Studentische Abschlussarbeiten

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​​​​​​​

Hintergrund:
Keramische Faserverbundwerkstoffe (CMC - engl. Ceramic Matrix Composites) sind vielversprechende Hochleistungswerkstoffe für Anwendungen in Luft- und Raumfahrt, in der Energieerzeugung oder Thermoprozesstechnik. Die CMC-Werkstoffe werden typischerweise mit Endlosfasern verstärkt, wodurch es jedoch Einschränkungen bei den Herstellverfahren gibt. In der geplanten Masterarbeit sollen CMC mit einer Kurzfaserverstärkung entwickelt und untersucht werden. Dies kann in Zukunft unter anderem den Einsatz von recycelten Kurzfasern ermöglichen, wodurch die Herstellung der Werkstoffe umweltfreundlicher wird.

Aufgaben:
 Weiterentwicklung von Beschichtungen für keramische Kurzfasern
 Entwicklung und Optimierung eines Herstellverfahrens für CMC
 Anpassung von Faserbeschichtung und Matrix
 Umfangreiche Charakterisierung der Kurzfaser-CMC

Die Studentin/der Student erhält eine Einweisung in die Labortätigkeiten sowie die Charakterisierungsmethoden und soll diese dann selbstständig anwenden.

Ansprechpartner:
Herr Andreas Nöth
Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC
Zentrum für Hochtemperatur-Leichtbau HTL
Neunerplatz 2
97082 Würzburg
E-Mail: andreas.noeth@isc.fraunhofer.de
Tel: 0931 4100 - 450

Ausschreibung​​​​​​​