Studentische Abschlussarbeiten
Kontakt
Silke Stauche
Koordinatorin für Masterzulassungen
Max-Planck-Ring 12
Werner-Bischoff-Bau
+49 3677 69-1841
Silke Stauche
Koordinatorin für Masterzulassungen
Max-Planck-Ring 12
Werner-Bischoff-Bau
+49 3677 69-1841
In this study, a series of glass samples will be prepared and evaluated for their potential application as slow release fertilizers for different plant systems. A major focus will be the investigation of nutrient release kinetics, particularly phosphate and potassium, under different environmental conditions. The dissolution rate of the glass fertilizers will be studied in aqueous media as well as under controlled humidity conditions simulating soil environments using a climate chamber. In addition, the effect of particle size on dissolution behavior will be examined (from bulk glass pieces to finely ground powders).
Reducing particle size is expected to increase the surface area, resulting in increased dispersion in soil and improved spatial coverage of nutrients, but also leading to faster dissolution and more rapid nutrient release. In contrast, larger glass particles are anticipated to show slower dissolution rates, enabling a slower release of nutrient and less risk of water eutrophication.
The results of this study are expected to demonstrate that it is possible to control the release of phosphate and other nutrients by controlling both the glass composition and particle size, thereby aligning nutrient delivery with plant demand. This work aims to show the potential of glass fertilizers as a customizable and efficient solution for sustainable agriculture.
Requirements:
Die Themenstellung kann in Projektseminaren, Bachelor- und Masterarbeiten bearbeitet werden. Die Arbeit kann auf Englisch oder Deutsch verfasst werden.
If you are motivated to contribute to this project, please submit your application to Ms. Vanessa Möller at the following address: vanessa.moeller@tu-ilmenau.de , or contact our team members directly:
Ansprechpartner:
Dr. Farouq Abbas
farouq.abbas@tu-ilmenau.de
Dr. Andreas Herrmann
andreas.herrmann@tu-ilmenau.de
Verantwortliche Hochschullehrerin:
Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Edda Rädlein
edda.raedlein@tu-ilmenau.de
Zielgruppe sind Studierende der Studiengänge: Werkstoffwissenschaft, Technische Physik, Biotechnische Chemie, Wirtschaftsingenieurwesen, Regenerative Energietechnik, Micro- and Nanotechnoligies.
Die Anwendung von Ätzprozessen zur Mikro- und Nanostrukturierung von Gläsern und Glaskeramiken ist ein zentraler Baustein der Technologieplattform für die Mikrosystemtechnik. Hierzu zählen u.a. nass- und trockenchemische Verfahren unter Verwendung Fluor haltiger Säuren und Gase oder alkalischer Laugen. Dabei ist das Ätzen von Vertiefungen und Hohlräumen zur 3D Strukturierung meist der letzte Schritt in einer mehrstufigen Prozesskette. Ziel ist es, möglichst effizient und präzise eine definierte Strukturübertragung über die Oberfläche von Gläsern/Glaskeramiken durch Ätzen zu erreichen. In diesem Zusammenhang befassen sich studentische Arbeiten (Projektseminar, BA, MA) mit der Untersuchung von werkstoffspezifischen Fragestellungen in Zusammenhang mit der Entwicklung Ressourcen schonender Ätztechniken.
Dazu werden Aufgabenstellungen mit folgenden Schwerpunkten angeboten:
Die Themenstellungen können in Projektseminaren, Bachelor- und Masterarbeiten bearbeitet werden. Nähere Informationen dazu erteilen die Ansprechpartner.
Ansprechpartner:
Dr.-Ing. Ulrike Brokmann
ulrike.brokmann@tu-ilmenau.de
Dr.-Ing. Christoph Weigel
christoph.weigel@tu-ilmenau.de
Verantwortliche Hochschullehrerin:
Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Edda Rädlein
edda.raedlein@tu-ilmenau.de
Das Fachgebiet für Anorganische-nichtmetallische Werkstoffe bietet gemeinsam mit dem Institut für Präzisionsbearbeitung und Hochfrequenztechnik IPH (Technische Hochschule Deggendorf) zum nächstmöglichen Zeitpunkt eine Stelle für eine Abschlussarbeit zu folgendem Thema an:
Zielsetzung:
Die Glaspolitur ist ein komplexer Fertigungsprozess, bei dem mechanische und chemische Einflüsse untereinander wechselwirken. Sie stellt den zeitintensivsten Prozess bei der Fertigung optischer Komponenten dar. Übliche Qualitätsparameter sind Form(-abweichung) und Rauheit. Beeinflussende Faktoren sind unter anderem Glassorte, Poliersuspension, Poliermittelträger, Einstellparameter der Maschine, etc. Insgesamt stehen mehr als 20 verschiedene Parameter untereinander in einer komplizierten Wechselwirkung.
