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Univ.-Prof. Dr. Edda Rädlein

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INHALTE

Studienabschlussarbeiten

im Institut für Werkstofftechnik

Anzahl der Treffer: 505
Erstellt: Wed, 22 May 2019 00:34:46 +0200 in 0.0204 sec


Schorn, Silvia;
Ideales (Elektro-) Brünieren unterschiedlicher wälzlagerrelevanter Stähle und deren elektrochemisches Verhalten - Ilmenau - 95 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2019

Chemisches Brünieren ist ein bereits seit Jahrhunderten eingesetztes Verfahren. Die Schicht selbst wurde zwar bereits mechanisch, aber nicht elektrochemisch charakterisiert. In der vorliegenden Arbeit wurde dies nun durchgeführt, indem Brünierschichten mit unterschiedlichem Brünierablauf aus mehreren Anlagen elektrochemisch charakterisiert wurden. Zum Einsatz kamen dabei die elektrochemische Impedanzspektroskopie und Korrosionsmessungen in Form von Stromdichte-Potentialkurven. Die Ergebnisse zeigen eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit der Brünierungen gegenüber dem Grundmaterial auf. Die unterschiedliche Oberflächenbeschaffenheit konnte elektrochemisch mittels Stromdichte-Potentialkurve nachgewiesen werden. Des Weiteren wurde der Vorgang des elektrochemischen Brünierens erprobt und ebenfalls charakterisiert. Es konnten dem chemischen Brünieren ähnliche Schichten erzeugt werden, die sich in dem Vorhanden sein von Karbiden in der Schicht unterscheiden, welche beim chemischen Brünieren aufgelöst werden.



Jost, Carl Christoph;
Analyse von Fehlstellenentstehungsmechanismen bei der Hinterspritzung von Naturfasermatten - Ilmenau - 113 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2019

Der NFPP-Hybridprozess ist ein Fertigungsverfahren zur Herstellung von naturfaserverstärkten Verkleidungsteilen und stellt eine Kombination aus Formpressen und Hinterspritzen dar. In dieser Arbeit wird die Entstehung von unterschiedlichen Fehlstellen beim NFPP-Hybridprozess betrachtet, um ein besseres Verständnis für deren Ursachen sowie Möglichkeiten zu deren Vorhersage und Vermeidung zu gewinnen. Nach der Analyse der physikalischen Grundlagen des NFPP-Hybridprozesses und Vorversuchen wurden Arbeitshypothesen erstellt, die die Entstehung von Glanzstellen, Abzeichnungen, Formabweichungen und Überspritzungen erklären können. Zur Bestätigung der aufgestellten Hypothesen wurden im Rahmen der durchgeführten Hauptversuche NFPP-Hybrid Probekörper mittels eines Versuchswerkzeugs hergestellt und hinsichtlich Fehlstellen untersucht. Es konnte festgestellt werden, dass Glanzstellen in Form von oberflächigen PP-Anhäufungen durch eine lokal zu starke Verdichtung der aufgeheizten NFPP-Matte entstehen. Hell sichtbare Abzeichnungen des Spritzbildes resultieren aufgrund von Materialversagen der bereits erkalteten NFPP-Matte, welches durch die Druckbeanspruchung des Hinterspritzprozesses hervorgerufen wird. Fühlbare Einfallstellen auf der Sichtseite sind durch Schwindungseffekte der rückseitig angespritzten Strukturen zu erklären. Überspritzungen auf der Bauteilrückseite sind auf zu hohe Fülldrücke bei mangelnder Fließkanalabdichtung zurückzuführen. Alle genannten Fehlstellen können durch Variation der in dieser Arbeit untersuchten Material- und Prozessparameter in ihrer Ausprägung beeinflusst werden. Dies waren im Einzelnen: PP-Typ, NFPP-Mattenart, Grammatur, Bauteildichte, Kalibrierzusatz und Nachdruck. Durch eine geeignete Kombination der Parameter konnten Bauteile hergestellt werden, die nahezu keine sicht- oder fühlbaren Fehlstellen aufweisen.



