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Krieger, Uwe; Halbedel, Bernd; Hülsenberg, Dagmar; Lüdtke, Ulrich; Kolesnikov, Yuri; Thess, André;
Elektromagnetische Strömungsbeeinflussung in Glasschmelzen. - In: Programm und Referate, (2005), insges. 12 S.

Mit Hilfe experimenteller Untersuchungen und numerischen Simulationen wird die Verbesserung von Homogenisierungsprozessen in Glasschmelzen durch die Wirkung von künstlichen Lorentzkräften nachgewiesen. Die Generierung von künstlichen Lorentzkräften erfolgt durch das Einprägen einer elektrischen Stromdichte (50Hz) und eines magnetischen Wechselfeldes gleicher Frequenz in die Glasschmelze. Zur Untersuchung der Wirkung von Auftriebskraft, natürlicher und künstlicher Lorentzkraft wurden in-situ Messungen der Temperaturverteilung in der Glasschmelze und Experimente mit färbenden Ionen durchgeführt. Die experimentellen Ergebnisse dienen in Verbindung mit numerischen Simulationen der Erforschung der Wirkungskette: Elektromagnetisches Feld Strömungsfeld Werkstoffeigenschaften und somit zur Untersuchung der physikalischen Grundlagen des elektromagnetischen Rührens. Die Fortführung der experimentellen Arbeiten (Visualisierung der Strömungsbeeinflussung) und die Weiterentwicklung der numerischen Simulationssoftware (Berücksichtigung nichtlinearer Rückkopplungseffekte) bilden Schwerpunkte der weiteren Forschung und sollen zur Entwicklung eines Werkzeuges für die Vorhersage der Rührwirkung elektromagnetischer Felder in Glasschmelzen führen.



Hülsenberg, Dagmar; Halbedel, Bernd; Krieger, Uwe; Schröpfer, Dirk; Thess, André; Lüdtke, Ulrich
Elektromagnetische Modifizierung von Strömungen in Schmelzen. - In: Workshop Elektroprozesstechnik - Behandlung von Werkstoffen im Elektromagnetischen Feld, (2005), 10, S. 1-8

Mit Hilfe experimenteller Untersuchungen und numerischen Simulationen konnte eine Veränderung der Strömungsverhältnisse durch die Wirkung von künstlichen Lorentzkräften nachgewiesen werden. Die Generierung von künstlichen Lorentzkräften erfolgt durch das Einprägen einer elektrischen Stromdichte und eines magnetischen Wechselfeldes bei gleicher Frequenz (50Hz) in die Glasschmelze. Die experimentellen Ergebnisse tragen in Verbindung mit numerischen Simulationen zum Verständnis der physikalischen Grundlagen des elektromagnetischen Rührens und damit zur Erforschung der Wirkungskette: Elektromagnetisches Feld Strömungsfeld Werkstoffeigenschaften bei.



Brokmann, Ulrike;
Beitrag zur Mikrostrukturierung von fotostrukturierbarem Glas mittels UV-Laserstrahlung, 2005. - Online-Ressource (PDF-Datei: 116 S., 3806 KB) Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2005

Wird ein fotosensibles Glas mit UV-Laserstrahlung belichtet, so können fotochemische Gefügemodifizierungen im Glas für einen geometrischen Mikrostrukturierungsprozess nach dem Fotoformverfahren genutzt werden. Für ein verbessertes Prozessverständnis erfolgt anhand einer direkt-schreibenden Belichtungsmethode die systematische Untersuchung des Einflusses von Belichtungsparametern auf Kenngrößen des Mikrostrukturierungsprozesses . Nach einer kurzen Einführung erfolgt die Darstellung der zum Verständnis notwendigen Grundlagen zum Fotoformverfahren, zur UV-Laser-Belichtung und zum verwendeten fotostrukturierbaren Glas. Der Hauptteil der Arbeit widmet sich der Analyse des Einflusses der Belichtungsparameter auf die 3 Prozessschritte des Fotoformverfahrens: UV-Laser-Belichtung (KrF- und XeCl-Excimerlaserstrahlung und (3w)Nd:YAG Festkörperlaserstrahlung), partielle Kristallisation durch Temperung und geometrische Mikrostrukturierung durch nasschemisches Ätzen. Der grundlegende Erkenntnisfortschritt besteht in der Beschreibung strahlungsinduzierter Gefügemodifizierungen auf optische Eigenschaften des Glases und den daraus folgenden Strukturveränderungen in partiell kristallisierten Bereichen getemperter Proben. UV-Laser-belichtete Proben wurden mittels UV-VIS-Spektroskopie, TEM-, HREM-, REM- und AFM-Analyse sowie optischer Lichtmikroskopie untersucht. Die wesentlichen Ergebnisse sind: infolge UV-Laser-Belichtung erfolgt die Bildung von angeregten Zuständen an Ce3+-Ionen, Farbzentren an polyvalenten Elementen (Zinn, Antimon) und Trennstellensauerstoffen sowie Ag-Nanopartikel im Glas. Aus der Belichtung resultierende Gefügemodifizierungen beeinflussen die Größe einzelner Kristalle und deren Vernetzung, die Kristallisationstiefe und die laterale Ausdehnung kristallisierter Bereiche. Das Ätzratenverhältnis wird maßgeblich vom Grad der Vernetzung der einzelnen Kristalle bestimmt. In einem abschließenden Kapitel wird der Einfluss von Belichtungsparametern auf die Glasmikrostrukturierung anhand strukturierter Gräben für die Belichtung mit XeCl-Excimerlaserstrahlung diskutiert. Die potentiellen Anwendungsfelder für das vorgestellte Verfahren liegen auf den Gebieten der Mikrosensorik, -aktuatorik, -mechanik, -optik, -fluidtechnik und nicht zuletzt der Mikroreaktionstechnik.



