ISSN 1868-6532

Schriftenreihe aus dem Fakultätsübergreifenden Institut für Werkstofftechnik (IWT) an der TU Ilmenau 

Herausgegeben von
Univ.-Prof. Dr. rer. nat. Dr. h. c. Peter Schaaf und
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Edda Rädlein 

Übersicht in der dbt:
http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=13767

Erscheinungsjahr 2021

Implementierung eines Moduls zur großflächigen In-Line Blitzlampentemperung von gesputterten ITO-Schichten / Westphalen, Jasper

Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2021. - x, 109 Seiten.

(Werkzeugtechnik Aktuell : IWT ; 22)

ISBN 978-3-86360-243-7
DOI 10.22032/dbt.49068
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2020000741
Preis (Druckausgabe): 23,90 €

Zugl.: Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2021

Inhalt

Blitzlampentemperung zählt zu den Kurzzeittemperverfahren, da die Erwärmung und Abkühlung einer Schicht im Bereich von Millisekunden liegen. Mit Hilfe von Blitzlampen durchgeführte Temperung dient zur oberflächennahen Erwärmung. Hierbei handelt es sich um einen thermischen Prozess, der Materialeigenschaften verändern kann. Durch die Blitzlampentemperung kann der Schichtwiderstand von transparenten leitfähigen Oxidschichten reduziert und die Transmission im sichtbaren Wellenlängenbereich erhöht werden. In der vorliegenden Forschungsarbeit wird das Prozessverhalten von dynamischen Prozessen bei Indium-Zinn-Oxid Schichten experimentell dargelegt. Dazu wurde der Einfluss von verschiedenen Prozessparametern wie Energiedichte und Pulszeit eines Blitzes erforscht. Für Schichten mit einer Schichtdicke von 150 nm konnte nach der Behandlung ein Widerstand von 14 Ω erreicht werden. Für die Transmission im sichtbaren Wellenlängenbereich wurden 87 % erzielt.

Zugriff auf den Volltext über die dbt:
https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2020000741

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Erscheinungsjahr 2020

In-situ-Messung und Simulation der Flüssigphasensilicierung / Peter Josef Hofbauer

Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2020. - XV, 295 Seiten

(Werkstofftechnik Aktuell : IWT ; 21)
ISBN 978-3-86360-222-2
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2020000197
Preis (Druckausgabe): 24,00 €

Zugl.: Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2020

Inhalt

Die Infiltration von porösen Kohlenstoffvorformen mit flüssigem Silicium ist eine der wirtschaftlichsten Technologien zur Herstellung von kohlenstofffaserverstärktem Siliciumcarbid. Trotz jahrzehntelanger Forschung sind die physikalischen Phänomene an der Infiltrationsfront noch nicht hinreichend verstanden worden. Die vorliegende Arbeit dient dazu, diese Forschungslücken zu schließen. Hierzu befasst sie sich zunächst mit den bisher bekannten Infiltrationsmodellen. Anschließend wird ein neuartiger Versuchsaufbau vorgestellt, der eine In-situ-Beobachtung einer Spaltkapillare aus Glaskohlenstoff während der Siliciuminfiltration ermöglicht. Die Versuche zeigten, dass sich die Infiltrationskinetik grundlegend von den Vorhersagen der bekannten Infiltrationsmodelle unterscheidet. Abschließend wird der Aufbau eines numerischen Modells erläutert, das erstmals die reaktive Infiltration der Kohlenstoffvorformen im Dreidimensionalen simuliert. Dabei führen eine neue Infiltrationsgleichung und ein zeitabhängiger Diffusionskoeffizient zu einer guten Übereinstimmung von Simulations- und Messergebnisse.

