Entwicklung einer Hard- und Software für die Steuerung und Regelung einer Polymermembran-Brennstoffzelle. - 106 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007
In dieser Diplomarbeit wird das Thema "Entwicklung einer Hard- und Software für die Steuerung und Regelung einer Polymermembran-Brennstoffzelle" behandelt. Dabei wird gezielt darauf eingegangen, wie und mit welchen Komponenten ein Teststand aufgebaut wird, um mit einer Polymermembran-Brennstoffzelle Energie zu erzeugen. Zu diesem Zweck wird ein Prozessmodell entwickelt, mit dem die Abläufe der Anlagenkomponenten beschrieben werden können. Des Weiteren werden Hardwarekomponenten (Leistungshardware und Steuerhardware) entwickelt, mit denen die Anlage überwacht und gesteuert werden kann. Um dem Anwender die Möglichkeit zu geben interaktiv mit der Anlage zu agieren, werden 2 Visualisierungen (LCD und PC-Programmoberfläche) geschaffen, um die Prozessdaten der Anlage darstellen zu können.
Entwicklung einer Online-Schmelzewiderstandsmesszelle als Werkzeug zur Qualitätssicherung und Ermittlung des Einflusses der Extrusionsparameter bei der Herstellung elektrisch leitfähiger Kunststoffe. - 123 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007
Der erste Teil der Diplomarbeit beschäftigt sich mit dem Aufbau einer Messzelle zur Bestimmung des elektrischen Widerstands einer Polymerschmelze direkt während der Extrusion. Die Umsetzung dieser Messeinrichtung im Labormaßstab erfolgte im Anschluss daran an einem Doppelschneckenextruder (d = 27mm). - Im zweiten Teil wurde jeweils untersucht, inwieweit sich eine Änderung der Maschinenparameter Temperatur, Schneckendrehzahl und Förderrate auf die elektrischen Widerstände, zum einen in der Schmelze, zum anderen an erstarrten, vollständig auskristallisierten Prüfkörpern auswirkt. Die Versuche hierzu fanden jeweils an drei unterschiedlichen rußgefüllten Polymeren statt (Polypropylen (PP), Polytehylen (HDPE) und Ethylenvinylacetat (EVA)). - Da der eigentliche Einsatz einer derartigen Messzelle in der Überwachung der Rußdosierung liegt, behandelt der letzte Teil schließlich die Frage, inwieweit sich eine derartige Messeinrichtung dafür eignet. Aus diesem Grund wurde von jedem der drei Kunststoffe eine Eichkurve mit unterschiedlichen Rußgehalten aufgenommen. Anschließend wurde die Schrittweite reduziert und die genaue Messauflösung anhand einer simulierten Störung der Rußdosierung bestimmt.
Untersuchungen zur stromlosen Verkupferung textiler Materialien. - 119 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007
Textile Materialien bieten aufgrund ihrer hohen Flexibilität, Nachgiebigkeit und mechanischen Belastbarkeit vielfältige Einsatzmöglichkeiten. Durch die Kombination dieser Eigenschaften mit den physikalischen Eigenschaften der Metalle können neue Anwendungsbereiche für die metallisierten Textilien erschlossen werden. Der Stand der Technik bezüglich der Metallisierung nichtleitender textiler Substrate beinhaltet insbesondere die Versilberung von Polyamidfasern. Die Anwendung versilberter Polyamidfäden ist auch unter dem Namen "Silbertechnologie" bekannt. Darauf aufbauend soll die chemische Kupferabscheidung auf Polyester angewendet werden, um kostengünstigere und thermisch stabilere Produkte zu erhalten. Einerseits wird Polyester bislang nicht in der Kunststoffgalvanisierung eingesetzt, andererseits konnten der Literatur auch keine gängigen Beschichtungstechnologien entnommen werden, die einen haftfesten Verbund zwischen Kupfer und Polyester bringen würden. Es galt herauszufinden, inwieweit bereits vorhandene Technologien der Kunststoffmetallisierung, z.B. für ABS-Polymere, auf Polyestermaterialien übertragbar sind. Die Abscheidungsrate des verwendeten, chemischen Kupferelektrolyten wird in Abhängigkeit der Elektrolytbelastung, der Elektrolyttemperatur, der Konzentrationen der Hauptbestandteile des Kupferelektrolyten und der Konvektion untersucht. Zur Konstanthaltung der Abscheidungsgeschwindigkeit werden die Elektrolytbestandteile analysiert und der Elektrolyt regeneriert. Untersuchungen bezüglich der Haftfestigkeit und Duktilität der chemisch abgeschiedenen Kupferschicht werden dargestellt.
