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Fakultät für Maschinenbau
FG Metallische Werkstoffe und Verbundwerkstoffe

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Dr.-Ing. Günther Lange

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Publikationen

Veröffentlichungen des Fachgebiets Metallische Werkstoffe und Verbundwerkstoffe

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Erstellt: Mon, 11 Dec 2017 23:06:50 +0100 in 0.2276 sec


Lange, Günther
Herstellung, Eigenschaften und Potenziale aktueller Aluminiumschäume. - In: Tagungsband zum 19. Werkstofftechnischen Kolloquium in ChemnitzTagungsband zum 19. Werkstofftechnischen Kolloquium in Chemnitz : 16. und 17. März 2017. - Chemnitz : Eigenverlag Chemnitz / Werkstofftechnisches Kolloquium ; 19 (Chemnitz) : 2017.03.16-17. - Chemnitz : Eigenverlag Chemnitz, ISBN 978-3-00-055705-7, (2017), S. 32

Die Natur zeigt uns in zahlreichen Konzepten wie das Thema Leichtbau mit einem zellularen Aufbau funktionieren kann. Die entsprechenden Strukturen von Pflanzen und Lebewesen weise eine hohe Steifigkeit und Festigkeit bei minimalem Gewicht auf. Als Beispiele seien hier Knochen (Spongiosa), Bambus und Korallen genannt. Zusätzlich kann mit Hilfe einer zellularen Struktur eine gute Absorption mechanischer Energie realisiert werden, beispielsweise bei der Schale von Pomelofrüchten. Die Natur zeigt uns in zahlreichen Konzepten wie Leichtbau funktionieren kann. Zellulare offen- und geschlossenporige Metalle bieten sich an diese positiven Eigenschaften in technischen Anwendungen zu übertragen. In Bereichen der Verkehrstechnik (beispielsweise Schienenfahrzeuge, Luft- und Raumfahrt), insbesondere auch im Automobilbau, ist seit Jahren die Emissionsreduzierung bzw. die Energieeinsparungen das oberste Ziel. Eine Lösung können hier gewichtsoptimierte Werkstoffe und Werkstoffsysteme anbieten. Neben der Substitution von beispielsweise Stahlwerkstoffen durch Aluminium- und Magnesiumlegierungen können poröse Metalle, insbesondere offen- und geschlossenporige Aluminiumschäume, eine innovative Alternative sein. Metallschäume zeigen gegenüber den Monomaterialien ein besseres Energie- und Dämpfungsvermögen sowie eine höhere spezifische Steifigkeit. Allerdings besitzen sie im Vergleich zum Vollmaterial geringere absolute Festigkeiten und zeigen eine stochastische Porenverteilung. Dadurch treten lokal unterschiedliche Materialkennwerte auf und eine FEM-Simulation zur Auslegung von Bauteilen wird erschwert. Das Einbringen von Partikeln oder Verstärkungsfasern (Glas-, Basalt- und Kohlenstofffasern) zu Aluminium-Matrix-Foam-Composites (AMFC) stellt eine Möglichkeit zur Beseitigung der Nachteile dar.


Albrecht, Robert; Benß, Tobias; Klauer, Christian; Lange, Günther
Herstellung und Eigenschaften von AMFC (Aluminium-Matrix-Foam-Composites) über die pulvermetallurgische Route. - In: Tagungsband 2. Niedersächsisches Symposium Materialtechnik / Niedersächsisches Symposium Materialtechnik ; 2 (Clausthal-Zellerfeld) : 2017.02.23-24. - Herzogenrath : Shaker, ISBN 978-3-8440-5069-1, (2017), S. 457-466

Die Natur zeigt in zahlreichen Strukturkonzepten wie mit Hilfe von zellularen Materialien Leichtbau funktionieren kann. Dabei werden Strukturen von Pflanzen und Tieren auf eine hohe Steifigkeit und Festigkeit bei gleichzeitig geringem Eigenwicht erzielt. Des Weiteren kann mit Hilfe einer zellularen Struktur eine gute Absorption mechanischer Energien infolge von Stoßbelastungen realisiert werden, wie beispielsweise bei der Schale von Pomelofrüchten (Citrus Maxima). In der Technik wird dieses Konzept zunehmend aufgegriffen, bedarf aber anhaltender Verbesserung in Bezug u.a. auf die mechanischen Eigenschaften und die Energieabsorption, um einen Einsatz in und als Strukturbauteil zu ermöglichen. Geschlossenporige Aluminiumschäume weisen zwar eine gute Energieabsorption bei geringem Gewicht auf, zeigen aber Schwächen bei den mechanischen Eigenschaften auch in Abhängigkeit der stark unterschiedlichen Porengrößen. Insgesamt zeigen 31 Parameter einen Einfluss auf das Aufschäumverhalten von geschlossenporigem Aluminiumschaum. Der Viskosität der Aluminiumschmelze im Aufschäumprozess kommt dabei zukünftig eine besondere Bedeutung zu. In diesem Vortrag werden aktuelle Untersuchungen zur Herstellung über die pulvermetallurgische Route und zur Eigenschaftsoptimierung von AMFC (Aluminum-Matrix-Foam-Composite) vorgestellt.


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.


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
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
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.


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
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.


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
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
Albrecht, Robert; Lange, Günther
Herstellung und Eigenschaften von innovativen Aiuminium- Matrix-Foam-Composites (AMFC). - In: Metall <Clausthal-Zellerfeld>. - Clausthal-Zellerfeld : GDMB-Verl, ISSN 00260746, Bd. 70 (2016), 12, S. 512-515
Zinz-Jung, Sieglinde
Beitrag zum Einsatz von Permanent-Trennschichten für die Herstellung von Glasfaser verstärkten Phenolharz-Bauteilen. - Ilmenau : Universitätsbibliothek. - 1 Online-Ressource (XXX, 121 Blätter, 29.29 MB)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation, 2016