Wendland, Saskia;
Luftgekoppelte Ultraschallspektroskopie für die Polymercharakterisierung - Ilmenau - 102 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2019

Im Rahmen der vorliegenden Bachelorarbeit wurde der Einsatz der luftgekoppelten Ultraschallspektroskopie für die Materialcharakterisierung von Polymerproben experimentell untersucht. Die bisherige Ultraschallspektroskopie beschränkte sich auf die Kontakt- und Tauchtechnik. Die Methode der Luftankopplung wurde dagegen weitestgehend vernachlässigt. Die luftgekoppelte Ultraschallspektroskopie stellt eine zerstörungsfreie, kontaktlose Alternative zu der Kontakt- und Tauchtechnik in der Werkstoffprüfung und Materialcharakterisierung dar. Die Untersuchungen wurden in einer Transmissionsanordnung durchgeführt. Bei dieser Anordnung wird zur Materialcharakterisierung der transmittierte Schall mit und ohne Probe detektiert und ausgewertet. Aus den detektierten Signalen werden die Übertragungsfunktionen von Schallwandlern und Luftstrecke eliminiert. Das erlaubt eine Aussage über die akustischen Eigenschaften einer Probe. Durch die Auswertung von den erhaltenen Amplituden- und Phasenspektren können Parameter wie die Dickenresonanz, die Phasengeschwindigkeit der quasilongitudinalen Schallwellen und die akustische Dämpfung der Probe bestimmt werden. Aus der Dickenresonanz sind Materialeigenschaften wie die Dichte, die Schallgeschwindigkeit, die akustische Impedanz und der Transmissionskoeffizient ermittelbar. Für die Untersuchungen wurden quasi-homogene Polymerproben und additiv gefertigte Polymerproben verwendet. Die additiven Proben wurden dabei mittels Schmelzschichtungsverfahren gefertigt. Diese sogenannten Füllgradproben weisen im Inneren eine Leichtbaustruktur in Honigwabenform auf, welche vom Füllgrad abhängig ist. Die kontrollierte Änderung der inneren Struktur, durch die Variation des Füllgrades und den damit verbundenen geringeren Materialeinsatz, hat auch eine Änderung der akustischen Eigenschaften zur Folge. Der erarbeitete theoretische Ansatz wurde experimentell untersucht und validiert.



Khabazrahimi Langrodi, Aras;
3D-Druck von Metall-Keramik-Komposit-Werkstoffen mittels Selektivem Laserschmelzen (SLM) - Ilmenau - 83 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2019

Das Ziel der vorliegenden Masterarbeit war es, die Verarbeitbarkeit eines neuen Metall-Matrix-Kompositwerkstoffes im 3D-Druck nachzuweisen. Dabei wurde das Verfahren des Selektiven Laserstrahlschmelzens (SLM) verwendet, um eine mit Niobcarbid-Partikeln verstärkte Stahllegierung (1.2907) zu verarbeiten. Zunächst wurde die Konditionierung der Ausgangswerkstoffe betrachtet. Dann wurden in Testreihen verschiedene Mischungsverhältnisse untersucht und Fertigungsparameter identifiziert, die die erfolgreiche additive Fertigung von mechanisch belastbaren Probekörpern ermöglichen. Die Eigenschaften der Proben wie Dichte, Härte, Gefüge und chemische Zusammensetzung wurden bestimmt und bewertet. Es konnte u.a. gezeigt werden, dass eine Partikelverstärkung zu einer signifikanten Steigerung der Härte führt.



Meyenberg, Richard;
Herstellung und Festigkeitsuntersuchung an gebogenen Glaskapillaren - Ilmenau - 64 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2019

