Werkstoffwissenschaftliche und technologische Untersuchungen zum Bunteinsatzhärten, 2010. - Getr. Zählung Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2010
Enth. außerdem: Thesen
Die im Verlaufe diese Arbeit erworbenen Erkenntnisse zum Bunteinsatzhärten basieren auf Recherchen zu historischen Entwicklung der Verfahrenstechnologie, einem Vergleich heute noch existierenden Anwender und der wissenschaftlich-methodischen Auswertung durchgeführter Versuchsreihen von über 200 Proben. Sie entstanden aber auch durch die Verknüpfung unterschiedlicher Fachgebiete, wie der Waffentechnik, der Härtereitechnik, der Werkstoffwissenschaften, der Chemie und der Optik. Aufgrund dieser gegebenen Komplexität, lag die Schwierigkeit bei der Probenauswertung insbesondere in der Eingrenzung der analytischen Methoden zur Bestimmung der für das Verfahren typischen Härte- und Farbparameter. Im Ergebnis dieser Arbeiten wurde auf die neue Technologie zum Bunteinsatzhärten ein Verfahrens-Patent erteilt (Pat.Nr. 10156326). Damit ist es erstmals möglich diese spezielle Wärmebehandlung mit reproduzierbaren Parametern durchzuführen und auf heutige legierte und kohlenstoffreiche Stahlwerkstoffe mit einem sehr kleinen technologischen Fenster zu applizieren. Als eines der wesentlichsten Erkenntnisse aus den Untersuchungen ist hervorzuheben, dass es sich beim Bunthärten nicht um ein typisches Einsatzhärteverfahren, sondern um ein gezieltes Zementieren unterhalb der 1. Umwandlungstemperatur (A C1) des Stahls handelt. Die Bildung einer 1-3mym dicken Zementitphase mit einer defektfreien Verzahnung zum Grundwerkstoff ist dabei entscheidendes Kriterium für fehlerfreie, farbige Oxidschichten. Moderne legierte und kohlenstoffreiche Stahlsorten neigen durch das entstehende Kohlenstoff-Konzentrationsgefälle bei der Austenitisierung und karbidbildende Legierungselemente (Mangan und Chrom)zum Ablösen der Deckschicht. Es wurde im Rahmen der Versuche festgestellt, dass durch eine spezielle Glühbehandlung diese Erscheinung vermieden werden kann. Es konnte weiterhin nachgewiesen werden, dass die signifikanten Deckschichten eine charakteristische Oberflächenmorphologie aufweisen und vorwiegend aus eisenoxidischen, Mikrokristalliten bestehen. Aufgrund des auftretenden Interferenzeffektes an dünnen Schichten, als Grundlage der Farbentstehung, konnte für die markantesten Farben eine Zuordnung der Schichtdicken (d=24-230nm) und der Reflexionswerte vorgenommen werden. Die mit anteiliger Verwendung von Knochenkohle (ab 40 Ma%) bei der Zementierung auftretende katalysatorische Wirkung des Kalziumkarbonates ermöglicht bereits bei niedrigen Prozesstemperaturen (ab T a=650 C) auch das verzugsarme Bunthärten geometrisch instabiler Bauteile.