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Mrotzek, Susanne;
Kristallisation eines UV-strukturierbaren Glases im System Li2O-Al2O3-SiO2, 2005. - Online-Ressource (PDF-Datei: 144 S., 5531 KB) Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2005

UV-strukturierbare Gläser erweitern die Werkstoffpalette der in der Mikrosystemtechnik anwendbaren Werkstoffe. Mikromechanische Bauteile, wie z.B. Greifer, Taster und Mikroantriebe mit hohen Aspektverhältnissen im Mikrometerbereich sind über den Prozess der Fotostrukturierung von Glas herstellbar. In dieser Arbeit werden die Prozessabläufe bei der Kristallisation eines UV-strukturierbaren Glases im System Li2O-Al2O3-SiO2 untersucht. Die dabei gefundenen Zusammenhänge erweitern das vorhandene wissenschaftliche Verständnis für die in diesem speziellen Glas ablaufenden komplizierten physikalischen und chemischen Prozesse. Entsprechend der Anforderung zur Einstellung des für die UV-Strukturierung nötigen Redoxsystems im Ausgangsglas, wird im ersten Teil der Arbeit kurz auf die erfolgreiche Herstellung des in einer kleintechnischen Anlage geschmolzenen Glases eingegangen. Der Hauptteil dieser Arbeit widmet sich der Lösung noch offener Fragen zum Mechanismus der heterogenen, UV-strahlenunterstützten Bildung von Kristallkeimen. Anhand verschiedener experimenteller Methoden wurden die Vorgänge während der technologischen Einzelschritte Belichten, Tempern und Ätzen untersucht. Es ist weitestgehend gelungen, die Wirkung von Silber als Keimbildner aufzuklären und die exakten Belichtungs- sowie die thermischen Bedingungen für Keimbildung und Kristallwachstum zu definieren. Im Gegensatz zu bisher angenommenen Erkenntnissen befinden sich die Silberionen nicht nur in den tröpfchenförmigen Entmischungen des Glases, sondern feinverteilt sowohl in der Matrix als auch in den Tröpfchen. Nur in den Tröpfchen kann auf den im Strukturierungsprozess gebildeten Silberclustern die Kristallphase Lithiummetasilikat aufwachsen, da nur hier die chemische Zusammensetzung passfähig ist. Die zur Herstellung von mikrostrukturierten Bauteilen gefundenen Bedingungen der Keimbildung und des Kristallwachstums werden als Voraussetzung für die Erzeugung gut ätzbarer Kristallgefüge genutzt. Bei Anwendung eines mehrstufigen Temperregimes mit Haltezeiten bei Keimbildungs- und Kristallwachstumstemperatur konnten mit einer hohen Reproduzierbarkeit und Ausbeute industriell verwendbare Messfedern hergestellt werden. Weiterhin können die gefundenen Zusammenhänge zwischen Belichtungsenergiedichte, Keimbildungs- und Kristallwachstumsbedingungen genutzt werden, um die mechanischen Eigenschaften fotostrukturierter Glasbauteile gezielt zu verändern. Definierte Belichtung und spezielle thermische Nachbehandlung erhöhte die Biegebruchfestigkeit mikrostrukturierter Bauteile von ca. 340 auf etwa 540 MPa.



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Wegmann, Markus; Heiber, Juliane; Clemens, Frank; Graule, Thomas; Hülsenberg, Dagmar; Schuster, Kay
Forming of noncircular cross-section SiO2 glass fibers. - In: Glass science and technology, ISSN 0946-7475, Bd. 78 (2005), 2, S. 69-75

Hülsenberg, Dagmar; Fehling, Peer; Leutbecher, Thomas; Raab, Dagmar
Fiber reinforced transparent glass. - In: Machine dynamics problems, ISSN 0239-7730, Bd. 28 (2004), 3, S. 131-137

Hülsenberg, Dagmar;
UV-unterstützte Mikrostrukturierung von Spezialglas. - In: Individuum und Kosmos, (2004), S. 257-280

Hülsenberg, Dagmar; Halbedel, Bernd; Conrad, Gerhard; Thess, André; Kolesnikov, Yuri; Lüdtke, Ulrich
Using of electromagnetic stirring in glass melts :
Nutzung der elektromagnetischen Rühren bei Glasschmelzen. - In: Vorträge des dritten deutsch-syrischen Workshops an der Universität Aleppo in der Arabischen Republik Syrien vom 04.10.2004 bis zum 08.10.2004 für: Erneuerbare Energien, Elektroenergiequalität, Kommunikation und E-Learning, (2004), S. 237-239
Richtiger Name des 6. Verfassers: Ulrich Lüdtke

Krieger, Uwe; Hülsenberg, Dagmar; Halbedel, Bernd; Lüdtke, Ulrich; Thess, André
Homogenisieren von Glasschmelzen durch elektromagnetisches Rühren. - In: Glas-Ingenieur, ISSN 0940-2276, Bd. 14 (2004), 6, S. 57-61
Richtiger Name des 4. Verfassers: Ulrich Lüdtke

Boroica, Lucica; Boroica, Isidor; Rotiu, Emil; Radu, D.; Medianu, Rares; Hülsenberg, Dagmar
Study of titanates formed by cristalization in BaO-TiO2-B2O3 system. - In: Abstracts, (2004), S. 155