Die oberflächennahe Schicht des polierten Glases wird durch den Fertigungsprozess beeinflusst. Sie weist eine vom Substrat verschiedene chemische Zusammensetzung auf. Dies führt zu veränderten Materialparametern.
Im Rahmen der Abschlussarbeit sollen an der THD polierte Glassorten hinsichtlich ihrer Mikrohärte mittels Nanoindentation charakterisiert werden. Dabei sind unterschiedliche Glassorten (voraussichtlich N-BK7 und Kieselglas) sowie verschiedene Polierparameter und Zusammensetzungen der Poliersuspension zu berücksichtigen. Die Versuchsplanung erfolgt gemeinsam mit der THD. Ausgangspunkt für die Untersuchung der Proben ist eine vorab bereits durchgeführte Studie, auf deren Ergebnissen aufgebaut werden kann. Insbesondere soll untersucht werden, welche Veränderungen der Oberfläche sich bei sehr langen Poliervorgängen ergeben. Dies soll mit live gemessenen Sensorwerten kombiniert werden, um ein schlüssiges Gesamtbild des Poliervorganges und der Vorgänge im Werkstoff zu erhalten. Auf der Basis einer bereits erfolgten Masterarbeit soll die weitere Untersuchung bereits polierter Glasoberflächen erfolgen. Die Versuchspläne hierfür werden gemeinsam mit dem Betreuer an der THD erarbeitet.
Unsere Anforderungen:
Die Ausschreibung dieser Arbeit richtet sich an Studierende der Fachrichtungen Werkstoffwissenschaft, Technische Physik sowie Mechatronik und Maschinenbau. Der Umfang wird so definiert, dass er für eine Bachelor- oder Masterarbeit geeignet ist. Unter Umständen kann es erforderlich sein, einen Besuch bei der THD vorzunehmen. Dies ist im Einzelfall abzuklären, ist aber grundsätzlich möglich.
Ansprechpartner:
TU Ilmenau
Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Edda Rädlein
Tel.: 03677 69-2802
edda.raedlein@tu-ilmenau.de
TH Deggendorf
M. Eng. Michael Benisch
09923 80108-417
michael.benisch@th-deg.de
Beschreibung der Forschung
In der heutigen biomedizinischen Industrie besteht ein großes Interesse an der Luftreinigung und -aufbereitung, insbesondere in überfüllten Bereichen und an Hotspots. Bisher gibt es keinen angemessene kontinuierliche und sofortige Sterilisierung eines großen Volumens an infiziertem Medium, z. B. in Theatern, Konzertsälen usw. In unserem Patent WO2022189522A1 (1) wird zum ersten Mal eine individuell einsetzbare medizinische Ausrüstung zum Schutz von Personen vorgestellt. Ein nachgiebiger Gesichtsschutz wird eingeführt, um die Atemluft sofort zu desinfizieren und zu filtern und gleichzeitig eine bequeme Atmung und eine durchsichtige Kommunikation mit der Umgebung zu ermöglichen. Als Lösung wird eine halbtransparente Membran aus porösen Glasplatten vorgeschlagen, die eine ausreichende Durchlässigkeit aufweist, die in dieser Forschung untersucht werden soll. Eine solche Durchlässigkeit ist notwendig, um sicherzustellen, dass ein ausreichendes Volumen an Atemluft durch die Atemwege des Benutzers strömt, ohne dass es zu Stimmveränderungen, Beeinträchtigungen oder Stauwärme kommt. Die Porengröße und -form sowie die endgültige Struktur der Glasscheiben werden anschließend entworfen und untersucht. Dies wird durch eine CFD-Studie (Computational Fluid Dynamics) mit rheologischen Beschreibungen ermöglicht. Proof-of-Concept-Prototypen (die von einem anderen Team hergestellt wurden) werden schließlich einer Funktionsprüfung unterzogen. Die sterilisierende Funktion wird an anderer Stelle untersucht.