Die Entformung von Glasfaser verstärkten Kunststoffen (GFK) ist ein entscheidender Schritt in der GFK-Fertigung, dessen Gelingen von der Funktion der für die Formwerkzeuge verwendeten Trennmittel abhängt. Die bislang applizierten Flüssig-Trennmittel zeigen dabei folgende Nachteile auf: sie sind lösemittelbasiert und damit umweltbelastend, aufgrund der häufigen und manuellen Applikation zeit- und kostenintensiv sowie unzuverlässig, was einen möglicherweise schädigenden Trennmittel-Übertrag auf die weiter zu bearbeitenden Bauteile betrifft. Im Rahmen dieser Arbeit sollte daher der Einsatz von am Markt verfügbaren Permanent-Trennschichten analysiert werden, mit dem Ziel, die genannten Nachteile im Sinne einer höheren Automatisierung, Kostenreduktion, Umweltverträglichkeit und letztlich Verlässlichkeit des Fertigungsprozesses zu beseitigen. Es werden die Phänomene der Adhäsion bzw. Tribologie betrachtet, die entscheidend für die Funktion eines dauerhaft wirksamen Trennmittels sind. Bei der Betrachtung der Klebe- und Ahäsionsvorgänge werden sowohl die theoretischen Grundlagen aufgezeigt als auch die Adhäsionsneigung von Werkstoffen und deren Ursachen behandelt. In gleicher Weise werden auch die tribologischen Grundlagen behandelt, wobei hier bisher in der Literatur beschriebene Erkenntnisse zu Permanenttrennmitteln einbezogen wurden. Unter Berücksichtigung dieser Grundlagen werden in drei aufeinander aufbauenden Versuchsreihen Entformungsversuche mit unterschiedlich konzipierten Permanent-Trennschichten, aufgetragen auf Aluminium-Formwerkzeuge zur Herstellung von Glasfaser verstärkten Phenolharz-Bauteilen, durchgeführt. Schließlich werden die in der Arbeit erfassten Einflüsse auf das Entformungsverhalten und deren Interaktionen modellhaft dargestellt, um die mechanistischen Vorgänge der Belastung in einer Permanenttrennschicht zu betrachten und hieraus Rückschlüsse auf ein verbessertes Leistungsverhalten derartiger Schichten zu ziehen. Weiterhin werden Empfehlungen für den Aufbau von Permanenttrennschichten und deren Monitoring im Industrie-Einsatz gegeben. In Summe lässt sich Folgendes zusammenfassen: Während die Oberflächenenergie die physikalisch-chemische Adhäsion zweier kontaktierender Werkstoffe steuert, kann es bei rauhen Oberflächen zu mechanischer Verklammerung zwischen den Kontakt-Partnern kommen. In Kombination mit dem Trennschichtaufbau (homogen, inhomogen, heterogen / einschichtig, mehrschichtig) sowie dessen thermisch-mechanischem Verhalten wird letztlich das Reibungs- bzw. Verschleißverhalten der Trennschicht begründet. Um das Entformungsverhalten von Bauteil und beschichtetem Formwerkzeug umfassend analysieren zu können, muss jedoch auch das thermisch-mechanische Verhalten von Werkzeugsubstrat und Bauteil sowie die Chemie des Bauteils berücksichtigt werden. Im Falle einer rauhen Nickel/Silikon-Trennschicht hat sich gezeigt, dass Entformungen nur möglich waren, nachdem das Aluminium-Werkzeug auf Raumtemperatur abgekühlt und es somit zu einer Relativverschiebung zwischen schrumpfendem Formwerkzeug und starrem, duroplastischem Bauteil gekommen war. Gleichzeitig wurde ein deutlicher Verschleiß der Silikon-Decklage festgestellt, welche nicht fest genug in der verschleißfesteren Nickel-Unterschicht verankert war, was das Anhaften von Harz auf der Unterschicht ermöglichte. Der direkte Vergleich zweier relativ glatter, fluorpolymerbasierter (PFA) Trennschichten ließ weiterhin erkennen, dass zwar in beiden Fällen Entformungen im heißen und damit schrumpffreien Zustand von Werkzeug und Bauteil möglich waren, sich aufgrund der unterschiedlichen Konzepte zum Trennschichtaufbau jedoch auch ein unterschiedliches Verschleißverhalten einstellte: während die einschichtige PFA-Trennschicht eher einen vereinzelten, in die Tiefe gehenden Angriff aufwies (kohäsive Energiedissipation / Kraftableitung in die Schicht bis hinab zum Aluminiumsubstrat), stellte sich bei der zweischichtigen Trennschicht, bestehend aus verschleißfester PEEK-Unterschicht und trennaktiver PFA-Decklage, eher ein breitgefächerter Verschleiß entlang der Trennschichtoberfläche ein (adhesive Energiedissipation / Kraftableitung entlang der Grenzschicht PEEK/PFA). Neben dieser verstärkten, flächigen Oberflächen-Aufrauhung führte auch eine damit einhergehende, partielle Freilegung der adhäsiven PEEK-Unterschicht zu einer verstärkten Anhaftung der Harzbauteile. In Konsequenz konnten hier weniger Entformungen als im Fall der einschichtigen PFA-Trennschicht umgesetzt werden. Die bei beiden Trennschichten erfolgte Zugabe von fein verteilten, anti-adhäsiven Glimmerpartikeln ließ keine Verbesserung des Entformungsverhaltens erkennen, wobei einzelne Partikel im Entformungsverlauf wegerodiert wurden. Mit dem Fazit, dass die Leistungsfähigkeit der aktuell am besten funktionierenden, polymerbasierten Permanent-Trennschichten eher als semi-permanent einzustufen ist, wird hinsichtlich einer optimierten Trennschicht-Konzeption Folgendes empfohlen: zunächst sollte auf mehrschichtige Systeme verzichtet und stattdessen die Konzeption einschichtiger Trennschichten bzw. die Implementierung von trennaktiven Partikeln innerhalb einer verschleißfesten / alterungsresistenten Matrix weiter verfolgt werden (z.B. Nickel / PTFE Kombination). Im Weiteren sollten sowohl die Oberflächenrauhigkeit (Verklammerungpotential) als auch die Oberflächenenergie (Benetzungsneigung) der Trennschicht möglichst gering sein. Dabei sollte die klassische Kontaktwinkelmessung zur Bestimmung der Oberflächenenergie (Prüfmedien: Wasser, Diiodomethan und Ethylenglycol) genutzt werden, um die Polarisierung der Trennschichtoberfläche zu bestimmen. Ist die Polarisierung der Trennschichtoberfläche der Polarisierung des benetzenden Mediums möglichst entgegengerichtet, so ist grundsätzlich von einer geringen, chemisch/physikalisch bedingten Interaktion der Kontaktpartner auszugehen. Für die Prognose der tatsächlich eintretenden Trennschicht-Benetzung bei variierender Oberflächenrauhigkeit sollte dann jedoch der Kontaktwinkel zwischen (mehr oder weniger rauher) Trennschichtoberfläche und konkretem Bauteil-Medium (z.B. Harz) untersucht und nach Wenzel bewertet werden. Ist die Trennschicht zudem möglichst starr, kann ein größerer Anteil der Entformungsenergie für das Anlösen der Grenzfläche zwischen Trennschicht und Bauteil verwendet werden (weniger Energiedissipation ins Trennschichtinnere bei deren Verformung). Erste Ansätze dieser Arbeit zur zerstörungsfreien Prozesskontrolle haben gezeigt, dass es durch die berührungslose Untersuchung mittels eines Laser-Scanning Mikroskopes möglich ist, den fortschreitenden Verlauf des Trennschichtzustandes im Sinne einer Fehlstellenzunahme (Kratzer, Aufrauhung, Abrieb) respektive Harzanreicherung auf Mikroskala zu verfolgen. Weitere Analysen, vor allem auf vertikalen Formwerkzeugflächen und unter Auswertung größerer Messfenster, könnten zukünftig genutzt werden, um einen Grenzwert an zulässigen Fehlstellen respektive Harzanreicherung festzulegen, so dass ein gravierendes Versagen der Trennschicht bzw. eine Zerstörung von Werkzeug und Bauteil verhindert werden können. Ebenso könnte ein weiterer Ansatz dieser Arbeit, einen Harztropfen hinsichtlich seines geometrischen Aushärtungsprofils zu analysieren, zur Vorhersage einer nachlassenden Trennaktivität herangezogen werden. Im Fall einer bereits mehrfach genutzten Trennschicht konnte an der Grenzfläche Trennschicht / Harz ein geringerer Benetzungsrückgang als im Fall einer ungenutzten Trennschicht verzeichnet und somit eine Trennschichtdegradation nachgewiesen werden.


https://www.db-thueringen.de/receive/dbt_mods_00030962
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
Albrecht, Robert; Lange, Günther
Leichtbau mit verstärkten geschlossenporigen Aluminiumschäumen. - In: Lightweight design : die Fachzeitschrift für den Leichtbau bewegter Massen. - Wiesbaden : Vieweg und Teubner/Springer Fachmedien, ISSN 21928738, Bd. 9 (2016), 5, S. 20-25
http://dx.doi.org/10.1007/s35725-016-0047-3
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.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/866799524koeck.txt
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.


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.