http://www.gbv.de/dms/ilmenau/toc/629752591.PDF
Untersuchungen zu Eigenschaften und Entwicklung formalinfreier chemischer Kupferbäder, 2010. - 172 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2010
Enth. außerdem: Thesen
Außenstromlos arbeitende, chemische Kupferelektrolyte haben bei der Metallisierung in der Leiterplattenindustrie eine große Bedeutung. Dabei werden fast ausnahmslos formalinhaltige Elektrolyte verwendet. Trotz bekannter umwelt- und gesundheitsschädigender Wirkung des Formaldehyds sind diese Bäder erfolgreich, nicht zuletzt wegen der guten Kosteneffizienz, der Qualität der Kupferschichten und der einfachen sowie zuverlässigen Handhabung. Aber die immer strenger werdenden Umweltrichtlinien erfordern neue Perspektiven im Bereich der chemischen Kupferabscheidung. Für den Ersatz von Formaldehyd sind bereits viele alternative Reduktionsmittel beschrieben und untersucht worden. Dennoch gibt es bisher kein formalinfreies chemisches Kupferbad, das kommerziell mit Erfolg eingesetzt wird. Die Gründe hierfür sind vor allem enge Arbeitsbereiche der Kupferelektrolyte, die unzureichende Bedeckung der Basismaterialien, die unvollständige Reduktion der Kupferionen aus dem Komplex und die Abscheidung von sehr dünnen Kupferschichten, da kein autokatalytischer Abscheidungsprozess vorliegt. Darüber hinaus können störende Nebenprodukte und Instabilitäten im Elektrolyten auftreten. Einige der Alternativen für Formaldehyd sind ebenso umwelt- und gesundheitsschädlich und zudem noch sehr kostenintensiv. In dieser Arbeit werden umweltfreundliche Reduktionsmittel vorgestellt und bezüglich der Fähigkeit zur autokatalytischen Kupferabscheidung überprüft. Es wird eine Kombination und Variation ausgewählter Komplexbildner mit den jeweiligen Reduktionsmitteln durchgeführt, um die Eignung im Prozess der formalinfreien chemischen Kupferabscheidung zu untersuchen. Darauf basierend werden einzelne formalinfreie Kupferbäder entwickelt. Über chemische und elektrochemische Untersuchungen sowohl der Badbestandteile als auch während des Abscheidungsprozesses können die formalinfreien Kupferelektrolyte charakterisiert und analysiert werden. Ihre Wirkungs- bzw. Arbeitsweise und die Eigenschaften der Kupferschichten werden mit formalinhaltigen Kupferbädern verglichen. Das Reduktionsmittel Glyoxylsäure stellt aufgrund ähnlicher chemischer Eigenschaften zu Formaldehyd eine adäquate Alternative für den formalinfreien autokatalytischen Prozess der Kupferabscheidung dar. Glyoxylsäure ist nicht nur mit den bereits vorhandenen Aktivierungsmethoden einsetzbar, sondern auch mit vielen variablen Elektrolytbestandteilen kombinierbar. Die dabei favorisierten Komplexbildner sind HEDTA und Sorbit. Spezielle Elektrolytzusätze, insbesondere Natriumhypophosphit, welches die Initialphase der Kupferabscheidung unterstützt, ermöglichen die Optimierung der glyoxylsäurehaltigen Kupferelektrolyte hinsichtlich der zu erzielenden Anforderungen (z. B. hohe Abscheidungsgeschwindigkeit).
Ausfallmechanismen, Ausfallmodelle und Zuverlässigkeitsbewertung von kalten Kontaktiertechniken
[Online-Ausg.]. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau, 2010. - Online-Ressource (PDF-Datei: 192 S., 17,29 MB). - (Werkstofftechnik aktuell ; 3) : Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2009
Parallel als Druckausg. erschienen
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit Schadensbildern, Ausfallmechanismen und Zuverlässigkeitsbewertungen von Schneid-Klemm-Verbindungen (SKV) sowie Einpress-Verbindungen (EPV) unter thermischen und mechanischen Belastungen. Im ersten Teil der Arbeit wurden hierzu neuartige Prüfkonzepte entwickelt, die einerseits eine Trennung der mechanischen und thermischen Belastungen ermöglichen und andererseits für die produktunabhängige Erprobung realer Kontaktgeometrien geeignet sind. Die Grundidee die mechanische Belastung direkt und nicht über eine thermomechanische Belastung einzubringen wurde für vier verschiedene Schneid-Klemm-Verbindungen und zwei Verbindungen aus der Einpresstechnik