Aktuelle Themenangebote für studentische Abschlussarbeiten
Glasrecycling „Eine Studie zur energieärmeren Herstellung poröser Gläser unter Verwendung von bleihaltigem Altglas“
Fernseher auf Basis von Kathodenstrahlröhren wurden endgültig durch Flachbildschirme vom Markt verdrängt. Der dadurch anfallende schwermetallhaltige Elektroschrott unterliegt spezifischen Verwertungsvorgaben. Vorhandene Verfahren zur Wiederaufbereitung verbrauchen nur geringe Mengen des Altglas [1]. Ziel ist die Verbindung eines Recyclingkonzepts für bleihaltiges Altflas mit einem wirtschaftlichen Nutzen bei der Herstellung poröser Gläser. Es besteht Sparpotential bei den Rohstoffen und beim Energieverbrauch. Vorherige Arbeiten [2, 3] haben erfolgreich bleiarmes, poröses Glaspulver hergestellt und die Verringerung der Rohstoffkosten auf etwa die Hälfte bestimmt. Nun soll die Einschätzung des Energieeinsparpotentials erfolgen: Wie weit können Prozesstemperaturen und -zeiten beim Schmelzen, Entmischen und Extrahieren verringert werden?
Praktische Aufgaben dieser Arbeit umfassen des Schmelzen, Tempern, Extrahieren und Analysieren des Glases. Es wird sowohl bei hohen Temperaturen als auch mit Salzsäure und Natronlauge gearbeitet. Prozessbedingt sind nach den ersten Experimenten lange Wartezeiten zu berücksichtigen, die für die theoretische Abhandlung genutzt werden.
[1] Umweltbundesamt, Bildschirme und Lampen, 2022.
https://www.umweltbundesamt.de/daten/ressourcen-abfall/verwertung-entsorgung-ausgewaehlter-abfallarten/bildschirme-lampen (03.02.2023)
[2] J. Wessel, Masterarbeit TU Ilmenau, 2019: "Eine Studie zur ökonomischen Herstellung poröser Gläser unter Verwendung von PbO und Altglas"
[3] N. Gabriel, N. Hornemann, J. Paternoga, Projektarbeit TU Ilmenau, 2019: "Untersuchung von bleihaltigen Altglas als Rohstoff zur VYCOR®-Glas
Herstellung"
Ansprechpartner:
M.Sc. Janine Wessel
janine.wessel@tu-ilmenau.de
Dr.-Ing. Sharon Koppka
sharon.koppka@tu-ilmenau.de
Verantwortlicher Hochschullehrerin:
Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Edda Rädlein
edda.raedlein@tu-ilmenau.de
Härteuntersuchungen polierter Glasproben
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, wobei auch wechselseitige Beeinflussungen zwischen den Parametern möglich sind. Das IPH hat sich auf die Fertigung hochpräzisier optischer Bauteile aus Glas spezialisiert.
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 und verschiedene Polierparameter zu berücksichtigen. Die Versuchsplanung erfolgt gemeinsam mit der THD.
Unsere Anforderungen:
- Eigeninitiative und Zuverlässigkeit,
- Interesse an der Poliertechnologie für Glas,
- Selbstständige Arbeitsweise,
- Durchführung der Arbeit im Fachgebiet ANW und gegebenenfalls z.T. am IPH,
- Sicherer Umgang mit Microsoft Office,
- Umgang mit gängigen Tools zur Datenauswertung.
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.
Bewerbungen mit tabellarischem Lebenslauf, einer Übersicht der bisherigen Studienleistungen und, wenn vorhanden, Arbeitsproben werden ausschließlich per E-Mail erbeten (bitte an Michael Benisch, michael.benisch@th-deg.de in Kopie).
Kontakt:
TU Ilmenau: TH Deggendorf:
Prof. Dr. Edda Rädlein Michael Benisch, M. Eng.
Tel.: 03677/69-2802 Tel.: 09923/80108-417
Projektarbeit/Bachelorarbeit: Glasrecycling „Aufbereitung und Wiederverwendung von speziellen schwermetallhaltigen Glasabfällen“
Aufgabe 1: Recherche und Analyse der Abfallfraktion
Recherche zu Einsatzmöglichkeiten für Farbglas
Bestimmung der Durchschnitts- Zusammensetzung und -Mengen
der Farbglas-Abfälle bei einem bestimmten Hersteller
Recherche zum Stand der Forschung für die Aufbereitung solcher Glasfraktionen
Kontaktaufnahme zu möglichen Abnehmern
Schmelzversuche mit Glasmischungen
Aufgabe 2: Entmischung zur Aufkonzentration der Schwermetalle
PbO-Anteil im anfallenden Abfallgemisch bestimmen
Zerkleinerung und Mischung der Scherben mit Zuschlägen für entmischendes Glas
Schmelzen, Entmischen und Extrahieren
PbO (und mögliche andere Schwermetalle) im ausgelaugten Glas und in der Lösung bestimmen
Farbmessung an ausgelaugtem Glas
Einsatzmöglichkeiten dafür vorschlagen
Beide Aufgaben gemeinsam sind für eine Projektarbeit im Studiengang Werkstoffwissenschaft (o. ä.) geeignet, einzeln als Bachelorarbeiten
Siehe:
J. Wessel, Masterarbeit TU Ilmenau, 2019: „Eine Studie zur ökonomischen Herstellung poröser Gläser unter Verwendung von PbO und Altglas“
N. Gabriel, N. Hornemann, J. Paternoga, Projektarbeit TU Ilmenau, 2019: „Untersuchung von bleihaltigen Altglas als Rohstoff zur VYCOR®
Ansprechpartner:
M.Sc. Janine Wessel
janine.wessel@tu-ilmenau.de
Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Edda Rädlein
edda.raedlein@tu-ilmenau.de
Ausschreibung
Projektarbeit: Kreislaufwirtschaft
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)
Masterarbeit: Kristallisation von Ce3+:YAG aus einem Yttrium-Aluminosilicatglas
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