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
Albrecht, Robert; Lange, Günther
Short fiber reinforced aluminum foam for lightweight solutions. - In: Proceedings / International Conference on Innovative Technologies (Dubrovnik) : 2015.09.09-11. : IN-TECH 2015, Dubrovnik, Croatia, 09. - 11.09.2015. - Rijeka : Fac. of Engineering, Univ. of Rijeka, (2015), S. 80-83

The first time metallic foams were mentioned was in 1926 by Alexandre Meller. Since then the understanding of the behavior has developed so the material can be used for special applications. Nevertheless the mechanical properties are bad compared to solid material. Because of the mean variation of the pore size the strength underlays a variation too. A solution can be to reinforce the matrix with fibers so the mechanical properties can be improved and the variation can be reduced. In a first attempt the aluminum powder is mixed with 2 weight percent cleaned glass fibers and a blowing agent (TiH2) and were compacted with a heated compressing tool. After that the preform can be foamed by an alloy adapted heat-treatment. The preform expands to about 500 percent of the primary volume while the fibers are orientated randomly in the metal matrix so the composite keeps its isotropic behavior. Referring to compression tests the mechanical properties improved. The composite is 20% stiffer and 8% stronger than the non-reinforced foam having the same density. Analyzing the failure behavior, all of the fibers got pulled out of the matrix. To reach higher strength and stiffness the adhesion of the matrix and fibers must be improved. A solution can be to use e.g. carbon fibers or other fibers which can build a compound with the matrix material. Combined with a higher share and longer fibers the reinforced foam can be stiffer stronger and level out the influences of the mean variation of the pore size.


Kern, Heinrich
Das Fachgebiet Metallische Werkstoffe und Verbundwerkstoffe. - In: Jenaer Jahrbuch zur Technik- und Industriegeschichte : . - Jena : Vopelius, ISSN 21986746, Bd. 18 (2015), S. 315-318
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
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
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
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
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
Lange, Günther; Albrecht, Robert
Aluminiumschäume pulvermetallurgisch hergestellt und faserverstärkt. - In: Emobility tecEmobility tec : Systeme, Komponenten und Technologien für Hybrid- und Elektrofahrzeuge. - Heidelberg : Hüthig : Systeme, Komponenten und Technologien für Hybrid- und Elektrofahrzeuge. - Heidelberg : Hüthig, ISSN 2193892X, Bd. 4 (2015), 2, S. 60-63

Die Anwendungen von porösen Metallen oder auch Metallschäumen wird aktuell noch sehr stark durch die im Vergleich zu den entsprechenden Monomaterialien schlechteren mechanischen Eigenschaften begrenzt. Besonders hervorzuheben ist die geringe Dichte und somit eine geringe Masse im Verhältnis zum Volumen, eine hohe Druckfestigkeit und ein gutes Dämpfungsvermögen der Aluminiumschäume. Eine Verbesserung der Druckfestigkeiten und des Energieabsorptionsvermögens durch das Einbringen von Fasern in einen Aluminiumschaum ist das Ziel der vorgestellten Untersuchungen.


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
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
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.


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
Albrecht, Robert; Lange, Günther
Geschlossenporiger Aluminiumschaum mit Faserverstärkung. - In: Tagungsband / Niedersächsisches Symposium Materialtechnik ; 1 (Clausthal-Zellerfeld) : 2015.02.12-13. - Aachen : Shaker, ISBN 978-3-8440-3403-5, (2015), S. 399-407

Der Einsatz von Metallschäumen, insbesondere von Aluminiumschäumen, wird heutzutage noch sehr oft durch die, im Vergleich zu den Monomaterialien schlechteren mechanischen Eigenschaften, begrenzt. Eine Verbesserung der Druckfestigkeiten, Biegefestigkeiten und des Energieabsorptionsvermögens ist hierbei das Ziel der vorgestellten Untersuchungen. Metallische, zelluläre Werkstoffe weisen eine Vielzahl einzigartiger Eigenschaften auf, die neuartige Anwendungen jenseits der bekannten Werkstoffe erlauben. Besonders hervorzuheben ist ihre geringe Dichte und somit eine geringe Masse im Verhältnis zum Volumen, eine hohe Druckfestigkeit und ein gutes Dämpfungsvermögen. In diesem Vortrag werden aktuelle Untersuchungen zur komplexen Herstellung, zu den Eigenschaften und Analysen von verstärkten geschlossenporigen Aluminiumschäumen im pulvermetallurgischen Verfahren vorgestellt. Als Verstärkungsmaterial kommen dabei Glasfasern, Kohlenstofffasern und CNT zum Einsatz.


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
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.


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
Albrecht, Robert; Lange, Günther
Pulvermetallurgisch hergestellte Aluminiumschäume. - In: Lightweight design : die Fachzeitschrift für den Leichtbau bewegter Massen. - Wiesbaden : Vieweg und Teubner/Springer Fachmedien, ISSN 21928738, Bd. 7 (2014), 6, S. 26-31

Eine Erhöhung der Festigkeiten metallischer Werkstoffe ist ein andauerndes Entwicklungsziel. Für Monomaterialien oder auch Verbundwerkstoffe sind hier in letzten Jahren viele Ansätze entwickelt worden. Bei den Metallschäumen hingegen wurde eine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften bisher hauptsächlich durch die Anwendung als Kernmaterial in einem Sandwichverbund erreicht. Faserverstärkte Aluminiumschäume wurden bisher weder in der Literatur erwähntnoch imBereich der Forschung und Entwicklung näher untersucht. Infolge dessen sind auch die durch dieGlasfasern veränderten Eigenschaften, derdadurch noch komplexerwerdende Herstellungsprozess und auch entsprechendeSimulations- und Berechnungsansätze nicht untersucht worden. Mit Hilfe der pulvermetallurgischen Herstellungsroute konnten glasfaserverstärkte geschlossenporige Aluminiumschäume erfolgreich hergestellt werden. Der Glasfaseranteil betrug dabei bis zu 2 Gewichtsprozent. Für diese neuen Faserschaumverbunde wurde ein zweistufiges Kompaktierungsverfahren entwickelt. Mit einer definierten Temperaturführung konnten anschließend die Pulverpresslinge zuglasfaserverstärkten geschlossenporigen Aluminiumschäumen mit einer Aufschäumrate von 500% - 600% hergestellt werden. Dabei lag eine gleichmäßige Verteilung der Glasfasern in den Aluminiumschaumproben vor. Eine Agglomeration oder eine durch die Kompaktierung hervorgerufene Ausrichtung der Glasfasern konnte nicht beobachtet werden.


http://dx.doi.org/10.1365/s35725-014-0436-4
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
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
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
Albrecht, Robert; Lange, Günther
Faserverstärkte geschlossenporige Aluminiumschäume. - In: Metall <Clausthal-Zellerfeld>. - Clausthal-Zellerfeld : GDMB-Verl, ISSN 00260746, Bd. 68 (2014), 9, S. 355-359
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
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
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
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
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
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.


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
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.


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.


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
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
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.


Schmidt, Denny; Albrecht, Robert; Lange, Günther
Investigation to distribution of additives in open- and closed-cell aluminum foam. - In: International Conference on Innovative Technologies / International Conference on Innovative Technologies (Rijeka) : 2012.09.26-28. : IN-TECH 2012, Rijeka, [26. - 28.09.2012] ; proceedings. - Rijeka : Faculty of Engineering, ISBN 978-953-6326-77-8, (2012), S. 533-537

New fields of applications can be developed with the porous structure of cellular materials. In addition to polymer and ceramic foams, especially cellular metallic materials, metal foams, are in our focus of research. Its porous structure allows us to achieve low specific densities. Metal foams can be used as a high energy absorption material particularly for lightweight applications. The production of closed-cell and open-cell metal foams is done by melting or powder metallurgy processes. In practice, primarily aluminum-based foam materials find their application in small series. The reproducibility of mechanical and functional properties needs a homogeneous pore distribution. The cost-intensive production process of the open-cell metal foams gives a more homogeneous structure than closed-cell metal foams. During the foaming process of powder metallurgy foams, a variety of parameters have an influence on the pore distribution. In addition to the temperature regime, especially the alloy components and additives are important. Above all, the structure-property-relationship of cellular materials is most significant. In this paper, micro- and macro-structures of closed-cell aluminum foams are analyzed and compared as well as the additive distribution in the material (such as titanium from the foaming agent TiH2). The goal is to analyze the distribution of the alloy components in the foaming process for a systematic optimization of the manufacturing process in terms of powder composition, powder sizes, compaction ratio, heat treatments and temperature regime.