in Labor-Prüfeinrichtungen umgesetzt. Anhand dieser Prüfstände wurden in einem ersten Schritt die Schadensbilder und Ausfallmechanismen der Verbindungen unter niederfrequenten, weggesteuerten mechanischen Belastungen detailliert erarbeitet. Für die Praxis wurde hierdurch eine breite Basis zur Beurteilung von Feldausfällen und zur Auslegung der Verbindungen geschaffen. Außerdem wurde aus den Versuchsergebnissen ein Kriterium abgeleitet, dass eine Abschätzung des aktivierten Ausfallmechanismus bereits in FE-Modellen ermöglicht. Aufbauend auf der systematischen Beschreibung der Ausfallmechanismen und ausgehend von Grundkonzepten zur Reibkorrosion wurde für die 1,5-mm-SKV eine Methode zur Lebensdauervorhersage entwickelt. Die Form der Kraft-Weg-Kurve und deren Entwicklung unter einer mechanischen Last ermöglichen Belastungsregime einzuführen. Diese Einteilung eine Abschätzung der Lebensdauer bereits nach wenigen Lastwechseln, also in einem frühen Stadium der Belastung. In einem zweiten Schritt wurde die Methodik der Kraft-Weg-basierten Lebensdauerprognose erfolgreich auf Einpressverbindung\-en übertragen. Am Beispiel der 1,5-mm-SKV wurde im vierten Teil der Arbeit das Grundlagenverständnis der Schadensbilder sowohl auf statische Temperaturauslagerungen wie auch auf die Kombination von thermischen und mechanischen Belastungen erweitert. Rein statische Temperaturbelastungen beeinträchtigen die Lebensdauer der Verbindung unter extremen Belastungen (T=220 grad C und t>1 Jahr). Grundvoraussetzung für einen Ausfall bei Umgebungstemperaturen bis 150 grad C ist hingegen die Kombination mit eine mechanische Belastung der Kontaktzone. Die Gegenüberstellung von Temperaturwechselversuchen und direkter mechanischer Belastung bildet die Basis neuer Erprobungskonzepte, die durch den Einsatz einer direkten mechanischen Wechselbelastung Entwicklungszeiträume deutlich verkürzen. Über die im Rahmen der Arbeit eingeführte Trennung von thermischer und mechanischer Belastung konnten drei Faktoren identifiziert werden, die die Lebensdauer der Verbindungen beeinflussen: thermisch-aktivierte Ausfallmechanismen (Oxidation und Spannungsrelaxation), mechanische Belastungen und die Umlagerungsgeschwindigkeit. Aus dieser differenzierten Beschreibung ergibt sich die Möglichkeit in weiteren Versuchen Alterungsgesetze für kraft- und formschlüssige Verbindungen abzuleiten. Auch aus neuen Anwendungsfeldern ergeben sich eine Vielzahl an offenen Arbeitsthemen. Mit der zunehmenden Anzahl an Fahrzeugen mit Hybrid- oder Elektroantrieb steigen auch die Anforderungen an die Stromtragfähigkeit von kraft- und formschlüssigen Kontakten. Um diesen gestiegenen Erwartungen sicher begegnen zu können, sind Untersuchungen an bestromten Kontakten und an neuen Werkstoffpaarungen erforderlich.
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=15337
Das Plasma als Schlüsseltechnologie in der modernen Prozess- und Verfahrenstechnik. - III, 214 Bl. Ilmenau : Techn. Univ., Habil.-Schr., 2010
AlGaN/GaN-Schichtsysteme für piezoelektrisch angeregte Resonatoren. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau, 2010. - Online-Ressource (PDF-Datei: 192 S., 15,02 MB) : Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2009
Enth. außerdem: Thesen
Auf Grund der gestiegenen Anforderungen für mikroelektromechanische Systeme (MEMS) hinsichtlich Stabilität, Miniaturisier- und Integrierbarkeit, steigt das Interesse an neuen Materialsystemen wie den Halbleitern großer Bandlücke. Die vorliegende Arbeit gliedert sich in zwei Schwerpunkte, die für die Herstellung GaN-basierter MEMS bewältigt werden mussten: zum Einen wurde das Wachstum auf selektiv zu GaN ätzbaren Substraten untersucht. In der vorliegenden Arbeit werden drei Substrate vorgestellt, welche sowohl das epitaktische Wachstum von GaN als auch das Freistellen der Struktur erlauben. Dazu gehört die Verwendung von 4H-SiC als Substrat, welches sich kürzlich als isotrop ätzbar erwiesen hat. Als zweites wird das epitaktische GaN-Wachstum auf nanokristallinen, gesputterten AlN-Opferschichten