Ihre Aufgabe
Sie haben die Aufgabe, eine Untersuchungssequenz wie folgt durchzuführen:
- Modellierung der permeablen Membran mit variablen Porengrößen und -formen
- Permeabilitätsuntersuchung der modellierten Teile mittels CFD-Software
- Prüfung von vorgefertigten Prototypen der Membran auf ihre luftrheologischen Eigenschaften
- Untersuchung der mechanischen Eigenschaften der Membranprototypen
Ihre Qualifikation
- Sie sind ein/e Masterstudent/in des Maschinenbaus, der Physik, der Technischen Physik, der
Physikalischen Chemie, der Materialwissenschaften, der Mechatronik, der Biomedizinischen Technik
oder ähnlicher Fachrichtungen, der/die eine Abschlussarbeit in einem der notwendigsten
biomedizinischen Felder für unvorhergesehene Epidemien anstrebt.
- Sie verfügen über Kenntnisse in CFD und haben nachweislich Erfahrung mit der entsprechenden
Simulationssoftware, vorzugsweise ANSYS Workbench/CFX oder OpenFoam.
- Sie sind in der Lage, CAD-CAM-Software perfekt zu bedienen
- Sie verfügen über Kenntnisse im Bereich 3D-Druck/additive Fertigungstechnologie oder sind bereit,
diese zu erlernen.
- Sie sind in der Lage, ein Rheometer zu benutzen oder zu erlernen und die rheologischen
Eigenschaften zu analysieren.
- Sie sind in der Lage, Charakterisierungsverfahren wie Kratztests, Härte-/Steifigkeitstests usw.
anzuwenden oder zu erlernen und die gemessenen Daten zu analysieren.
Sollten Sie motiviert sein, an dieser lebensrettenden Forschung teilzunehmen, können Sie Ihre Bewerbung an Frau Vanessa Möller über vanessa.moeller@tu-ilmenau.de oder direkt an uns senden.
Ansprechpartner:
Herr Dr.-Eng. Esmail Issa
esmail.issa@tu-ilmenau.de
Verantwortliche Hochschullehrerin:
Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Edda Rädlein
edda.raedlein@tu-ilmenau.de
Beschreibung der Forschung
Die Coronavirus-Pandemie hat gezeigt, wie wichtig es ist, die Atemluft von Krankheitserregern zu befreien, und zwar nicht nur bei Ausbrüchen, sondern auch im täglichen Leben. Eine bewährte Methode der Luftentkeimung ist die Bestrahlung mit ultraviolettem (UV)-Licht über photokatalytische Oberflächen, die in direktem Kontakt mit dem infizierten Medium stehen. Solche Oberflächenmaterialien bestehen aus n-Typ-Halbleitern mit einem Bandlückenbereich von 3,22 bis 3,37 eV (relativ breit), z.B. TiO2, ZnO, SnO2, usw. Das Patent für Methode und Gerät WO2022189522A1 (1), welche eine photoaktive Membran verwenden, sollen in dieser Forschung untersucht werden. Die Membran besteht aus lichtdurchlässigen Glasplatten, die unterschiedliche Porengrößen und -strukturen aufweisen. Die permeable Membran ist auf einer Seite mit einer oder zwei Schichten der oben genannten Oxide beschichtet. Die andere Seite der Membran ist mit einer transparenten, leitfähigen Oxidschicht (TCO), z. B. indiumdotiertem Zinnoxid, beschichtet, die dazu dient, UV-Strahlung zurück in die Membran zu reflektieren. Gegebenenfalls wird die UV-Aktivierung der beschichteten Oberfläche im Hinblick auf die Änderung der Oberflächenenergie untersucht.
Ihre Aufgabe
Gemeinsam mit anderen Teammitgliedern sind Sie für die Durchführung der folgenden Schritte verantwortlich:
- Herstellung einer vorgefertigten permeablen Membran aus Glasplatten mit unterschiedlichen Porengrößen
und -strukturen mittels Photolithographie oder Phasentrennung sowie Nassätzung.
- Einseitige Beschichtung der hergestellten Glasmembran mit TiO2, ZnO, SnO2, etc. mittels chemischer
Gasphasenabscheidung (CVD) und Untersuchung verschiedener Schichtdicken.
- Einseitige Beschichtung der Glasmembran mit TCO-Schichten mittels physikalischer Gasphasenabscheidung
(PVD) und Untersuchung verschiedener Schichtdicken.
- Untersuchung der abgeschiedenen Schichten mit SEM/EDX, UV-VIS Spektrophotometrie, spektroskopischer
Ellipsometrie und optischen Mikroskopen.