In dieser Arbeit wurde das Biegeverhalten von Kapillaren aus Borosilkatglas 3.3 untersucht. Hierfür wurden Kapillare mittels des Draw-Down-Prozesses aus einer Preform mit 3mm Außen- und 1,6 mm Innendurchmesser am Faserziehturm gezogen. Die Preform sollte auf die definierten Außendurchmesser 2 mm; 1 mm; 0,3 mm; 0,2 mm und 0,1 mm verzogen werden. Außerdem wurden industriell hergestellte Kapillare mit einem Außendurchmesser von 2 mm gekauft, welche eine dünnere Wandstärke als die Selbstverzogenen hatten. Die Dimensionen der größeren Kapillare wurden mittels eines Auflichtmikroskops untersucht. Es wurde ein eigener 3-Punkt-Biegeversuch entwickelt, mit der die Durchbiegung der Kapillare sowie die dafür benötigte Kraft gemessen wurde. Daraus wurden das E-Modul $E$, die Biegefestigkeit $\sigma_{b}$, der kleinstmögliche Biegeradius $R_b$ sowie die Biegedehnung $\epsilon_b$ berechnet. Für die kleineren Durchmesser wurde der Biegeradius direkt gemessen. Die Kapillare $\geq$ 1 mm wurden in einem Ofenprozess auf die Form von Kreisbögen mit dem Radius 5 cm umgeformt und ihre Fähigkeit zur Rückbiegung wurde untersucht. Die erreichten Biegedehnungen liegen für die Kapillare unterhalb von 1 \%. Die Biegespannungen liegen im Bereich von 400 MPa. Der E-Modul Literaturwert für Borosilikatglas von $\approx$ 60 GPa wurde erreicht. Schlüsselworte: Borosilikatglas 3.3, Glasfaser, lineare Biegetheorie, Biegeversuch, mechanische Eigenschaften, Temperaturbehandlung



Riemer, Michael;
Untersuchungen zum Korrosionsverhalten von Floatglas im Tropftester unter Einfluss eines Glasschutzmittels - Ilmenau - 64 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2019

In dieser Arbeit wird eine Schutzschicht für Glas untersucht, um den Einfluss von Glaskorrosion zu reduzieren. Ein im Spülmaschinenbereich existierendes Glasschutzmittel wird dafür auf eine mögliche Nutzung zum Reinigen von Fensterscheiben untersucht. Das Schutzmittel basiert auf einem Zn-Bi-Phosphatglas das zur Erzeugung der Schutzschicht in DI Wasser aufgelöst und Floatglas in dieser Lösung gelagert wird. Durch die Verwendung eines Kratztesters wird das Verhalten beim Reinigungsprozess simuliert. Die behandelten Glasproben werden in einem experimentellen Bewitterungsapparat für bis zu 24 Stunden mit synthetischem, saurem Regen betropft. Die Proben werden in mehreren Abschnitten des Versuchsablaufs auf ihre Oberflächenrauheit, Konaktwinkel zu Wasser und Streulichteigenschaften überprüft. In verschiedenen Testreihen werden behandelte Luft- und Badseiten der Floatglasproben verglichen. Es werden weiterhin variierende Beschichtungszeiten und Oberflächenrauheiten untersucht. Der Fortschritt der Degradation wird mit lichtmikroskopischen Untersuchungen anschaulich belegt. Die optischen Veränderungen der Glaskorrosion sind bei einer Bewitterungszeit von bis sieben Stunden noch einfach entfernbar. Bewitterungszeiten über sieben Stunden erzeugen schwer oder nicht entfernbare Veränderungen auf der Oberfläche. Floatglas kann nach nur 24 Stunden unter synthetischen, sauren Regen eine messbare Rauheit von bis zu 500 nm aufweisen\\ Das Augenmerk soll mit dieser Arbeit auf die möglichen Folgen von durch Regen verursachte Glaskorrosion gelegt werden. Ein Großteil von wissenschaftlicher Arbeiten zur Glaskorrosion beschäftigt sich ausschließlich mit der Problematik des Wassereinbruchs in Atommüllendlager. In dieser Arbeit wird gezeigt, dass Regen ebenfalls drastische Veränderungen an Glas erzeugen kann und einfach aufzubringende Schutzschichten besser untersucht werden sollten.