Tribologische Untersuchungen an Chrom- und Chromdispersionsschichten. - 80 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007
Galvanisch abgeschiedene Dispersionsschichten mit anorganischen nichtmetallischen Partikeln bringen oft eine Verbesserung des Verschleißverhaltens. Diese Arbeit untersucht das tribologische Verhalten von Chromschichten, die aus einem konventionellen schwefelsauren Chromelektrolyten mit Zusatz von nanoskaligem Aluminiumoxidpulver abgeschieden wurden. Als Vergleich dienen Chromschichten ohne Partikelzusatz. Das tribologische Verhalten wird mit dem ebenen Streifenziehversuch bei Flächenpressungen bis 50 N/mm2 untersucht. Der Blechwerkstoff wird mit einem Tastschnittgerät untersucht. Änderungen des Schichtaussehens, der Vickers-Mikrohärte und der Stromausbeute werden in Abhängigkeit von den Arbeitsparametern Temperatur und kathodischer Stromdichte sowie der Partikelkonzentration des Elektrolyten charakterisiert. Die Anlage zur Dispersionsabscheidung wird beschrieben. Das Aluminiumoxidpulver bewirkt einen großen Härteanstieg bei den Abscheidungsparametern 35 Grad Celsius und 50 A/dm2 von 740 HV 0,05 bei der Abscheidung ohne Aluminiumoxid auf ca. 1100 HV 0,05 bei Zusatz von 100 g/l der Nanopartikel. Die Makrostreufähigkeit des Elektrolyten und die Stromausbeute sinken mit der Partikelmenge. Der Partikeleinbau wird mit optischer Glimmentladungsspektrometrie nachgewiesen. Die Reibwerte für die Gleitreibung gegen Stahlblech DC 04 mit 1 g/mø des Ziehöls M 100 liegen zwischen 0,12 und 0,16. Es liegt vorwiegend Grenzreibung vor. Das Reibverhalten von Schichten mit Nanopartikeln im Elektrolyten und herkömmlichen Chromschichten unterscheidet sich wenig. Es tritt keine zum Versagen der Werkzeugbeschichtung führende Adhäsion auf. - Galvanische Abscheidung, Dispersionsschicht, Verbundschicht, Dispersionsabscheidung, Cr-Al2O3-Schicht, Al2O3, Aluminiumoxid, nanoskalig, Chrom, Hartchrom, Mikrohärte, Stromausbeute, Tribologie, Streifenziehversuch, Gleitreibung, Reibwert, Tastschnittgerät, GDOES, GDOS
Untersuchungen zur magneto-hydrodynamischen Konvektion an ebenen und mikrostrukturierten Elektroden. - 91 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Diplomarbeit, 2006
Die Abscheidung von metallischen Dispersionswerkstoffen in mikrotechnisch strukturierten Substraten ermöglicht die Nutzung der Eigenschaften dieser Verbundwerkstoffe für mikrotechnische Bauelemente. Bisher ist jedoch nur wenig über den Transport- und Einbaumechanismus nanoskaliger Partikel bekannt. Der Antransport keramischer Dispersoide erfordert eine konvektive Mindestbewegung. Mit zunehmendem Aspektverhältnis wird die Beeinflussungsmöglichkeit über die äußere Konvektion immer geringer und geht schließlich gegen Null, da die stofftransportkontrollierte Abscheidung in Mikrostrukturen mit hohem Aspektverhältnis diffusionsgesteuert erfolgt. In den vergangenen Jahren wurde der Einfluss von starken magnetischen Gleichfeldern auf die galvanische Metallabscheidung intensiv untersucht. Die nachgewiesene fluidmechanische Beeinflussung des Stofftransports durch starke Magnetfelder sollte auch in Mikrostrukturen wirksam sein. Partikeleinbaumenge, Abscheidungsgeschwindigkeit, Wirkung verschiedener Zusätze etc. sind stofftransportabhängig und prinzipiell durch den Magnetohydrodynamischen (MHD) Effekt zu beeinflussen. Am Beispiel von Redoxelektrolyten werden Diffusionsgrenzstromdichten in Abhängigkeit von der Stärke eines äußeren Magnetfeldes ermittelt. Die Stärke der konvektiven Bewegung durch die induzierte Lorenzkraft wird durch den steigenden Diffusionsgrenzstrom des Redoxsystems angezeigt. Der Einfluss von Richtung und Stärke des Magnetfeldes auf den Diffusionsgrenzstrom wird ermittelt und im elektrochemischen Abscheidungsprozess erste Versuche mit dem Einbau von Nanopartikeln vorgestellt. Die Untersuchungen sollen einen Beitrag zur Aufklärung der Magnetfeldeffekte im elektrochemischen Abscheidungsprozess liefern. Im Ergebnis soll die Abscheidung von Dispersionsschichten in Mikrostrukturen durch konvektive fluidmechanische Beeinflussung innerhalb der Struktur ermöglicht bzw. verbessert werden.