- Untersuchung der mechanischen Stabilität der abgeschiedenen Schichten sowie der Membranen durch Haft
und Kratztests im Vergleich zu den relevanten ISO Normen.
- Aufbau des UV-Quellen-Photomembran-Setups und abschließende Charakterisierung der photokatalytischen
Wirkung mittels bekannter Oberflächenenergietests.
Ihre Qualifikation
- Sie befinden sich im Master der Studiengänge der Mikro-Nanotechnologie, der Physik, der Technischen
Physik, der Technischen Chemie, der Materialwissenschaft oder der Biomedizinischen Technik, des
Maschinenbaus oder der Elektrotechnik und möchten eine einzigartige Abschlussarbeit im Bereich der
Mikrosystemtechnik für biomedizinische Anwendungen anfertigen.
- Sie verfügen sowohl über theoretische Kenntnisse als auch über erste praktische Erfahrungen in den
Bereichen Halbleiter, CVD, PVD, Photolithographie, Nasschemie und Photonik.
- Sie sind in der Lage, Messgerät zu benutzen oder zu erlernen und die gemessenen Daten zu analysieren.
Die Arbeit kann einzeln oder im Team bearbeitet werden.
Sollten Sie motiviert sein, an dieser lebensrettenden Forschung mitzuwirken, senden Sie bitte Ihre Bewerbung an Frau Vanessa Möller unter: vanessa.moeller@tu-ilmenau.de
patents.google.com/patent/WO2022189522A1/en
Ansprechpartner:
Herr Dr.-Eng. Esmail Issa
esmail.issa@tu-ilmenau.de
Verantwortliche Hochschullehrerin:
Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Edda Rädlein
edda.raedlein@tu-ilmenau.de
SCHOT T ist ein international führender Technologiekonzern auf den Gebieten Spezialglas und Glaskeramik - und ein besonderer Arbeitgeber: Wir bekennen uns zu einer offenen, diversen und wertschätzenden Kultur des Miteinanders, die viel Raum lässt. Für die persönliche Entwicklung und das gute Gefühl, genau am richtigen Platz zu sein.
Unsere Business Unit Horne Tech ist mit innovativen Lösungen aus Spezialglas und Glaskeramik ein weltweit führender Anbieter u. a. für die Hausgeräte- und Consumer-Electronics-lndustrie. CERAN® Glaskeramik Kochflächen sind eine ihrer Erfolgsgeschichten. Darüber hinaus bieten wir Lösungen für ein breites Spektrum an Einsatzmöglichkeiten - von Kochen, Backen und Heizen über Sicherheit, wie z.B. Brandschutz, bis hin zu Coverund Ultradünnglas für Smartphones und Innovationen im Bereich Diagnostik.
Für die SCHOTT Technical Glass Solutions GmbH am Standort Jena, Bereich Anwendungstechnik suchen wir zum nächstmöglichen Zeitpunkt einen Studenten*in für die Erarbeitung eines/r
Praktikums/Bachelor-/Masterarbeit im Bereich Anwendungstechnik / Materialentwicklung mit dem Thema
,,Charakterisierung mechanischer Eigenschaften von Verbundverglasung durch Falltests".
Ihre Aufgaben
• Definieren und Erarbeiten von Versuchsplänen zur systematischen
Charakterisierung
• Aufbauen bzw. Verbessern bestehender Charakterisierungsmethoden
• organisieren bzw. Vorbereiten der zu untersuchenden Materialien
• Charakterisieren von Materialzuständen durch zerstörungsfreie Methoden
• Durchführen von zerstörenden Methoden zur Bewertung der jeweiligen Gläser
• Auswerten, Interpretieren und Dokumentieren der erhaltenen Ergebnisse
Ihr persönlicher Kontakt
Wir freuen uns auf Ihre Bewerbung: SCHOTT Technical Glass Solutions GmbH
Sandra Kretzschmar
Tel.:03641 6815506
Chemical –mechanical polishing (CMP) is widely used in the production of optical components such as lenses and mirrors for a variety of applications including microscopy, telecommunications, and astronomy.
In the CMP process, a polishing pad is used along with slurry containing abrasive particles and a chemical solution. The abrasive particles help to remove the surface material through mechanical abrasion, while the chemical solution reacts with the surface to dissolve any remaining imperfections.