Schmidt, Denny; Lange, Günther
Hybride Werkstoffsysteme aus zellularen metallischen Werkstoffen und thermoplastischen Kunststoff für zukünftige multifunktional Anwendungen. - In: Tagungsband zum 15. Werkstofftechnischen Kolloquium / Werkstofftechnisches Kolloquium ; 15 (Chemnitz) : 2012.09.20-21. : 20. und 21. September 2012 in Chemnitz. - Chemnitz : Techn. Univ., Inst. für Werkstoffwiss., ISBN 978-3-00-039358-7, (2012), S. 155-161

Zellulare Werkstoffe besitzen mit ihrem porösen Aufbau interessante Eigenschaften, die neue Anwendungsfelder bieten. Neben organischen bzw. keramischen zellularen Materialien ist vor allem die Klasse der zellularen metallischen Werkstoffe verstärkt in den Fokus der Forschung gerückt. Durch den porösen Aufbau zeigen diese Werkstoffe sehr kleine relative Dichten und eignen sich hervorragend für die Verwendung im Leichtbau. Zudem bietet der poröse Aufbau Anwendungen als Energieabsorptionsmaterial. Es gibt zwei Klassen zellularer metallischer Werkstoffe - offen- und geschlossenporig. Durch unterschiedliche Herstellungsbedingungen (schmelz- oder pulvermetallurgisch) können heutzutage serientechnisch unterschiedliche Metalle verarbeitet werden. Vorwiegend werden Aluminium und dessen Legierungen zu porösen Schaumstrukturen verarbeitet. Eine homogene Porenverteilung ist hierbei Hauptvoraussetzung für gleichverteilte mechanische und funktionelle Eigenschaften. Eine zusätzliche Schutzhülle in Form thermoplastischer Kunststoffe, die in Vorversuchen über einen Umschmelzvorgang appliziert wurde, steht lokalen plastischen Verformungen der inhomogenen Struktur der Metallschäume entgegen. Hier können Hybridverbunde aus zellularen metallischen Werkstoffen mit einer Kunststoffummantelung eine effiziente und anwendungsnahe Lösung darstellen. Vor allem die mechanischen Eigenschaften dieser Metallschaum-Hybrid-Verbunde steigen in hohem Maße gegenüber den Monomaterialien und bieten daher neue Anwendungsgebiete im Bereich des Leichtbaus bzw. einen Einsatz als Energieabsorptionsmaterials.


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
Schmidt, Denny; Albrecht, Robert; Lange, Günther
Analyse von schmelz- und pulvermetallurgisch hergestellten geschlossenporigen Metallschäumen auf Aluminium-Basis. - In: Fortschritte in der Metallographie / Metallographie-Tagung ; 46 (Rostock) : 2012.09.19-21. : [Vortragstexte der 46. Metallographie-Tagung, 19. - 21. September 2012 in Rostock]. - Frankfurt : DGM, ISBN 978-3-88355-392-4, (2012), S. 179-184

Zellulare Materialien zeigen aufgrund ihrer porösen Struktur Eigenschaften, mit denen neue Anwendungsgebiete erschlossen werden können. Neben Polymer- und Keramikschäumen rücken besonders metallische zellulare Materialien, vor allem die Metallschäume, in den Mittelpunkt der Forschung. Aufgrund des zellularen Aufbaus dieser Materialien können vergleichsweise geringe spezifische Dichten erreicht werden. Dadurch eignen sich Metallschäume besonders für Leichtbauanwendungen mit gutem Energieabsorptionsvermögen. Die Herstellung zellularer Metalle erfolgt prinzipiell über einen schmelz- oder pulvermetallurgischen Prozess. Mit diesen verschiedenen Verfahren ist es möglich, sowohl geschlossenporige als auch offenporige Metallschäume zu erzeugen. In der Praxis finden zurzeit hauptsächlich Schäume auf Aluminiumbasis in Kleinserien ihre Anwendung. - Für reproduzierbare mechanische aber auch funktionale Eigenschaften ist eine homogene Verteilung der Poren von besonderer Bedeutung. Offenporige Metallschäume besitzen bedingt durch ihren Herstellungsprozess einen homogenen Aufbau im Vergleich zum geschlossenporigen Metallschaum. Durch die Herstellung auf pulvermetallurgischem Weg ergibt sich eine Vielzahl von Parametern, die Einfluss auf die Porenverteilung während des Schäumprozesses nehmen. Neben der Temperaturführung spielen vor allem Legierungsbestandteile und Additive eine wichtige Rolle. Dabei ist vor allem die Struktur-Gefüge-Eigenschaftsbeziehung der zellularen Werkstoffe bedeutend. In diesem Beitrag werden erste Mikro- und Makro-Strukturen von geschlossenporigen Aluminiumschäumen analysiert und verglichen. Dazu werden Additive (beispielsweise Titan aus dem Treibmittel TiH2) auf ihre Verteilung im Material hin untersucht. - Ziel ist es, die Verteilung als auch die Abhängigkeit der Legierungsbestandteile in Bezug auf den Aufschäumprozesses zu analysieren, um eine systematische Optimierung des Herstellungsprozesses in Bezug auf Pulverzusammensetzung, Pulvergrößen, Kompaktierungsgrad, Vorbehandlungen und Temperaturregime zu ermöglichen.


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
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
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.


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
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
Lange, Günther; Schmidt, Denny
Leichtbau mit hybriden Werkstoffsystemen aus Aluminiumschaum und Kunststoff. - In: Produktionssysteme und -methoden für den Leichtbau - Wegbereiter zur E-Mobilität / Kolloquium Blechverarbeitung ; 32 (Bad Boll) : 2012.02.14-15. : Tagungsband des 32. EFB-Kolloquiums Blechverarbeitung 2012 am 14. und 15. Februar 2012 in Bad Boll. - Hannover : EFB, ISBN 978-3-86776-380-6, (2012), S. 269-277

Lange, Günther
Aluminiumschaum und Kunststoff - ein neuartiger Hybridwerkstoff. - In: Lightweight design : die Fachzeitschrift für den Leichtbau bewegter Massen. - Wiesbaden : Vieweg und Teubner/Springer Fachmedien, ISSN 21928738, Bd. 4 (2011), 1, S. 32-36
http://dx.doi.org/10.1365/s35725-011-0006-y
Schmidt, Denny; Lange, Günther
New function-optimized hybrid material of aluminium foam and polymer. - In: IN-TECH 2011 / International Conference on Innovative Technologies (Bratislava) : 2011.09.01-03. : International Conference on Innovative Technologies, [01.09.2011 to 03.09.2011, Bratislava, Slovakia] ; proceedings. - [s.l.], ISBN 978-80-904502-6-4, (2011), S. 109-112

Metallic cellular materials reveal a variety of unique features for new and innovative applications in construction and lightweight. Furthermore they show depending on the pore structure a high compressive strength, high stiffness and possibly electrically conductive. The good damping and, for open-cell foams, the possibility of permeability expand the applications of these materials. Aluminium foams are machinable and can expand to complex geometries. Thereby flexible and complex foam cores can be produced for use in casting and injection molding process, thus the possible scope of application for such structural components is greatly increased. So far prototypes of aluminium foam (open or closed porous) and polypropylene or polystyrene were prepared in casting processes. Hybrid components were produced by recasting with plastic. Because of that, the compressive strength will increase as opposed to pure aluminium foam. At the same time aluminium foam cores achieve a weight reduction, compared to plastic components with solid execution. This material combination illustrates the high potential of lightweight.