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https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2020000197

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Erscheinungsjahr 2019

Entwicklung eines bleifreien, niedrigschmelzenden und hochbrechenden Spezialglases für den Einsatz als Streuschichtmatrix in organischen Leuchtdioden / Rabenbauer, Pascal

Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2019. - XIV, 138 Seiten

(Werkstofftechnik aktuell : IWT ; 20)
ISBN 978-3-86360-208-6
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2019000165
Preis (Druckausgabe): 19,30 €

Zugl.: Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2019

Inhalt

Bleifreie, niedrigschmelzende und hochbrechende Spezialgläser wurden synthetisiert, um sie als Streuschicht in einer organischen Leuchtdiode (OLED) zu verarbeiten und damit die interne Licht-auskopplung zu erhöhen. Auf Basis eines B2O3- und/oder SiO2-Netzwerks wurden zunächst Bi2O3- respektive TeO2-haltige Gläser hergestellt und der Einfluss weiterer Oxide auf diese Glassysteme analysiert. Ausgewählte Gläser wurden als Pulver zusammen mit 1-3 μm großen TiO2- oder SiO2-Streupartikeln zu einer Paste verarbeitet, in einem Siebdruckprozess auf ein Glassubstrat appliziert und abschließend verglast. Um daraus eine funktionsfähige OLED herzustellen wurde in einem Reinraumprozess auf die Komponente aus Substratglas und Streuschicht eine Schichtabfolge aus ITO-Anode, Emitterschichten und Kathode aufgebracht. Ziel war es, die Auskoppeleffizienz der OLED mittels Glasstreuschicht um mindestens 50 % zu steigern. Konkret bedeutet das, eine Lichtausbeute von η ≥ 40 lm/W zu erreichen. Die höchste Lichtausbeute von η = 55 lm/W konnte für OLEDs mit einer eigenentwickelten 15 μm dicken Streuschicht und einer Streupartikelkonzentration von 2,5 Vol.-% TiO2 realisiert werden. Im Vergleich zur Referenz-OLED ohne Streuschicht (η = 26 lm/W) entspricht die erzielte Lichtausbeute, bei einer konstanten Leuchtdichte von 2000 cd/m2, einer Steigerung um 110 %.

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https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2019000165

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Erscheinungsjahr 2018

Development of PVD-coated and nanostructured reactive multilayer films / Seema Sen

Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2018. - XVII, 166 Seiten.

(Werkstofftechnik aktuell ; 19)
ISBN 978-3-86360-189-8
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2018000331
Preis (Druckausgabe): 21,00 €

Zugl.: Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2018

Inhalt

This dissertation addresses nanoscale reactive multilayer films (RMFs) for the purpose of storing chemical energy as heat and supplying localized heat for joining and other industrial applications. Here, self-propagating reactions were analyzed for magnetron sputtered deposited binary Ti-Al, Zr-Al and ternary Ti-Al-Si RMF systems as a function of different Al-molar ratios, bilayer thicknesses and layer sequences. Reaction properties, namely reaction front velocity, temperature, and heat vary quantitatively over a wide range. The maximum reaction temperature of ~ 1800 °C has been achieved in ternary RMFs. This work also highlights the effects of oxidation and the unsteady propagation on the reaction properties. The scalability concept of RMFs was improved and ternary Ti/Si/Ti/Al RMFs were applied in the reactive joining. This dissertation provides new insights into multilayer modulation and opens more freedom to design ternary RMFs by controlling both, diffusion interfaces and distances. It is further shown that the development processes, simulation and experimental analysis are beneficial to design and to synthesize application tailored new RMFs.

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Plasmagestützte Nanostrukturierung von ETFE-Folie / Cindy Steiner

Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2018. - xiii, 168 Seiten.

(Werkstofftechnik aktuell ; 18)
ISBN 978-3-86360-179-9
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2018000087
Preis (Druckausgabe): 22,10 €

Zugl.: Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2018

Inhalt

Für die Untersuchung der Strukturbildung auf Ethylentetrafluorethylen-Folie (ETFE) im Plasmaätzprozess wird ein Doppel-Magnetron-System als Plasmaquelle genutzt. Im Plasma gebildete negative Sauerstoffionen interagieren mit dem Polymer und führen zur Strukturierung.
Durch Variation der Energiedosis im Prozess werden die Strukturbildung und die optisch entspiegelnde Wirkung der Strukturen beeinflusst. Der Zusammenhang zwischen dem Plasmaparameter „Energiedosis“, der Transmissionsänderung und den Strukturdimensionen wird dargestellt und diskutiert. Die verwendeten Charakterisierungsmethoden werden vorgestellt und bewertet.
Der Einfluss der kristallinen Bereiche auf die Strukturbildung wird anhand monoaxial verstreckten ETFEs untersucht. Der Zusammenhang zwischen Strukturbildung und den kristallinen Bereichen des ETFE wird untersucht und diskutiert.
Abschließend wird die Stabilität des nanostrukturierten ETFE gegenüber Witterungseinflüssen für Anwendungen im Außenbereich dargestellt.

