Bachelor- und Master-/Diplomarbeiten

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Hopfeld, Marcus;
Untersuchungen zu adaptiven Oberflächen mit NTE-Keramik für Hochtemperaturanwendungen - Pulvercharakterisierung. - 64 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009

Das Projekt "Hochtemperatur-Funktionalisierung von adaptiven Oberflächen-Mikrostrukturen - "Haifischhaut" und "Lotus"-Effekt", welches von der Deutschen Forschungsgemeinschaft e.V. im Rahmen des Schwerpunktprogramms 1299 (Haut) gefördert wird, beschäftigt sich mit der Entwicklung von strukturierbaren, sich selbst reinigenden und den Strömungswiderstand optimierenden Beschichtungen. Eine Zielstellung dieser Entwicklungen ist die Verwendung derartiger Schichten in Flugzeugturbinen. Durch die geforderten Schichteigenschaften können ökonomische und ökologische Vorteile, wie z.B. die Verringerung des Wartungsaufwands und die Senkung des Kraftstoffbedarfs genutzt werden. Im Rahmen des Projektes befasst sich diese Arbeit mit Untersuchungen der Synthese einer Keramik mit negativem Ausdehnungskoeffizienten (Y2W3O12) innerhalb einer Superlegierung auf Co-Basis mit positivem Ausdehnungskoeffizienten. Der Syntheseprozess aus den Ausgangspulvern Y2O3 und WO3 sowie der Einfluss von deren Partikelgrößenverteilungen werden untersucht. Darüber hinaus wird das thermische Verhalten von unterschiedlichen angefertigten Mischungen aus Y2O3, WO3 und einer CoNiCrAlY-Legierung analysiert. Dies erfolgt im Hinblick auf die Keramiksynthese und den vorgesehenen thermischen Spritzprozess. Es erfolgen qualitative und quantitative Beschreibungen der vorhandenen sowie der entstehenden Phasen. Die Ergebnisse der umfangreichen Untersuchungen werden mit Ansätzen für die Weiterentwicklung adaptiver Oberflächen verknüpft.



Tümmler, Michael;
Röntgenografische Spannungsuntersuchungen an Schichtsystemen. - Online-Ressource (PDF-Datei: XII, 88 S., 3,81 MB) : Ilmenau, Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009
Enth. außerdem: Thesen

Im ersten Teil dieser Arbeit werden die verschiedene Spannungsmessmetoden mittels Röntgendiffraktometrie miteinander verglichen und analysiert. Im folgenden sind diese im Rahmen der Erprobung eines Biegemoduls innerhalb eines Diffraktometers an Hartmetallschichtsystemen verifiziert wurden. Der zweite Teil dieser Diplomarbeit befasst sich mit den verschiedenen Möglichkeiten der experimentellen Bestimmung von tiefenveränderlichen Eigenspannungszuständen in Hartstoffschichten. Ziel ist es, einachsige Eigenspannungstiefenverteilungen im intermediären Bereich zwischen der Werkstoffoberfläche und dem Volumen zu ermitteln, einem Bereich, der mit den konventionellen Röntgenbeugungsverfahren nicht mehr zu erfassen ist. Im Rahmen einer Recherche werden zunächst die zur Verfügung stehenden experimentellen Methoden der Eigenspannungsgradientenermittlung zusammengestellt und in ihren wichtigsten Eigenschaften dargelegt. Besonderen Wert wird in der Arbeit auf die Untersuchung mit der Methode "multiple hkl" gelegt, welche es erlaubt, Spannungsgradienten in Materialien zu untersuchen. Hierbei werden die Proben unter verschiedenen festen Einstrahlwinkeln über einen Detektorscan untersucht und die somit erhaltenen Spannungswerte können im Anschluß als Verlauf gegenüber der Eindringtiefe der Röntgenstrahlung aufgetragen werden. Das untersuchte Material in der Arbeit betrifft die Hartstoffschichten aus TiCN, Al2O3 mit CVD aufgebracht und TiAlN welches mit PVD aufgebracht wurden ist.