gezeigt, welches die MEMS-Herstellung auf Saphir ermöglicht. Im letzten Fall erfolgt das Wachstum auf Siliziumsubstraten mit Hilfe einer 3C-SiC-Zwischenschicht. Die piezoelektrischen Eigenschaften von (GaN/)AlGaN/GaN-Heterostrukturen standen im zweiten Schwerpunkt im Fokus. Dabei dient die AlGaN-Schicht und in einigen Fällen eine zusätzliche GaN-Deckschicht als piezoelektrisch aktive Schicht. Das hochleitfähige 2D Elektronengas (2DEG) an der unteren AlGaN/GaN-Grenzfläche stellt dabei die zur Anregung benötige Rückelektrode zur Verfügung. Mit Hilfe der Elektroreflexion konnte die elektrische Feldverteilung in Abhängigkeit von der angelegten elektrischen Spannung bestimmt werden. In Kombination mit der Piezokraftmikroskopie, bei welcher die spannungsabhängige Auslenkung der Schichten untersucht wurde, konnte das piezoelektrische Modul d33 für Al0.31Ga0.69N zuverlässig mit 5 pm/V bestimmt werden. Die Prozessierung der ersten GaN-basierten MEMS wird schließlich auf allen drei zuvor eingeführten Substraten vorgestellt, das Schwingungsverhalten für die piezoelektrische Anregung von Transversalschwingungen mit Hilfe von Vibrometermessungen sowie das rein elektrische Auslesen von Longitudinalschwingungen (ebenfalls für piezoelektrische Anregung) demonstriert
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=14917
Mikrostrukturierung von LTCC-Grünfolien durch Prägen, 2009. - Online-Ressource (PDF-Datei: 145 S., 5872 KB) Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2009
Gefüge ablaufenden Prozesse sowie der Kraftfluss im Komposit werden aus der Werkstoffbeschaffenheit erklärt. Experimentelle Untersuchungen der mechanischen Eigenschaften kommerziell verfügbarer LTCC-Grünfolien unter Scherbelastung und Druckbelastung werden zur quantitativen Beurteilung von Elastizität, Plastizität und Kompressibilität durchgeführt. Die Herausarbeitung der für den Abformprozess bestimmenden Materialeigenschaften und Gestaltungsfaktoren erfolgt anhand unterschiedlicher Geometrien wie Kavitäten und Feinstrukturen durch visioplastische Versuche und Profilmessungen.Hierauf basiert die im Rahmen der Arbeit erarbeitete phänomenologische Beschreibung des Prägevorgangs. Unter Nutzung der DoE-Methodik wird der Prägeprozess systematisch optimiert. Der Parameterbereich wird anhand der mechanischen Materialeigenschaften eingegrenzt. Für das Material DP 951 ist das Optimum innerhalb des Prozessfensters zur Abformung von Feinstrukturen beschrieben. Zusätzlich werden weitere Ergebniskriterien wie die Formfüllung, stressbedingte Verformung und Entformbarkeit in die Optimierung einbezogen. Als signifikantester Prozessparameter erweist sich die Schmierung. Trockenschmierschichten und Trennmittel werden auf Wirksamkeit und Prozesskompatibilität geprüft. Dabei erweist sich die Nutzung von Leinöl als geeignete Schmiermethode zur Abformung von 80 m tiefen Feinstrukturen mit einer Breite von 50 mym. Die Stabilität der Lagetoleranzen als wesentlicher Aspekt der fertigungstechnischen Eingliederung des Prägens in LTCC-Arbeitsabläufe wird anhand einer Studie nachgewiesen. Die ermittelte Positionsgenauigkeit beträgt 0,05 % oder besser. Funktionelle Vorteile geprägter Mikrostrukturen zeigen sich bei sensorischen und fluidischen Anwendungen. Durch die Oberflächenglättung beim Prägen von Siebdruckschichten steigt das Dichtverhalten von LTCC-Membranventilen auf das Dreifache. Die Integrierbarkeit von Dichtsitzgeometrien in eine monolithisch hergestellte Ventilkammer durch Siebdruck von Karbonpasten ist gegeben. Fluidkanäle sind ohne Fremdstoffe unter ausschließlicher Verwendung von LTCC-Standardtechnologien realisiert. Ihre Integration in freitragende Brücken oder Membranen ermöglicht die thermisch entkoppelte Durchflussmessung in Fluidsystemen bei gleichzeitiger Biokompatibilität. Sensorspulen profitieren von der Gütesteigerung, die sich aus der Querschnittserhöhung geprägter Leiterbahnen ergibt. Die Empfindlichkeitssteigerung von LTCC-Wirbelstromsensoren durch Nutzung der Prägetechnologie um Faktor zwei ist nachgewiesen.