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Anisotrope, hierarchische Strukturierung von nanoporösen Gläsern / Sharon Krenkel

Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2018. - xvii, 277 Seiten.

(Werkstofftechnik Aktuell ; 17)
ISBN 978-3-86360-178-2
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2017000676
Preis (Druckausgabe): 36,00 €

Zugl.: Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2017

Inhalt

Die Arbeit beschäftigt sich mit der Herstellung und Charakterisierung von glasbasierten, hierarchisch porösen Monolithen mit anisotropem Porensystem im Mikro- bzw. Nanometerbereich. Generative Formgebungsverfahren wurden mit dem Herstellungsprozess für nanoporöse Gläser ausgehend von Alkaliborosilicatgläsern kombiniert. Wesentlicher Bestandteil ist die Herstellung von porösen Multikapillaren nach dem Draw-Down-Verfahren. Es wurden anisotrop orientierte Poren zwischen 5∗10-6 und 2 mm sowie Nanometerporen von 2 bis 300 nm erzeugt. Zur Orientierung der Poren in der Glaswand war eine Ausrichtung der Primärphasen mittels Zugbelastung zielführend. Mechanisch stabile Monolithe wurden über das selektive Lasersintern erhalten, deren Porengröße von der Formgebung unabhängig kontrollierbar ist. Weiterhin führte die Schwamm-Replika-Technik zu Monolithen mit anisotroper Porenorientierung. Die Gläser wurden hinsichtlich ihres Viskositäts- und Entmischungsverhaltens sowie ihrer mechanischen und optischen Eigenschaften untersucht. Weiterhin wurden erste Versuche zur Biokompatibilität durchgeführt und die Oberfläche modifiziert.

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Erscheinungsjahr 2017

Generative Fertigung von Sinterglaskörpern für Glasdurchführungen durch 3D-Drucken / Katja Nicolai

Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2017. - 209 Seiten

(Werkstofftechnik Aktuell ; 16)
ISBN 978-3-86360-162-1
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2017000196
Preis (Druckausgabe): 20,30 €

Zugl.: Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2017

Inhalt

Dieses Buch behandelt die erstmalige Ergänzung des Herstellungsprozesses von Glasdurchführungen durch den Einsatz eines generativen Verfahrens zur Fertigung von Rohlingen für Sinterglaskörper sowie die Anpassung der vor- und nachgelagerten Prozessschritte an die dadurch veränderten Bedingungen. Damit sollte der herkömmliche Prozessschritt „Pressen“ hinsichtlich Kosten- und Zeiteinsparung im Rahmen von Kleinserien ersetzt werden.
Der 3D-Druck von Glaspulver für technische Anwendungen war ein Novum. Die erforderliche Dichte und Porosität der Sinterglaskörper wurde über eine geeignete Korngrößenverteilung der Ausgangsmaterialien erreicht.
Die durch 3D-Druck hergestellten Sinterglaskörper erfüllen die erforderlichen Qualitätsparameter bei der Verwendung für Glasdurchführungen und entsprechen dem Stand der Technik nach dem Einschmelzen. Es konnte eine stabile Prozesskette für die Herstellung von Glasdurchführungen mit 3D-gedruckten Rohlingen für Sinterglaskörper abgeleitet werden.

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Aerosol Jet Printing: Contactless Deposition Technique for Solar Cell Metallization / Sebastian Binder

Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2017. - xiv, 184 Seiten

(Werkstofftechnik Aktuell ; 15)
ISBN 978-3-86360-153-9
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2016000765
Preis (Druckausgabe): 28,70 €

Zugl.: Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2016

Inhalt

The two-layer seed and plate approach for solar cell metallization is an established concept in photovoltaic research. This concept allows to improve performance and to reduce manufacturing costs. Aerosol jet printing (AJP) is a very promising technology to produce the seed layer for this concept. In this thesis the feasability of AJP for an industrial application of this concept was proved.
The AJP technology was thoroughly investigated and improved. An efficient and reliable deposition of narrow and uniform seed layers on rough wafer surfaces is enabled. A model was developed to improve ink deposition and to predict process parameters and line width. Newly designed print heads were developed and manufactured by support of computational fluid dynamic (CFD) simulations of two-phase flows.
The deposited seed layers were optimized for low electric contact resistance to the emitter and best performance of the silicon solar cells, also for lowly doped next generation emitters.