Lange, Günther; Schmidt, Denny
Innovatives funktionsoptimiertes Leichtbau-Hybridmaterial aus Aluminiumschäumen und Kunststoffen. - In: Tagungsband zum 18. Symposium Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde / Symposium Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde ; 18 (Chemnitz) : 2011.03.30-04.01. : [Chemnitz, 30.03. bis 01.04.2011]. - Chemnitz : Eigenverl., ISBN 978-3-00-033801-4, (2011), S. 481-485

Schmidt, Denny; Lange, Günther
Hybride Werkstoffsysteme aus offen- und geschlossenporigen Aluminiumschäumen und Kunststoffen. - In: / Landshuter Leichtbau-Colloquium ; 5 (Landshut) : 2011.02.23-24. : ., ISBN 978-3-9812696-1-1, (2011), S. 145-153

Neuartige leichte Werkstoffkonzepte und Hybridmaterialien für Strukturbauteile werden heutzutage unter dem Aspekt der Energieeinsparung ein immer wichtiger werdendes Forschungsfeld. Werkstoffsysteme aus Aluminiumschaum und Kunststoff bilden hier ein neues Konzept im Bereich der Leichtbautechnologie. Die in diesem Beitrag vorgestellten Ergebnisse zeigen das hohe Potenzial dieser neuen Hybridbauteile aus einem zellularen Metallkern und einer Polypropylen-Kunststoffummantelung. In Druck- und Biegeversuchen wurden die Hybridmaterialien charakterisiert und analysiert sowie mit den entsprechenden Mono-Materialien verglichen. Sollte es zukünftig gelingen mit diesen hier dargestellten Hybridmaterialien kostengünstige und leichte Strukturbauteile herzustellen, kann das Anwendungspotenzial dieser Verbunde enorm gesteigert werden.


Lange, Günther
Metallische Werkstoffe und Verbundwerkstoffe stärker im Fokus. - In: International aluminium journalInternational aluminium journal : international journal for industry, research and application. - Hannover : Giesel : international journal for industry, research and application. - Isernhagen : Giesel, ISSN 00026689, Bd. 86 (2010), 5, S. 58
Lange, Günther
Metallische Werkstoffe für innovative Anwendungen. - In: Intelligenter produzierenIntelligenter produzieren : die Wissenschaftsplattform für das technische Management. - Frankfurt, M : VDMA-Verl : die Wissenschaftsplattform für das technische Management. - Frankfurt, M. : VDMA-Verl., ISSN 18692745, (2010), 3, S. 21-23
Lange, Günther
Neuartige Aluminiumschaum-Kunststoff-Hybridwerkstoffe für Anwendungen im Leicht- und Strukturbau. - In: Werkstoffe in der FertigungWerkstoffe in der Fertigung : Die Werkstoffwelt von morgen. - Mering : HW-Verl : die Fachzeitschrift für technische Führungskräfte. - Mering : HW-Verl., ISSN 09392629, (2010), 6, S. 34-36
Lange, Günther
Rezepte für alle : Hochfeste und duktile Stähle, Metallschaum und Aluminium-Kunststoff-Hybride. - In: KEMKEM. - Leinfelden-Echterdingen : Konradin-Mediengruppe : Informationsvorsprung für Konstrukteure. - Leinfelden-Echterdingen : Konradin-Verl. Kohlhammer, ISSN 09340270, Bd. 47 (2010), 10, S. 20-21
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
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
Niebelschütz, Florentina; Zhao, Wei Hong; Brückner, Klemens; Tonisch, Katja; Linß, Matthias; Hein, Matthias A.; Pezoldt, Jörg
Property modification of 3C-SiC MEMS on Ge-modified Si(100) substrates. - In: Materials science forum : MSF. - Uetikon : Trans Tech Publ, ISSN 16629752, Bd. 645/648 (2010), S. 861-864
http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.645-648.861
Kups, Thomas; Knote, Andreas; Kern, Heinrich; Remdt, Elvira; Spieß, Lothar
Structural characterization of metal-ceramic coatings by electron microscopy. - In: Thüringer Werkstofftag 2010 : Technische Universität Ilmenau, 24. März 2010 ; wissenschaftliche Beiträge. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau / Thüringer Werkstofftag (Ilmenau) : 2010.03.24., (2010), S. 189-194
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=15197
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.


Kups, Thomas; Knote, Andreas; Krüger, Horst-Günter; Winkler, Heinz-Volker; Kern, Heinrich; Spieß, Lothar
Herstellung und komplexe Charakterisierung von Metall-Keramik-Verbundschichten. - In: Materialwissenschaft und Werkstofftechnik. - Weinheim : Wiley-VCH, ISSN 15214052, Bd. 40 (2009), 12, S. 894-900
http://dx.doi.org/10.1002/mawe.200900535
Georgi, Christian
Low-temperature solution syntheses and structure control of AM2O8 oxide powders (A=Zr, Hf; M=Mo, W): a review. - In: Gui suan yan xue bao. - Bei jing : ., ISSN 04545648, Bd. 37 (2009), 5, S. 667-674
Georgi, Christian; Kern, Heinrich
Preparation of zirconium tungstate (ZrW 2 O 8 ) by the amorphous citrate process. - In: Ceramics international. - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science, ISSN 02728842, Bd. 35 (2009), 2, S. 755-762
http://dx.doi.org/10.1016/j.ceramint.2008.02.010
Kups, Thomas; Knote, Andreas; Spieß, Lothar
SEM and TEM investigations of electrophoretical deposited Si3N4 and SiC particles in siloxane of steel substrate. - In: / European Microscopy Congress ; 14 (Aachen) : 2008.09.01-05. : ., ISBN 978-3-540-85225-4, (2008), S. 695-696

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
Schulz, Olaf
Bestimmung physikalischer und technischer Randbedingungen zur Umsetzung eines photoakustischen Gassensors in der Mikrosystemtechnik. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau. - Online-Ressource (PDF-Datei: VII, 129, [17] S., 3,80 MB)
Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2007
Enth. außerdem: Thesen