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Beyer, Matthias;
Ölvergleichstest an Axialzylinderrollenlagern unter Beachtung der Veränderungen im Gefüge. - 84 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2008

Im Rahmen dieser Diplomarbeit wird ein Ölvergleichstest auf dem Wälzlagerschmierstoff-Prüfgerät FE8 der DIN 51819 nach dem ZF-Pittingtest durchgeführt. Der Aufbau der Prüfmaschine FE8 wird kritisch unter der Einbeziehung der zu realisierenden und einzuhaltenden Prüfbedingungen diskutiert und so umgerüstet, dass die messbaren Bedingungen über der Laufzeit der Prüfläufe konstant gehalten werden können. - Für die Prüfläufe werden Lager der Baureihe 81212 aus dem Wälzlagerstahl $100Cr6$ mit vergleichbarer Oberflächenqualität aus einer Gesamtheit von Lagern ausgewählt. Die ausgewählten Lager werden mit den Prüfbedingungen nach dem ZF-Pittingtest mit zwei unterschiedlichen Prüfölen bis zum Ausfall belastet. - Die statistische Auswertung zeigt eine höhere Laufzeit der Lager bei dem Prüföl I. Da sich aufgrund stark streuende Prüfzeiten bei dem Prüföl I die Vertrauensbereiche vermutlich überschneiden, ist die Aussage allerdings unter diesem Gesichtspunkt zu betrachten. Zusätzlich ist die unterschiedliche Qualität der Prüflager zu beachten. - Bei darauf folgenden werkstofftechnischen Untersuchungen sind weiss angeätzte Rissen in ausgefallenen Scheiben des Prüföls II erkennbar. Nach den Prüfläufen mit dem Prüföl I konnte im Rahmen dieser Arbeit kein weiss angeätzter Riss gefunden werden.



Bienger, Pierre;
Reproduzierbare Bereitstellung verschiedener Precursoren für den PECVD-Prozess. - 81 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2008

Im ersten Teil der vorliegenden Diplomarbeit wird die Konstruktion eines Ferrocenverdampfers beschrieben. Dieser ist in der Lage, den Precurser ohne Resublimation in die Prozesskammer einzuleiten. Dadurch ermöglicht er die Abscheidung eisenhaltiger DLC-Schichten über den PECVD-Prozess. - In anschließenden Versuchen wird die Reproduzierbarkeit des Abscheidungsprozesses bestimmt. Die auf diese Weise abgeschiedenen eisenhaltigen DLC-Schichten werden auf Eigenschaftsänderungen in Abhängigkeit des Eisenanteils der Schicht untersucht. - Die Entwicklung eines Versuchsaufbaues zur praxisnahen Abscheidung von hydrophoben und hydrophilen DLC-Schichten auf Nanodrucksieben wird im zweiten Teil der Arbeit durchgeführt. Die dafür benötigten Prozessparameter werden experimentell bestimmt. Durch die Modifizierung der Oberflächenenergie der DLC-Schicht verbessert sich die Druckqualität. Außerdem wird die Anzahl der Schaltungen pro Fläche erhöht.



Wulf, Sven-Erik;
Untersuchungen zum mechanischen Verhalten nanoskaliger WC/C-Schichten. - 93 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007