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=15968
Hybride Integration von flüssigkristallinen Elastomeren in die Mikrotechnik, 2009. - Online-Ressource (PDF-Datei: 98 S., 3687 KB) Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2009
Enth. außerdem: Thesen
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Integration von flüssigkristallinen Elastomeren in die Mikrotechnik. Das Ziel ist die Suche neuartiger Applikationen und Mechanismen für die Mikroaktorik. Der erste Teil gibt eine allgemeine Zusammenfassung über die typischen Erscheinungsformen und die physikalischen Eigenschaften des flüssigkristallinen Zustandes und führt in das Gebiet des flüssigkristallinen Elastomers (FULCE) ein. Das Kapitel behandelt die zu der Charakterisierung der FULCE-Materialien nötigen wichtigsten messtechnischen Methoden.Der wesentliche Teil der Arbeit beschäftigt sich mit der Vorstellung solcher Applikationen, die aus der hybriden Integration der Silizium-Technologie und der flüssigkristallinen Elastomere entstanden sind. FULCE-Materialien mit ihren gummielastischen aktuatorischen Eigenschaften bieten für die Aktuatortechnik neuartige Möglichkeiten. Die Arbeit nutzt einen Typ des FULCEs mit einer thermo-mechanischen Umsetzung. Die Umsetzung erfolgt mit einer großen spontanen Kontraktion gefolgt von kleiner mechanischer Spannung (mit kleiner Kraft). Die Kapitel stellen Applikationen an den Beispielen eines Greifers vor, eines superelastischen Membranegelenkes auf Silikonbasis und eines Mikroventils. Der Greifer befasst sich mit solchen Fragen, wie der Aktuator in einer Applikation gesteuert, wie ein Aktuator auf einer Siliziumstruktur befestigt oder wie das Silizium mit einem Laser bearbeitet werden kann, wenn der Aktuator auf der Strukturoberfläche schon fixiert ist. Das Ziel der superelastischen Membrane ist, solche passiv-aktiven Systeme zu entwickeln, die kein starres Silizium enthalten, und die damit Bewegungen mit mehreren Freiheitsgraden ermöglichen. Das Silizium dient in dieser Applikation als Mikroabformungswerkzeug, um dem Silikon eine Gestalt nach dem Vernetzen zu geben. Das selbe Kapitel beschäftigt sich mit der Verwirklichung der elektrischen Oberflächenleitfähigkeit von gummielastischen Materialien. Diese kann erreicht werden durch die Anlagerung von Rußpartikeln auf der Materialoberfläche. Die Idee verfolgt das Ziel, dass entweder der Aktuator elektrisch gesteuert werden kann (M. Chambers), oder die Deformation eines passiven elastischen Materials durch die Widerstandsänderung an der Oberfläche gemessen werden kann.Das Mikroventil kombiniert die Elastizität und die Dichtungseigenschaften des FULCE-Materials derartig, dass damit das Mikroventil die Strömung von Medien in der flüssigen und Gasphase stoppen kann. Die Kapitel stellen die Funktionsprinzipien, die Schritte der zu der Gestaltung notwendigen Technologien und die charakteristischen Eigenschaften der Applikationen vor. Um das Funktionsprinzip der Anwendungen zu verstehen, wird neben der Messtechnik auch die FiniteElemente-Methode verwendet. Bei der Gestaltung der Applikationen werden solche klassische Mikrotechnologien angewendet, wie zum Beispiel die Lithographie, das nasschemische und trockenchemische Ätzen oder das Metallaufdampfen. Der Aktuator wird immer hybrid auf die Strukturen aufgebracht. Es werden bei der Entwicklung auch solch nicht herkömmliche Technologieschritte, wie das Black-Silicon-Bonden genutzt und auch neu gedacht. Das Bonden wird bei der Fixierung und elektrischen Kontaktierung des elastischen und elektrisch-leitfähigen FULCEs oder Silikons verwendet. Ziel ist es, bei der Anwendung eine möglichst einfache Integrierbarkeit und eine effektive Nutzung der potentiellen Deformierbarkeit des Aktuators zu erreichen. Die Nachgiebigkeit der Strukturen soll in der Richtung der Bewegung minimiert werden, um eine große Kontraktion zu erhalten. Für diesen Zweck wird in einigen Anwendungen auch Silikon verwendet. In dieser Dissertation wird sich zum ersten Mal mit der Integration von flüssigkristallinen Elastomeren in der Mikrotechnik beschäftigt. Die Anwendungen sind die ersten, die auf diesem neuartigen Gebiet entstanden sind.