In dieser Dissertation werden physikalische und technische Grenzwerte für die Miniaturisierung neuartiger photoakustischer Gassensoren untersucht. In Erweiterung zu existierenden Arbeiten auf dem Gebiet miniaturisierter photoakustischer Gasdetektoren wird hier ein komplexes mathematisches Modell entwickelt, welches physikalische, technische und Umweltbedingungen als spezifische Parameter berücksichtigt. Das Model berücksichtigt sowohl den Zeit- als auch Frequenzbereich. Es kombiniert die zwei traditionellen Modellierungsansätze der ratengleichgewichtsbasierten Zeitbereichsuntersuchung nichtresonanter akustischer Systeme und wellengleichungsbasierten Frequenzbereichsanalyse akustischer Resonatoren. Die Äquivalenz dieser Betrachtung zu bestehenden Modellen kann gezeigt werden. Als wesentlicher Vorteil gegenüber diesen Modellen bietet der hier gezeigte Ansatz jedoch den Vorteil, die eingeführten Parameter entkoppelt voneinander über einen breiten Variationsbereich betrachten zu können. Mit diesem erweiterten Modell werden komplexe System- und Verhaltenssimulationen möglich.Währen in den existierenden Arbeiten zur Photoakustik nur Reingase betrachtet werden, untersucht diese Dissertation den Einfluss der Interaktion unterschiedlicher Moleküle und führt dies als Parameter in das theoretische Model ein. Sowohl in simulierten als auch experimentellen Untersuchungen wird gezeigt, dass die zu beobachtenden Effekte in solchen Gasgemischen für die Verbesserung der Sensitivität und Selektivität neuartiger Gassensoren nutzbar sind. Es wird demonstriert, wie durch die Verwendung moderner Technologien und Prozesse aus der Mikrosystemtechnik zuverlässige und leistungsfähige Gasdetektoren ermöglicht werden. Die in dieser Arbeit entwickelten und umgesetzten Konzepte berücksichtigen dabei schon im Ansatz die Bedürfnisse einer preisbewussten Massenfertigung und potentielle Anwendungen. Schließlich werden diese Detektoren zusammen mit ebenfalls neuartigen mikromechanischen Emittern in einem integrierten Sensorkonzept untersucht. Die verbesserten Eigenschaften dieses Demonstrators können im Vergleich zu verfügbaren, vergleichbaren Sensoren nachgewiesen werde.In Kapitel 1 wird der gegenwärtige Entwicklungsstand der Photoakustik im Allgemeinen betrachtet. Weiterhin werden konkurrierende Detektortypen vorgestellt. In Kapitel 2 folgen eine theoretische Betrachtung der Grundlagen des photoakustischen Effekts sowie die Entwicklung des parametrischen Modells. Die Vergleichbarkeit zu existierenden Modellierungsansätzen wird gezeigt. Der Aufbau einer experimentellen Plattform, die Evaluierung des parametrischen Modells und die Untersuchung verschiedener Einflussfaktoren auf das Sensorverhalten sind Gegenstand des Kapitels 3. Es wird ebenfalls eine spezifische Methodik entwickelt, um typische Parameter wie Sensitivität, rauschäquivalente Leistung und Detektivität zu bestimmen. Unter Berücksichtigung der gewonnenen Erkenntnisse und Nutzung moderner Methoden der Mikrosystemtechnik werden in Kapitel 4 schließlich Konzepte für miniaturisierte photoakustische Detektoren entwickelt und umgesetzt. Da die messbare Gasempfindlichkeit eines Detektors letztlich auch vom Messaufbau abhängt, wird an dieser Stelle das integrierte Sensorkonzept vorgestellt, umgesetzt und untersucht. Im abschließenden Kapitel 5 werden die in dieser Arbeit entwickelten Detektor- und Sensorkonzepte mit jenen konkurrierenden Systemen verglichen, welche in Kapitel 1 beschrieben wurden. Weitere Entwicklungs- uns Anwendungsmöglichkeiten bieten einen Ausblick auf die Zukunft der photoakustischen Gasdetektion.


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Albracht, Frank; Reichel, Susen
Über die Reibung von Gummi auf Eis. - In: GAKGAK : Gummi, Fasern, Kunststoffe : Fachmagazin für die Polymerindustrie. - Ratingen : Gupta - Ratingen : Gupta, ISSN 01761625, Bd. 60 (2077), 3, S. 165-169
Kern, Heinrich; Stoll, Erick; Mahr, Petra; Krüger, Horst-Günter; Boccaccini, Aldo R.
Practical progresses for novel fabrication of structural oxide/oxide ceramic matrix composites. - In: Fachgebiet Fertigungstechnik - Technische Universität Ilmenau : die Verbindungsspezialisten 2007, 16. bis 18. September 2007, Basel. - Ilmenau, (2007), insges. 1 S.
Publ. entstand im Rahmen der Veranst.: E-MRS 2005 Fall Meeting, Symposium H, Warsaw (Poland), 5th - 9th September, 2005
Knote, Andreas; Krüger, Horst Günter; Selve, Sören; Kups, Thomas; Kern, Heinrich; Spieß, Lothar
Metal-ceramic composite layers on stainless steel through the combination of electrophoretic deposition and galvanic processes. - In: Journal of materials science. - Dordrecht [u.a.] : Springer Science + Business Media B.V, ISSN 15734803, Bd. 42 (2007), 12, S. 4545-4551
http://dx.doi.org/10.1007/s10853-006-0482-0
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
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
Gläser, Stefan
Untersuchung des Zusammenhangs spannungsinduzierter Martensitbildung bei superelastischen Formgedächtnislegierungen und der physikalischen Kenngrößen. - Online-Ressource (PDF-Datei: 134 S., 7954 KB)
Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2007

Superelastische Formgedächtnislegierungen (SEFGL) sind eine Untergruppe der Formgedächtnislegierungen, welche wiederum zu den so genannten Smart Materials gehören, zu jenen Werkstoffen, welche den derzeitigen Grad der Automatisierung in die nächste Generation überführen sollen.Hierbei sind nicht nur die aktorischen Aufgaben von Interesse, sondern auch die sensorischen. SEFGL bieten einen Ansatz für eine neue Technologie im Bereich der Sensorik. Diese Legierungen haben die Eigenschaft in bestimmten Temperaturbereichen ein superelastisches Verhalten mit bis zu 15 % Verformungsvermögen aufzuweisen. Dieses superelastische Verhalten wird von einer überproportional starken Änderung des elektrischen Widerstandes begleitet und verspricht neue Ansätze zur Erfassung und Auswertung von Messgrößen.Hintergrund dieses Effektes ist eine spannungsinduzierte Phasenumwandlung, welche mittels experimenteller Methoden nur sehr aufwendig nachzuweisen ist. Aus diesem Grunde ist es das Ziel dieser Arbeit, eine einfache, versuchsgestützte Methode zu entwickeln, welche Schlüsse auf das Phasenumwandlungsverhalten und die Bestandteile der einzelnen Phasen einer SEFGL während eines Dehnprozesses zulässt. Mit dieser Methode der Sequentiellen Einflussanalyse (SQEA) wird der zu erwartende elektrische Widerstand des SEFGL-Drahtes mithilfe der Erkenntnisse des Standes der Technik aus den vorhandenen Daten berechnet und mit der tatsächlich ermittelten Widerstandskurve verglichen. Hierzu werden die Korrelationen des elektrischen Widerstandes mit den mechanischen Spannungen während des Verformungsprozesses von SEFGL-Drähten unter verschiedenen Bedingungen ermittelt. Die Berechnung des elektrischen Widerstandes erfolgt dabei einerseits mit möglichst vielen Variationen der vorliegenden Daten und mit gezielter Minimierung der Einflussparameter andererseits. Es werden dementsprechend Variationen der Phasenumwandlungsmodelle angefertigt, welche vom einfachsten Ablauf der Phasenumwandlung bis hin zum komplexesten Verlauf, aber auch von dem wahrscheinlichsten bis hin zum unwahrscheinlichsten Verlauf der Phasenumwandlung alle Möglichkeiten abdecken.Mit den gewonnen Erkenntnissen über die physikalischen Vorgänge und Eigenschaften wird in Zukunft die Beurteilung von Anwendungen, aber auch von Legierungssystemen in Bezug auf verschiedene Anwendungen erleichtert.


http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=8632
Selve, Sören; Knote, Andreas; Kups, Thomas; Krüger, Horst Günter; Spieß, Lothar; Kern, Heinrich
Festkörperphysikalische Analyse an nanoskaligen funktionellen Keramik-Verbund-Schichten. - In: Information technology and electrical engineering - devices and systems, materials and technologies for the future : 51. IWK, Internationales Wissenschaftliches Kolloquium ; proceedings ; 11 - 15 September 2006 / Internationales Wissenschaftliches Kolloquium (IWK). Technische Universität Ilmenau ; 51 (Ilmenau) : 2006.09.11-15., (2006), insges. 21 S.
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=13627
Albracht, Frank; Reichel, Susen; Winkler, Volker; Kern, Heinrich
Einfluss der Oberflächen auf die Reibung von Werkstoffen gegen Eis. - In: / Thüringer Grenz- und Oberflächentage ; 2 (Oberhof) : 2006.09.13-14., (2006), S. 349-350