In der Industrie sind Wolframkarbid/Kohlenstoff Beschichtungen als reibungs- und verschleißarme Schichten erfolgreich im Einsatz. Diese werden unterschieden in Nanodispersionsschichten (nanocomposites), in denen nanokristalline WC-Körner in eine Kohlenstoffmatrix eingebettet sind, und in Schichten mit einem periodischen Schichtaufbau aus abwechselnden Wolframkarbid- und Kohlenstoffschichten. Die in der Industrie eingesetzten Multilayerschichten weisen keine scharfen, sondern kontinuierliche Übergänge zwischen den Einzellagen auf. In der vorliegenden Arbeit werden gesputterte WC/C-Multilayerschichten mit scharfen Grenzflächen und unterschiedlichem Schichtaufbau auf ihr tribologisches Verhalten hin untersucht. Dabei liegt der Schwerpunkt auf der Charakterisierung des mechanischen Verhaltens bei hohen Hertz'schen Kontaktdrücken zwischen 0,6 GPa und 0,9 GPa. Zum Vergleich werden zusätzlich Schichten aus amorphen Kohlenstoff (a-C), aus WC1-x und eine WC/C-Nanodispersionsschicht untersucht. Dazu werden tribologische Messungen mit einem Mikrotribometer durchgeführt, wobei durch Variation der Messzeit das Kurzzeit- (2,5 h) und das Langzeitverhalten (ca. 7 h) ermittelt wird. Das Reibverhalten der unterschiedlichen Schichten wird miteinander verglichen. Über Untersuchungen im Rasterelektronenmikroskop werden Aussagen über den Zustand der Kontaktzonen, von Grund- und Gegenkörper bezüglich des Verschleißes getroffen. Über profilometrische Messungen an den bei den Langzeitversuchen erzeugten Verschleißspuren werden mittlere Verschleißtiefen und spezifische Verschleißraten für die untersuchten Schichten ermittelt und in Bezug auf den Schichtaufbau miteinander verglichen. Aus den ermittelten Verschleißdaten werden zwei Proben ausgewählt, von welchen Querschnitte in einem FIB-System erzeugt werden sollen, um so über TEM-Aufnahmen weitere Aussagen über das mechanische Verhalten treffen zu können. Bei den Kurzeitversuchen zeigt sich, dass die Reibeigenschaften abhängig vom Schichtaufbau sind, wobei die ermittelten Reibungskoeffizienten in einem Bereich zwischen 0,13 und 0,24 liegen. In den Langzeitversuchen ist bei den meisten Schichten Verschleiß aufgetreten. Es wurden spezifische Verschleißraten zwischen 10-8 und 10-6 mm3/Nm je nach Schichtaufbau ermittelt. Der Verschleiß sowie beobachtete Transferfilmbildungen beeinflussen das Reibverhalten der unterschiedlichen Schichten.



Hoschke, Björn;
Der Einfluss von voreingestellten Eigenspannungszuständen auf das Verschleißverhalten von beschichteten Hartmetallwerkzeugen. - 80 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2006

In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss von Eigenspannungen auf das Verschleißverhalten von TiAlN beschichteten Fräswerkzeugen untersucht. Es wird vermutet, dass ein kleiner Unterschied zwischen Schicht- und Substratspannungen zu besonders guten Zerspanleistungen führt. Daher war Ziel der Arbeit Ds zu ermitteln und Korrelationen mit durchgeführten Schneidtests zu finden. Die Ermittlung der Eigenspannungen erfolgte röntgenographisch mit dem sinøPsi-Verfahren. Erwartungsgemäß kam es dabei zu einem Anstieg der Druckeigenspannungen mit stärkerer Strahlbehandlung. In den geschliffenen Wendeschneidplatten konnten die durch das Schleifen eingebrachten inneren Druckspannungen nachgewiesen werden. Nach der Spannungsmessung wurden die Substrathartmetalle mit einem Sputter- bzw. einem Arc-Prozess mit TiAlN beschichtet. Nach der PVD-Beschichtung wurden die Spannungen im Substrat sowie der Schicht ermittelt. Interessant war die Abhängigkeit der Schichtspannungen von der Strahlvorbehandlung. Dies wurde auf die unterschiedlichen Oberflächenrauheiten nach dem Strahlen zurückgeführt. Im Hartmetallsubstrat konnte ein Spannungsabbau während des Beschichtens durch die thermische Belastung nachgewiesen werden. In einem ersten Schneidtest, dem so genannten Igeltest, ein erstes mal auf ihr Schneidverhalten getestet. Dabei konnte keine Abhängigkeit der Schichthaftung von der Strahlvorbehandlung festgestellt werden. Bei den Frästests wurden Unterschiede zwischen den zwei Beschichtungen festgestellt. Bei der ALOXSNø-Schicht konnten durch das Strahlen kaum positive Einflüsse auf die Standzeit beobachtet werden. Teilweise kam es sogar zu einer Verringerung der Standzeit. Hohes Optimierungspotential ist nicht zu erkennen. Die C9-Schicht schnitt bei den Tests gegenüber der ALOXSNø-Schicht in der Regel besser ab. Bei den C9 beschichteten WSP konnte in allen drei Tests eine Erhöhung der Standzeit ermittelt werden. Bei dieser Beschichtungsvariante besteht offensichtlich noch Optimierungspotential. Dabei müssen, aufgrund der komplexen Einflüsse der Vorbehandlung, des Beschichtens und des Zerspanens, unterschiedliche Schicht-Substratkombinationen unabhängig voneinander untersucht werden.