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Erscheinungsjahr 2015

Plasma-assisted synthesis of hydrogenated TiO2 for energy storage and conversion / Yong Yan

Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2015. - XXII, 96 Seiten.

(Werkstofftechnik Aktuell ; 14)
ISBN 978-3-86360-125-6
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2015000348
Preis (Druckausgabe): 15,60 €

Zugl.: Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2015

Inhalt

Titanium dioxide (TiO2) is widely used in the energy storage and conversion area. However, the performance of TiO2 is substantially lower than practically required. This results from its limited solar absorption, low charge transfer rate, and low electrochemical acitivity. In this study, hydrogenated TiO2 (H-TiO2) with distinct physical and chemical properties is controlledly synthesized through a hydrogen (H2) plasma treatment. The obtained material exhibits excellent performance in applications for lithium ion batteries, photocatalysis, and photothermal conversion. Moreover, the microstructure of H-TiO2, and its effect on the application performance of H-TiO2 is comprehensively investigated. It is believed that this research might provide new insights into synthesis, properties, and applications of H-TiO2, which is highly favorable for the development of high-performance and versatile TiO2 materials for energy storage and conversion devices.

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http://www.nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2015000348

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Finite element simulation for the cold-joining of high power connectors / Ekine Aristizabal Tolosa

Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2015. -  XVII, 133 Seiten.

(Werkstofftechnik Aktuell ; 13)
ISBN 978-3-86360-120-1
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2015000249
Preis (Druckausgabe): 16,40 €

Zugl.: Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2015

Inhalt

A method for the Finite-Element (FE) simulation of the Cold-Joining-Process (CJP) of massive copper contacts is developed in this thesis. The standard procedure for the calculation of interference fit connectors is not applicable to the joining process of massive copper components, since the contact area builds up in a context of considerable plastic deformation and high frictional loads. The new FE model not only shortens and optimizes the design cycle for novel High-Power-Connectors (HPCs), but also allows a deeper understanding of the CJP and the connector. The FE model is rolled out to real HPCs. The comparison between calculated and real features of the connector nails down the validity of the simulation. By means of this real example the capability of the new simulation method to set the ground for the design of future CJCs is demonstrated.

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http://www.nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2015000249

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Untersuchung der Eigenschaften sowie der Anwendung von reaktiven Mehrschichtsystemen in der Aufbau- und Verbindungstechnik / Rolf Grieseler

Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2015. - 140 Seiten.

(Werkstofftechnik Aktuell ; 12)
ISBN 978-3-86360-117-1
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2015000107
Preis (Druckausgabe): 16,00 €

Zugl.: Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2015

Inhalt

Diese Dissertation befasst sich mit den Eigenschaften sowie mit der Untersuchung der Anwendbarkeit exotherm reagierender Mehrschichtsysteme in der Aufbau- und Verbindungstechnik. Die untersuchten Mehrschichtsysteme bestehen dabei aus zumeist aus Metallen, die nach überwinden der Aktivierungsenergie intermetallische Phasen bilden und dabei thermische Energie freisetzen. Dabei können Temperaturen von über 1600°C erreicht werden. In dieser Dissertation wurden vier Materialsysteme näher untersucht. Neben dem Aluminium-Nickel System, das bereits eingehender in der Literatur dargestellt wurde, waren das Titan-Silizium, Aluminium-Titan und das Aluminium-Kupfer System Gegenstand der Untersuchungen dieser Arbeit. Dazu wurde neben der Geschwindigkeit der Reaktionsfront und der Reaktionstemperatur auch die Aktivierungsenergie der Systeme ermittelt. Zudem wurde untersucht, inwieweit diese Systeme als Energiequelle für das Bonden von Bauteilen in der Aufbau- und Verbindungstechnik geeignet sind.

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http://www.nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2015000107

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Aluminum-based PVD rear-side metallization for front-junction nPERT silicon solar cells / Kamal Katkhouda

Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2015. - 205 Seiten.