Stoll, Erick
Potentialunterstützte Herstellung von Faserverbundwerkstoffen. - Online-Ressource (PDF-Datei: 138 S., 10,5 MB)
Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2006

Die Entwicklung von langfaserverstärkten Oxid/Oxid-Verbundwerkstoffen hat in den letzten Jahren wegen der Oxidationsbeständigkeit und der guten thermomechanischen Eigenschaften dieser Werkstoffe stark zugenommen. So sind sie bspw. für Bauteile in Brennkammern, Wärmetäuschern oder in der Luft- und Raumfahrt von Interesse. Die schwierige und teure Fabrikation von Verbundwerkstoffen mit mehreren Gewebelagen begründet die Anwendung des elektrophoretischen Infiltrationsverfahrens (EPI) zur Herstellung der Matrix. Bei dem EPI-Verfahren wurden Fasergewebe Nextel(TM) 720 als Verstärkungsmaterial und alpha-Al2O3 als Matrixmaterial verwendet. Die Ergebnisse der elektrophoretischen Infiltration werden speziell für diese Materialkombination dargestellt und interpretiert. Der Hauptteil dieser Arbeit widmet sich den Reaktionsabläufen bei der elektrophoretischen Infiltration. Diesbezüglich wurde für das System alpha-Al2O3/Nextel(TM) 720 eine Arbeitshypothese aufgestellt und diese experimentell untersetzt. Darüber hinaus wurden zwei Techniken, die auf der EPI-Technik basieren, entwickelt und erprobt. Sie werden in dieser Arbeit als Laminationsverfahren und Mehrlageninfiltrationsverfahren bezeichnet. Die Ergebnisse zeigen, dass beim Mehrlageninfiltrationsverfahren die simultane elektrophoretische Infiltration eine vollständige Ausfüllung der Fasernzwischenräume mit Matrixpartikeln für bis zu sechs Gewebelagen ermöglicht. Damit ist dieses Verfahren der bekannten Schlickertechnik deutlich überlegen. Die im Labor hergestellten Sinterproben haben einen Faseranteil von 45 % und eine Porosität von ca. 30 %. Sie zeigen das typische quasiduktile Bruchverhalten für keramische Verbundwerkstoffe mit einer schwachen Faser-Matrix-Bindung.


http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=7619
Mahr, Petra; Halbedel, Bernd
Characterisation of the deagglomeration behaviour of nanoscaled barium hexaferrite powders by measurement of electrokinetic effects. - In: Materialwissenschaft und Werkstofftechnik. - Weinheim : Wiley-VCH, ISSN 15214052, Bd. 37 (2006), 11, S. 933-936
http://dx.doi.org/10.1002/mawe.200600081
Mahr, Petra; Halbedel, Bernd
Characterisation of the deagglomeration behaviour of nanoscaled barium hexaferrite powders by measurement of electricalkinetic effects. - In: Information technology and electrical engineering - devices and systems, materials and technologies for the future : 51. IWK, Internationales Wissenschaftliches Kolloquium ; proceedings ; 11 - 15 September 2006. - Ilmenau : Verl. ISLE / Internationales Wissenschaftliches Kolloquium (IWK). Technische Universität Ilmenau ; 51 (Ilmenau) : 2006.09.11-15. : ., (2006), S. 285-286

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
Boccaccini, Aldo R.; Roether, Judith A.; Thomas, Boris J. C.; Shaffer, Milo S. P.; Chavez, Esther; Stoll, Erick; Minay, E. Jane
The electrophoretic deposition of inorganic nanoscaled materials : a review. - In: Journal of the Ceramic Society of JapanJournal of the Ceramic Society of Japan : internat. ed. - Tokyo : Fuji Marketing Research Co - Tokyo : Fuji Marketing Research Co., ISSN 09129200, Bd. 114 (2006), 1325, S. 1-14
Stoll, Erick; Mahr, Petra; Krüger, Horst-Günter; Kern, Heinrich; Boccaccini, Aldo R.
Progresses in the electrophoretic deposition technique to infiltrate oxide fibre mats for fabrication of ceramic matrix composites. - In: Electrophoretic deposition: fundamentals and applications II / International Conference on Electrophoretic Deposition: Fundamentals and Applications ; 2 (Castelvecchio Pascoli) : 2005.05.29-06.02. - Uetikon-Zürich [u.a.] : Trans Tech Publ., (2006), S. 195-200
Stoll, Erick; Mahr, Petra; Krüger, Horst-Günter; Kern, Heinrich; Dlouhy, Ivo; Boccaccini, Aldo R.
Progress in the characterisation of structural oxide/oxide ceramic matrix composites fabricated by electrophoretic deposition (EPD). - In: Advanced engineering materials. - Weinheim : Wiley-VCH Verl, ISSN 15272648, Bd. 8 (2006), 4, S. 282-285
http://dx.doi.org/10.1002/adem.200500250
Stoll, Erick; Mahr, Petra; Krüger, Horst-Günter; Kern, Heinrich; Thomas, B. J. C.; Boccaccini, Aldo R.
Fabrication technologies for oxide-oxide ceramic matrix composites based on electrophoretic deposition. - In: Journal of the European Ceramic Society. - Amsterdam [u.a.] : Elsevier Science, ISSN 09552219, Bd. 26 (2006), 9, S. 1567-1576
http://dx.doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2005.03.251
Al Ibrahim, Maher
Technologieorientierte Forschung zur Herstellung und Optimierung von Polymersolarzellen auf flexiblen Kunststoffsubstraten. - Ilmenau : ISLE. - XI, 105 S.
Zugl.: Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2006
ISBN 3938843179

Der Zusammenhang zwischen der chemischen Struktur und den optischen sowie den elektrochemischen Eigenschaften verschiedener konjugierten Polymere und der Einfluss dieser Eigenschaften auf die photovoltaischen Parameter der entsprechenden Polymersolarzellen sind untersucht. Die Leerlaufspannung der Donator:Akzeptor-Polymersolarzelle ist von der Energiedifferenz LUMOAkzeptor - HOMODonator abhängig und wird von der Morphologie der photoaktiven Schicht beeinflusst. Polymere mit kleiner optischer Bandlücke und hohem Absorptionskoeffizient sind geeignet zur Verwendung als Lichtabsorber in Polymersolarzellen, da diese Eigenschaften zur Erhöhung des Kurzschlussstromes der Zelle führen. Großflächige, flexible Polymersolarzellen auf PET-Folien mit vergleichbarem Wirkungsgrad zu den in Literatur gefundenen, auf Glas aufgebauten Polymersolarzellen sind realisierbar. Polymersolarzellen mit unterschiedlichen Aufbauten (normal und invers) zeigen vergleichbares photovoltaisches Verhalten.Die Herstellparameter (Lösungsmittel, Donator:Akzeptor-Mischverhältnis, thermische Behandlung) der P3HT:PCBM-Schichten beeinflussen die Eigenschaften dieser Schichten. Nach der Optimierung der Herstellparameter ist die Realisierung einer flexiblen, großflächigen PET-Folie/ITO/ P3HT:PCBM (1:1)/Al-Solarzelle unter Raumbedingungen mit einem Wirkungsgrad von 3,4% möglich.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/toc/517470454.PDF
Raab, Dagmar; Pfeifer, Kerstin; Hülsenberg, Dagmar; Boccaccini, Aldo R.
Mechanical properties of oxide-fiber reinforced glass matrix composites with BN or SnO 2 interfaces. - In: Materials science and engineering / A. - Amsterdam : Elsevier, ISSN 18734936, Bd. 417 (2006), 1/2, S. 341-347
http://dx.doi.org/10.1016/j.msea.2005.11.001
Stoll, Erick; Mahr, Petra; Krüger, Horst-Günter; Kern, Heinrich; Boccaccini, Aldo R.
Anforderungen an die elektrophoretische Infiltration zur Herstellung von Oxid/Oxid-Faserverbundwerkstoffen. - In: Maschinenbau von Makro bis Nano : 50. Internationales Wissenschaftliches Kolloquium, September, 19 - 23, 2005 ; proceedings. - Ilmenau : Verl. ISLE / Internationales Wissenschaftliches Kolloquium (IWK). Technische Universität Ilmenau ; 50 (Ilmenau) : 2005.09.19-23. - Ilmenau : Verl. ISLE, 2005, [06.15], insges. 2 S.
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=17572
Selve, Sören; Knote, Andreas; Kups, Thomas; Krüger, Horst Günter; Spieß, Lothar; Kern, Heinrich
SEM/TEM investigations of nickel filled ceramic layers. - In: Proceedings : August 28 - September 2, 2005, Davos, Switzerland // Microscopy Conference 2005, 6. Dreiländertagung 2005. - Villingen : Paul Scherrer Inst. / Microscopy Conference ; 6 (Davos) : 2005.08.28-09.02. : ., (2005), S. 313
Stoll, Erick; Mahr, Petra; Krüger, Horst-Günter; Kern, Heinrich; Boccaccini, Aldo R.
Oxid/Oxid-Faserverbundwerkstoffe basierend auf elektrophoretischer Infiltration und Laminiertechnik. - In: / Symposium Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde ; 15 (Kassel) : 2005.04.06-08. : ., (2005), S. 157-162