Ceria (cerium oxide) nanoparticles are commonly used as the abrasive component in the slurry. However, aggregation of these nanoparticles can occur during the polishing process and can affect the polishing performance.
In this work we try to investigate the effect of pores density in polyurethane polishing pads on the aggregation of ceria abrasives particles during the CMP process of optical glass.
Ansprechpartner:
Prof. Edda Rädlein
edda.raedlein@tu-ilmenau.de
Farouk Abbas
farouk-abbas02@hotmail.com
Kreislaufwirtschaft (oder englisch circulareconomy) wird für das Erreichen der Ziele zur Reduzierung des Verbrauchs von Ressourcen oder Abfallprodukten und Emissionen immer wichtiger. Im Kontext der Kreislaufwirtschaft existieren bereits mehrere Arbeiten, zum Beispiel zur Erzeugung von Werkstoffkreisläufen, zur systematischen Entwicklung von Produkten mit dem Fokus auf Update-Fähigkeit, usw. Eine systematische Strategie für das Themenfeld der Kreislaufwirtschaft kann nur erarbeitet werden, wenn ein ganzheitliches Bild der möglichen Einfluss- und Stellgrößen vorhanden ist. Hierfür wird die vorliegende Projektseminaraufgabe ausgeschrieben, mit dem Ziel dieses ganzheitliche Bild mit einer systematischen Klassifikation möglicher Einfluss- und Stellgrößen zu erarbeiten.
Im Rahmen des Projektseminars, welches in Zusammenarbeit vom
Fachgebiet Anorganisch-nichtmetallische Werkstoffe, Fachgebiet
Kunststofftechnik und Fachgebiet Produkt- und Systementwicklung
betreut wird, soll systematisch der Stand der Technik aufgearbeitet und
mittels Klassifikationsmethoden strukturiert aufbereitet werden. Im
Ergebnis steht ein ganzheitliches Bild mit unterschiedlichen Handlungsfeldern.
Betreuung durch: Fachgebiet Produkt- und Systementwicklung,
Fachgebiet Anorganisch-nichtmetallische Werkstoffe und
Fachgebiet Kunststofftechnik
Kontakt: Prof. Stephan Husung (stephan.husung@tu-ilmenau.de),
Prof. Edda Rädlein (edda.raedlein@tu-ilmenau.de) oder
Prof. Florian Puch (florian.puch@tu-ilmenau.de)
Ce3+:YAG (Ce3+ dotiertes Yttrium-Aluminium-Granat, Y3Al5O12) ist einer der heute am häufigsten verwendeten Leuchtstoffe. Er ist Basis fast jeder weiß emittierenden LED und damit aus der Unterhaltungselektronik und Beleuchtungstechnik nicht mehr wegzudenken. Dabei wird der breitbandig gelb emittierende Leuchtstoff in der Regel mit einer blau emittierenden LED durchstrahlt. Die Kombination von gelbem Fluoreszenzlicht und teilweise transmittiertem blauen LED-Licht ergibt für das menschliche Auge die Farbe Weiß.
In dieser Arbeit soll dieser Fluorophor (Ce3+:YAG) aus einem Glas auskristallisiert und auf diese Weise gelblich weiß fluoreszierende Glaskeramiken hergestellt werden. Eine geeignete Glaszusammensetzung, mit der dies möglich ist, wurde bereits in einer vorangegangenen Arbeit identifiziert. Diese Glaszusammensetzung soll nun so modifiziert werden, dass eine möglichst homogene, feinkörnige Kristallisation von Ce3+:YAG im Glas erreicht wird. Hierzu sollen sogenannte „Keimbildner“, wie TiO2 oder ZrO2 in verschiedenen Konzentrationen zur Glaszusammensetzung hinzugefügt und deren Einfluss auf die YAG-Kristallisation untersucht werden.
Durchzuführende Arbeiten: Zunächst müssen die Gläser hergestellt, d.h. erschmolzen und charakterisiert werden. Im Anschluss werden aus den erhaltenen Glasblöcken Scheiben geschnitten und diese dann bei verschiedenen Temperaturen und Haltezeiten getempert. In diesem Schritt sollte die Kristallisation von Ce3+:YAG im Glas stattfinden. Charakterisiert werden die Proben anschließend mit optischer Mikroskopie, Rasterelektronenmikroskopie und Röntgen-Diffraktometrie.
Ansprechpartner:
Dr. rer. nat. Andreas Herrmann
andreas.herrmann@tu-ilmenau.de
Ausschreibung