Plaschke, Hannes;
Entwicklung einer auf Labormaßstab verkleinerten Bandgalvanisieranlage zu Prüfung galvanischer Bäder - Ilmenau - 106 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2018

Galvanische Elektrolyte sind komplex, ihre Analyse ist entsprechend der Anwendung umfangreich. Diese Arbeit dient der Verbesserung der Analysemethoden in der Bandgalvanik, indem eine Prüfzelle entwickelt wird, die die Anwendung des Elektrolyten in einer Bandanlage nachempfindet. Die letztendliche Nutzbarkeit der entwickelten Prüfzelle wird durch verschiedene Tests und Parametereinstellungen belegt. Hierzu werden die grundlegenden Fakten zur galvanischen Oberflächenbearbeitung im Allgemeinen und die Prinzipien der Bandgalvanik im Besonderen beschrieben. Folgend werden angewendete Analysemethoden von Elektrolyten und bekannte Prüfzellen erklärt und deren Vor- und Nachteile genannt. Für die Durchführung der Arbeit wurden zwei galvanische Zellen entwickelt, konstruiert und gebaut. Als Prüfzellen für bandgalvanische Anwendungen kommen eine rotierende Zelle und eine Miniaturbandgalvanik (MiBa) in Betracht. Anhand verschiedener Tests wird der Nutzen dieser Zellen als Prüfzellen für den produktiven Gebrauch ermittelt. Im Anschluss werden die Versuchsdurchführungen für beide Zellen mit den zugehörigen Ergebnissen in Auswertung der Optik und Schichtdicke beschrieben. Die optischen Ergebnisse werden in Anlehnung an die DIN 50957:1978-01 Prüfung galvanischer Bäder; Galvanisierungsprüfung mit der Hull-Zelle, Allgemeine Grundsätze, ausgewertet. Zuerst wird die rotierende Zelle betrachtet. Die Hauptentwicklung dieser Arbeit besteht aus einer stark verkleinerten Bandanlage, die einen typischen Zellentyp für Bandgalvanik modellhaft nachbildet. Für beide Anlagentypen werden die Vor- und Nachteile evaluiert. Zusätzlich werden aus den Auswertungen Empfehlungen für die Verwendungsmöglichkeiten als Prüfzelle definiert, die sich sowohl nach den Ergebnissen der Beschichtungsqualität, als auch nach Aufwand und Materialeinsatz für den jeweiligen Zellentypen richten. Für die Nutzung als Prüfzelle bei DIEHL Metal Applications empfiehlt sich nach Auswertung der Ergebnisse die Miniaturbandgalvanik. Für diese werden Möglichkeiten zur Verbesserung und Weiterentwicklung für den angefertigten Prototypen erläutert und begründet. So kann die MiBA sowohl für die Elektrolytentwicklung, als auch für die laufende Produktionsüberwachung und verbesserung eingesetzt werden.



http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/1067575502plasc.txt
Steinacker, Lorenz;
Herstellung und Charakterisierung magnetostriktiver Co-Fe-Legierungsschichten aus gesputterten Mehrlagenschichten - Ilmenau - 41 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2018

In dieser Bachelorarbeit wurde eine CoFe Legierung aus gesputterten Mehrlagenschichten mit anschließendem Tempern durch schnelle thermische Bearbeitung (RTP) für eine spätere Verwendung in einem Sensor zur Detektion von magnetischen Feldern hergestellt. Die Auswahl der CoFe Legierung wurde aufgrund der guten magnetostriktiven Eigenschaften gewählt. Nach Untersuchungen von Hunter et al. und Nakajima et al. weisen Legierungen mit der Zusammensetzung von 66 at. % Co und 34 at. % Fe die besten magnetostriktiven Eigenschaften bei Vorliegen einer kubisch flächenzentrierten Mischkristallphase auf. Ausgehend davon, wurden Proben mit dem gleichen Verhältnis als Mehrlagenschichtsysteme mit einer Gesamtschichtdicke von 500 nm hergestellt. Abwechselnd wurde eine einzelne Co und eine einzelne Fe Schicht aufgetragen. Durch eine Variation der einzelnen Schichtdicken bei gleichem CoFe Verhältnis wurde der Einfluss der Einzelschichtdicke auf die mechanischen Eigenschaften, die Phasenzusammensetzung und das Deformationsverhalten untersucht. Weiterhin wurde der Einfluss verschiedener RTP Temperaturen auf diese Aspekte untersucht. Die Ermittlung der mechanischen Kennwerte erfolgte durch eine Eindringprüfung nach der DIN EN ISO 14577-(1-4) mit einem Vickersindenter. Die Phasenanalyse wurde durch Röntgendiffraktometrie mit streifendem Einfall durchgeführt. Für die Untersuchung des Deformationsverhaltens wurden Aufnahmen der Probe durch Rasterelektronenmikroskopie erstellt. Die oben genannte Mischkristallsphase konnte für verschiedene Parameterkonfigurationen hergestellt und durch XRD nachgewiesen werden. In Bezug auf die Abhängigkeit der mechanischen Eigenschaften zeigte sich eine Zunahme der Härtekennwerte für kleinere Einzelschichten. Mit zunehmender RTP Temperatur wurden sinkende Härtekennwerte gemessen.