Albracht, Frank; Reichel, Susen; Winkler, Volker; Kern, Heinrich
Über die Reibung von Werkstoffen auf Eis. - In: Oberflächentechnik für die Praxis : 1. Thüringer Grenz- und Oberflächentage, 15./16. September 2005 in Jena. - Jena : INNOVENT e.V. / Thüringer Grenz- und Oberflächentage ; 1 (Jena) : 2005.09.15-16. : ., (2005), S. 211

Halbedel, Bernd; Krieger, Uwe; Georgi, Christian; Hülsenberg, Dagmar
Influence of a low AC magnetic field on glass melts with paramagnetic ions. - In: / PAMIR International Conference ; 6 (Riga) : 2005.06.27-07.01., (2005), S. 261-264

Compositions from the ternary system BaO-B2O3-Fe2O3 are useful for the synthesis of modified single crystalline barium hexaferrite powders by the glass crystallization technique (GCT)[1]. Such special barium hexaferrite powder BaAIIxBIVxFe12-2xO19 (AII: Co2+, Mn2+ e.g.; BIV: Ti4+, Ru4+ e.g.) are a very important magnetic material for different applications. Their technical applications range from high-density magnetic recording media[2], hyperthermia in the medicine[3] to chemical[4] and microwave absorbing materials[5]. Very homogeneous melts (thermal and chemical) and a defined redox ratio are required amongst other things for the manufacturing of such barium hexaferrite powder by GCT. - The melts from the system BaO-B2O3-Fe2O3 are in black. In black melts the heat transport by radiation is nearly zero. Consequently the problems of homogeneity increase. Moreover, the iron irons and the partially substituted AII-ions are paramagnetic ones with a defined magnet moment n*?B. It is very interesting to answer the question, how a low AC magnetic field (<< 1 T) which is impressed during the melting until the cooling can help to homogenize the melt and to adjust the redox ratio and therefore the crystallization - without mechanical contact, controlled and independent on other process parameters. - The influence of high static magnetic (>> 1 T) fields on the crystal orientation and phase transformation in solidified structures of metals, alloys and ceramics of different magnetic permeabilities was recently researched in many cases[7-9]. - In this study a low inhomogeneous AC magnetic field (up to 55 mT, 50 Hz) was imposed in the melts. They contain 33.84 wt% iron oxide. The used experimental set-up as well as the experimental procedure will be described in detail (Section 2). In Section 3 we illustrate and discuss the results by means of in-situ measured temperature distributions using a protected thermocouple an ex-situ (drilled out samples of the cooled melt) by density as well as by X-ray diffraction and vibrating sample magnetometer measurements.


Schober, Andreas; Kittler, Gabriel; Buchheim, Carsten; Majdeddin, Ali; Cimalla, Volker; Fischer, Michael; Yanev, Vasil; Himmerlich, Marcel; Krischok, Stefan; Schäfer, Jürgen A.
A novel class of sensors for system integrative concepts in biotechnological applications. - In: / Heiligenstädter Kolloquium Technische Systeme für Biotechnologie und Umwelt ; 12 (Heiligenstadt) : 2004.09.27-29. : ., (2004), S. 163-169

Albracht, Frank
Untersuchung von Einflussfaktoren auf das tribologische Verhalten von Werkstoffen gegen Eis. - In: / Workshop Sporttechnologie zwischen Theorie und Praxis ; 4 (Stuttgart) : 2004.06.03-04., (2004), S. 143-154

Winkler, Volker; Albracht, Frank; Reichel, Susen; Kern, Heinrich
Über die Einflussfaktoren der Reibung auf Eis. - In: Reibung, Schmierung und Verschleiß / Tribologie-Fachtagung (Göttingen) : 2004.09.27-29. - Moers : Ges. für Tribologie, (2004), insges. 9 S.

Krüger, Horst Günter; Knote, Andreas; Schindler, Uwe; Kern, Heinrich; Boccaccini, Aldo R.
Composite ceramic-metal coatings by means of combined electrophoretic deposition and galvanic methods. - In: Journal of materials science. - Dordrecht [u.a.] : Springer Science + Business Media B.V, ISSN 15734803, Bd. 39 (2004), 3, S. 839-844
http://dx.doi.org/10.1023/B:JMSC.0000012912.96350.d2
Albracht, Frank; Reichel, Susen; Winkler, Volker; Kern, Heinrich
Untersuchung von Einflussfaktoren auf das tribologische Verhalten von Werkstoffen gegen Eis. - In: Materialwissenschaft und Werkstofftechnik. - Weinheim : Wiley-VCH, ISSN 15214052, Bd. 35 (2004), 10/11, S. 620-625
http://dx.doi.org/10.1002/mawe.200400822
Albracht, Frank; Reichel, Susen; Winkler, Volker; Kern, Heinrich
Untersuchung von Einflussfaktoren auf das tribologische Verhalten von Werkstoffen gegen Eis. - In: / Thüringer Werkstofftag (Ilmenau) : 2004.. : ., (2004), S. 103-108

Knote, Andreas; Krüger, Horst Günter; Kern, Heinrich; Manara, J.
Elektrophoretische Beschichtung zur Realisierung niedrigemittierender keramischer Schichten. - In: / Thüringer Werkstofftag (Ilmenau) : 2004.. : ., (2004), S. 97-102

Georgi, Christian; Kern, Heinrich
Festkörper mit negativer thermischer Ausdehnung. - In: / Thüringer Werkstofftag (Ilmenau) : 2004.. : ., (2004), S. 63-68

Spieß, Lothar; Kern, Heinrich; Knedlik, Christian
Thüringer Werkstofftag 2004 : [Vorträge und Poster]
1. Aufl.. - Berlin : Köster. - VIII, 219 S.. - (Schriftenreihe Werkstoffwissenschaften. - 18)
ISBN 3895745197
http://www.gbv.de/dms/tib-ub-hannover/385139640.pdf
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Enth. außerdem: Thesen
http://www.gbv.de/dms/ilmenau/toc/250655780.PDF