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=13770
Multifunktionale Nanoanalytik für eine Nanopositionier-und Messmaschine, 2009. - Online-Ressource (PDF-Datei: II, 113 Bl., 5,17 MB) : Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2009
Enth. außerdem: Thesen
Der stetige Fortschritt der Herstellungsverfahrem von Nanoobjekten benötigt eine zeitgleiche Weiterentwicklung von Mess- und Analyseverfahren, die eine Qualitätssicherung und ein ungehindertes Vorstoßen in den Nanometerbereich zulassen bzw. unterstützen. Nur mithilfe geeigneter Werkzeuge und Analysetechniken können Objekte des Nanometerbereiches hergestellt, manipuliert, vermessen und visualisiert werden. Die von der Technischen Universität Ilmenau im Rahmen eines Sonderforschungsbereichs entwickelte Nanopositionier- und Nanomessmaschine (NPM-Maschine) mit einem Messvolumen von 25 × 25 × 5 mm3 stellt ein Werkzeug genau für diese Analyseaufgaben im nanoskaligen Bereich dar. In dieser Arbeit wird die Integration verschiedener Analysetechniken in die NPM-Maschine gezeigt, um ein möglichst breites Anwendungsspektrum dieser Maschine zu erreichen. Neben der Entwicklung und Analyse, der für die Positionierunsicherheit benötigten Referenzstrukturen, werden in dieser Arbeit auch Messverfahren auf AFM-Basis zur Integration in die NPM-Maschine untersucht. Verschiedenartige Nanomessverfahren, insbesondere verschiedenen Modi der AFM-Technik, die zur Bestätigung und zur Analyse der Ergebnisse benutzt wurden, werden vorgestellt, wobei der Schwerpunkt auf Verfahren liegt, die sich für eine Integration in die NPM-Maschine eignen. Hierbei werden verschiedene Modi der AFM-Technik vorgestellt, die dafür geeignet sind.Anhand von Beispielmessungen werden die folgenden AFM-Sondermodi vorgestellt: die Kelvinsonden-Kraftmikroskopie (KPFM), die Magnetkraftmikroskopie (MFM), die Piezoelektrische Kraftmikroskopie (PFM) und die Spektroskopie mit dem AFM. Auf die Notwendigkeit von Referenzstrukturen zur Referenzierung wird ebenso eingegangen wie auf die Herstellung solcher Strukturen.
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=13772
Nasschemische Herstellung und Eigenschaften verlustarmer Mangan-Zink-Ferrite für Hochfrequenzanwendungen
[Online-Ausg.]. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau, 2009. - Online-Ressource (PDF-Datei: XIV, 230 S., 34,66 MB). - (Werkstofftechnik aktuell ; 1) : Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2009
Enth. außerdem: Thesen
Im Zuge des Miniaturisierungstrends elektronischer Bauelemente sind höhere Arbeitsfrequenzen gefordert, wobei die Bauteile das gleiche Niveau der Energieübertragung besitzen sollen. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, werden neue Mangan-Zink-Ferritmaterialien mit geringer Verlustleistung bei hohen Arbeitsfrequenzen benötigt. Mangan-Zink-Ferrite sind weichmagnetische Materialien, die zur verlustarmen Leistungsübertragung, z.B. in den Schaltungsnetzteilen eingesetzt werden. Es gibt drei Beiträge zum Gesamtleistungsabfall: Hysterese- (PH), Wirbelstrom- (PE) und Restverluste (PR), wobei die beiden letztgenannten die dominierenden Verlustbeiträge bei hohen Arbeitsfrequenzen (> 500 kHz) sind. In dieser Arbeit wird das Potenzial von Mangan-Zink-Ferritnanopulvern für die Herstellung verlustleistungsarmer Ferrite erforscht. Dafür werden nanoskalige Ferritpulver mit Hilfe nasschemischer Präparationsverfahren synthetisiert. Der Einfluss von oxidischen Dotierungen und des Sinterprozesses auf die Verlustleistungseigenschaften sind ebenfalls Gegenstand der Untersuchungen dieser Arbeit.