(Werkstofftechnik Aktuell ; 11)
ISBN 978-3-86360-111-9
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2014000526
Preis (Druckausgabe): 15,70 €

Zugl.: Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2014

Inhalt

Aluminum-based physical vapor deposition metallization for the rear side of front-junction nPERT silicon solar cells is presented. Single-layer Al metallization is compared with Al-Si (1 at% Si) alloy and multi-layer Al-based metallization in terms of Al-spiking, specific contact resistance and back-side reflection. Al-spiking is observed when a single-layer Al metallization is used. Using an Al-Si alloy metallization, Al-spiking is avoided, however, resulting in a strong Si-precipitation. A novel approach consisting of a multi-layer Al-Si/Al stack instead of single-layer Al or Al-Si alloy metallization is developed. Optimizing the thickness of the Al-Si layer in the Al-Si/Al stack significantly decreases Si-precipitation and suppresses the Al-spiking at the same time. In addition, the optimized Al-Si/Al stack showed sufficiently low specific contact resistance and high back-side reflection and this even with a significantly higher thermal stability than the single-layer Al metallization.

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https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2014000526

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Karl, Andreas:
Laserauftragschweißen hochlegierter Duplexstähle

Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2014. - 230 Seiten.
(Werkstofftechnik aktuell ; 10)
ISBN 978-3-86360-089-1
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2013000627

Schaaf, Peter (Hrsg.):
Thüringer Werkstofftag 2013 : Werkstoffe - Wissenschaft - Wirtschaft ; Technische Universität Ilmenau, 21. März 2013

Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2013. - 226 Seiten.
(Werkstofftechnik aktuell ; 9)
ISBN 978-3-86360-080-8
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2013100105

Hecht, Kerstin:
Entwicklung eines Laserstrahlpolierverfahrens für Quarzglasoberflächen

Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2012. - 200 Seiten.
(Werkstofftechnik aktuell ; 8)
ISBN 978-3-86360-041-9
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2012000220

Schaaf, Peter (Hrsg.):
Materials for energy and power engineering : Ilmenau University of Technology, 4 - 7 September 2012 ; [proceedings of the workshop 'Materials for Energy and Power Engineering' held in September 2012 during the IWK 2012 in Ilmenau]

Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2012. - 106 Seiten.
(Werkstofftechnik aktuell ; 7)
ISBN 978-3-86360-035-8
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2012100158

Junghähnel, Manuela:
Herstellung und Charakterisierung von transparenten elektrisch leitfähigen TiO2:Nb- Dünnschichten durch Gleichstrom- und Puls-Magnetron-Sputtern

Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2012. - X, 158, IV Seiten.
(Werkstofftechnik aktuell ; 6)
ISBN 978-3-86360-017-4
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2011000464

Koch, Jürgen:
Laserendbearbeitung metallischer Werkstoffe

Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2011. - 230 Seiten.
(Werkstofftechnik aktuell ; 5)
ISBN 978-3-939473-95-4
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2010000500

Norén, Markus:
Flip-Chip-Technologie auf keramische Substrate

Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2010. - 186 Seiten.
(Werkstofftechnik aktuell ; 4)
ISBN 978-3-939473-91-6
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2009000501

Günter, Friedhelm:
Ausfallmechanismen, Ausfallmodelle und Zuverlässigkeitsbewertung von kalten Kontaktiertechniken

Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2010. - 192 Seiten.
(Werkstofftechnik aktuell ; 3)
ISBN 978-3-939473-77-0
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2009000475

Spieß, Lothar; Rädlein, Edda; Schaaf, Peter; Thüringer Werkstofftag <2010, Ilmenau> :
Thüringer Werkstofftag 2010 : Technische Universität Ilmenau, 24. März 2010 ; wissenschaftliche Beiträge

Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2010. - IX, 214 Seiten.
(Werkstofftechnik aktuell ; 2)
ISBN 978-3-939473-74-9
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2010100079

Angermann, André:
Nasschemische Herstellung und Eigenschaften verlustarmer Mangan-Zink-Ferrite für Hochfrequenzanwendungen

Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2009. - XIV, 230 Seiten.
(Werkstofftechnik aktuell ; 1)
ISBN 978-3-939473-53-4
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2009000098