Arbeit befasst sich mit der Materialauswahl für ein neuartiges, dreiteiliges, bewegungserhaltendes Zwischenwirbelimplantat. Die werkstofftechnischen und funktionellen Anforderungen werden, basierend auf den Leistungsanforderungen an das Implantat identifiziert und in einem werkstoffspezifischen Anforderungsprofil zusammengetragen. In einer Durchsicht aller existierender Biomaterialien werden in Frage kommende Materialgruppen ermittelt, die im Vergleich mit dem Anforderungsprofil auf einige wenige geeignete Materialien reduziert werden. Für eine vorgegebene Konstruktion werden optimale, biokompatible Materialpaarungen besonders im Hinblick auf ihr Verschleißverhalten identifiziert, mittels Finiter Elemtente Analyse überprüft und ihre Effizienz wird in einer Nutzwertanalyse ermittelt. Vor- und Nachteile der untersuchten Biomaterialien und der Materialpaarungen im Gleitkontakt werden herausgearbeitet und geeignete Konzepte aufgezeigt. Die Ergebnisse zeigen taugliche Gleitpaarungen aus etablierten Materialien, wie CoCrMo-Legierungen und UHMWPE und vielversprechenden, neu auf dem Markt eingeführten Materialien wie CFR-PEEK oder Ti6Al7Nb mit amorphen Kohlenstoffschichten. Die tribologischen Tests zur Validierung von Verschleiß- und Reibungsdaten der Materialpaarungen der am besten geeigneten Konzepte werden in den nächsten Monaten durchgeführt.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/518229696kuemm.txt
Hoschke, Björn
Der Einfluss von voreingestellten Eigenspannungszuständen auf das Verschleißverhalten von beschichteten Hartmetallwerkzeugen. - 80 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2006

In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss von Eigenspannungen auf das Verschleißverhalten von TiAlN beschichteten Fräswerkzeugen untersucht. Es wird vermutet, dass ein kleiner Unterschied zwischen Schicht- und Substratspannungen zu besonders guten Zerspanleistungen führt. Daher war Ziel der Arbeit Ds zu ermitteln und Korrelationen mit durchgeführten Schneidtests zu finden. Die Ermittlung der Eigenspannungen erfolgte röntgenographisch mit dem sinøPsi-Verfahren. Erwartungsgemäß kam es dabei zu einem Anstieg der Druckeigenspannungen mit stärkerer Strahlbehandlung. In den geschliffenen Wendeschneidplatten konnten die durch das Schleifen eingebrachten inneren Druckspannungen nachgewiesen werden. Nach der Spannungsmessung wurden die Substrathartmetalle mit einem Sputter- bzw. einem Arc-Prozess mit TiAlN beschichtet. Nach der PVD-Beschichtung wurden die Spannungen im Substrat sowie der Schicht ermittelt. Interessant war die Abhängigkeit der Schichtspannungen von der Strahlvorbehandlung. Dies wurde auf die unterschiedlichen Oberflächenrauheiten nach dem Strahlen zurückgeführt. Im Hartmetallsubstrat konnte ein Spannungsabbau während des Beschichtens durch die thermische Belastung nachgewiesen werden. In einem ersten Schneidtest, dem so genannten Igeltest, ein erstes mal auf ihr Schneidverhalten getestet. Dabei konnte keine Abhängigkeit der Schichthaftung von der Strahlvorbehandlung festgestellt werden. Bei den Frästests wurden Unterschiede zwischen den zwei Beschichtungen festgestellt. Bei der ALOXSNø-Schicht konnten durch das Strahlen kaum positive Einflüsse auf die Standzeit beobachtet werden. Teilweise kam es sogar zu einer Verringerung der Standzeit. Hohes Optimierungspotential ist nicht zu erkennen. Die C9-Schicht schnitt bei den Tests gegenüber der ALOXSNø-Schicht in der Regel besser ab. Bei den C9 beschichteten WSP konnte in allen drei Tests eine Erhöhung der Standzeit ermittelt werden. Bei dieser Beschichtungsvariante besteht offensichtlich noch Optimierungspotential. Dabei müssen, aufgrund der komplexen Einflüsse der Vorbehandlung, des Beschichtens und des Zerspanens, unterschiedliche Schicht-Substratkombinationen unabhängig voneinander untersucht werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/515506729hosch.txt
Dienstmaier, Jürgen
Einfluss paramagnetischer Kraftwirkungen auf die Kristallisation in Glasschmelzen. - 94 S.
Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2006

Ziel der Untersuchungen ist die Erforschung bzw. Realisierung einer zusätzlichen Möglichkeit zur maßgeschneiderten Beeinflussung der magnetischen Eigenschaften von Bariumhexaferrit (BHF) über die gezielte Einstellung von Vorordnungen mittels eines inhomogenen magnetischen Feldes, dass magnetische Inhomogenitätskräfte auf paramagnetische Ionen generiert. Diese elektromagnetische Modifizierung ist für Synthesen von Ferriten, deren Eisenionen partiell substituiert werden sollen, nutzbar. Zur Bewertung des Potentials der Inhomogenitätskräfte wird die Schmelze mit der Sollzusammensetzung (Mol-%) 40 BaO + 27 Fe2O3 + 33 B2O3, und ein spezieller Laborschmelzofen, der in dem asymmetrischen Luftspalt eines Wechselstrommagneten befindet, benutzt. Eine Schmelze ohne Magnetfeld und eine unter Einwirkung des inhomogenen Magnetfeldes aber annähernd gleichen thermischen Randbedingungen werden hergestellt und definiert abgekühlt. Aus den erstarrten Schmelzen werden Proben an ausgewählten Stellen entnommen, vorbereitet und analysiert, um anhand der Veränderungen in den Proben die Effekt des inhomogenen Magnetfeldes auf die Schmelze nachzuweisen. Komplexometrie, Potentiometrie, Röntgenbeugung (XRD), Sättigungsmagnetisierung und Koerzitivitätsfeldstärke sind die gebrauchte Messverfahren. XRD und Potentiometrie ergaben die bedeutungsvollsten Ergebnisse. Sie zeigten, dass der Anteil von Fe3+ im obersten Teil der Schmelze größer als im untersten Teil ist, und umgekehrt für Fe2+, für Schmelzen mit dem Magnetfeldeinfluss. Andere wichtige Ergebniise sind: Durch das inhomogene Magnetfeld wurde die Eisengesamtverteilung über die Schmelzhöhe nicht signifikant verändert; die Dichtedifferenzen der erstarrten Schmelzproben (nicht separiert) zwischen oben und unten werden größer, und die Dichtediffenzen der entstehenden Ferrite (separierte Proben mit Essigsäure) werden im unteren Bereich kleiner. Allerdings sind die Ergebnisse mit der Komplexometrie zur Bestimmung des Gesamteisenanteile nicht abgeschlossen zu betrachten, weil die Standardabweichungen zwischen den gemessenen Proben sich überlappen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/514877057diens.txt