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2009000098
Wide band gap materials and devices for NOx, H2 and O2 gas sensing applications, 2008. - Online-Ressource (PDF-Datei: 275 S., 7948 KB) Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2008
Enth. außerdem: Thesen
Im Rahmen dieser Arbeit sind Feldeffektgassensoren (Schottky Dioden, MOS Kapazitäten, und MOSFET Transistoren) auf der Basis von Halbleitern mit großer Bandlücke (Siliziumkarbid (SiC) und Gallium Nitrid (GaN), sowie resistive Gassensoren, die auf aktiven Indiumoxid-Schichten (In2O3) basieren, für die Detektion von reduzierenden Gasen (H2, D2) und oxidierenden Gasen (NOx, O2), entwickelt worden. Die Entwicklung der Sensoren ist am Institut für Mikro- und Nanoelektronik der Technischen Universität Ilmenau in Zusammenarbeit mit General Electric (GE) Global Research (USA) und der Umwelt- und Sensortechnik GmbH (Geschwenda) durchgeführt worden. Kapitel 1: dient als eine Einführung in das mit dieser Arbeit verbundene wissenschaftliche Feld. Die theoretischen Grundlagen der Festkörper-Gassensoren werden dargestellt. Zusätzlich werden in diesem Kapitel die relevanten Eigenschaften der Materialien mit großer Bandlücke (SiC und GaN) präsentiert. Kapitel 2: Pt/GaN Schottky Dioden mit verschiedener Dicke des katalytischen Metalls werden als Wasserstoffgasdetektoren vorgestellt. Die Fläche sowie die Dicke von Pt-gates wurden zwischen 250 × 250 ?m2 und 1000 × 1000 ?m2, 8 und 40 nm, systematisch variiert. Die Sensorantwort (Sensorsreaktion) auf 1 vol.% Wasserstoff in synthetischer Luft wurde in Abhängigkeit von der aktiven Fläche, der Pt-Dicke, und der Betriebstemperatur untersucht. Durch Anheben der Betriebstemperatur auf ca. 350˚C und durch Reduzierung der Dicke des Pt auf 8 nm beobachteten wir eine beträchtliche Erhöhung der Empfindlichkeit sowie eine Verkürzung der Ansprech- und Erholzeiten. Untersuchungen am Elektronenmikroskop zeigten, dass das dünnere Platin eine höhere Korngrenzendichte aufwies. Die Erhöhung der Empfindlichkeit gemeinsam mit der Reduzierung der Dicke des Pt deuten auf die Dissoziierung von molekularem Wasserstoff an der Oberfläche, die Diffusion atomaren Wasserstoffs entlang der Korngrenzen des Platins und die Adsorption von Wasserstoff an der Pt/GaN Grenzfläche als ein möglicher Mechanismus der Detektion von Wasserstoff durch Schottky Dioden hin. Die Reaktion auf D2, NOx, and O2 von Metall-Oxid-Halbleiter (MOS) Strukturen mit Rhodium Schottky-Kontakten mit einer Dicke von 30 nm in Abhängigkeit von der Betriebstemperatur und der Gaspartialdrücke wurde in Kapitel 3 untersucht. Die Reaktion dieses Gates wurde als Verschiebung entlang der Spannungsachse in der Kapazität-Spannungs Kurve (C-V) nachgewiesen. Posi...
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=11044