http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/1066736502stein.txt
Herzberg, Martin;
Analyse der elektrischen und thermischen Lastgänge von Flüssigmetallbatterien - Ilmenau - 65 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2018

Die vorliegende Arbeit umfasst die elektrochemische, elektrische und geometrische Modellierung von Flüssigmetallbatteriezellen und -systemen sowie die Simulation von Lastgängen auf Grundlage dieser Modelle. Ausgehend von den bisher bekannten physikalisch-chemischen Effekten in Flüssigmetallbatterien wurden ein quasistatisches Modell der Zellspannung einer Lithium||Bismut Flüssigmetallbatteriezelle entwickelt. Wesentliche Bestandteile sind die Gleichgewichtszellspannung sowie die Überspannungen der Elektroden, des Elektrolyten und der elektrischen Leiter in Abhängigkeit vom Zellstrom, dem Ladezustand und der Systemtemperatur. Des weiteren werden thermische Effekte aufgrund der Überspannungen und weiterer Zellreaktionen modelliert. Gleichzeitig wurde eine technische Auslegung aller Zellbestandteile vorgenommen und in ein geometrisches Modell einer Einzelzelle überführt. Ausgehend von dieser Einzelzelle können Flüssigmetallbatteriesysteme mit, in weiten Teilen frei wählbarer, Verschaltung entworfen und berechnet werden. Für die Simulation einzelner Zellen und komplexer Systeme wurde in der Programmiersprache Python eine Simulationsumgebung entwickelt. Bei der Auslegung erfolgt automatisch die Berechnung aller Geometrien, Massen, Wärmekapazitäten und einer Reihe weiterer thermischer und elektrischer Kenngrößen. Es können beliebige Lastgänge (strom- oder leistungsbasiert) in Zeitreihen vorgegeben und das elektrische und thermische Verhalten (Spannungen, Ströme, Wärmeströme) der Zellen und der aus den Zellen aufgebauten Systeme simuliert und ausgewertet werden. Das Zellmodell wurde anhand publizierter Daten einer Laborzelle validiert. Die Anwendung der entwickelten Simulationssoftware wurde anschließend anhand mehrerer Beispielsysteme mit unterschiedlichen Zellgrößen und Verschaltungsvarianten dargestellt. Abschließend wurde das Verhalten eines ausgewählten Batteriesystems zur Zwischenspeicherung der Energie einer Photovoltaik-Anlage in einer Modellgemeinde simuliert und analysiert.



http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/104709259Xherzb.txt
Voigt, Lena;
Analyse der Haftungsmechanismen innerhalb der Grenzschicht thermoplastischer Sandwichverbunde - Ilmenau - 69 Seiten.
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2018

Die vorliegende Bachelorarbeit untersucht die wirkenden Haftungsmechanismen innerhalb der Grenzschicht von thermoplastischen Sandwichverbunden. Der Fokus liegt auf einer Kombination aus einem Wabenkern aus Polypropylen (PP) und endlosfaserverstärkten Deckschichten aus Glasfasern und PP. Die Verschweißung beider Komponenten ermöglicht die Herstellung von Probekörpern für optische und mechanische Untersuchungen. Durch den 4-Punkt-Biegeversuch und den Trommelschälversuch werden sowohl die Grenzschicht als auch die mechanischen Eigenschaften der Kernverbunde analysiert. Die Nutzung der statistischen Versuchsplanung ermöglicht die Trennung der Effekte und eine Auswertung in Faktordiagrammen. Als Ergebnis entsteht ein quantitatives Modell, welches die Auswirkungen der Verfahrensparameter auf die vorliegenden Haftungsmechanismen beschreibt.



http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/1046945238voigt.txt