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Fakultätsübergreifendes Institut für Werkstofftechnik


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INHALTE

Studienabschlussarbeiten

im Institut für Werkstofftechnik

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Erstellt: Fri, 15 Dec 2017 23:11:23 +0100 in 0.0168 sec


Reichardt, Anne
Einfluss verschiedener Legierungselemente und Wärmebehandlungen auf Gefüge und Eigenschaften sekundärer AlSi-Gusslegierungen. - 162 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

Im Rahmen der vorliegenden Masterarbeit wird der Einfluss von Fe, Mn, Mo, Cr, Co, Cu, Mg, Ni, Zn, Ti, Zr und Sr auf das Gefüge einer sekundären AlSi-Gusslegierung im Gusszustand untersucht. Dabei werden die unterschiedlichen Abkühlgeschwindigkeiten berücksichtigt, die sich innerhalb der Legierungsabgüsse im Fließkanal einer Gießspiral-Kokille ergeben. Neben thermodynamischen Werkstoffsimulationen mittels JMatPro® werden Härtemessungen sowie Licht- und Rasterelektronenmikroskopie mit EDX durchgeführt. Eine Steigerung des Fe-Gehalts führt aufgrund des erhöhten Anteils an α-Al15(Fe,Mn)3Si2 Phasen zu einem Härteanstieg. Die Morphologie dieser Phasen wird zudem plattenförmiger. Durch Zugabe an Mn, Cr, Co wird der Phasenanteil von α-Al15(Fe,Mn)3Si2 ebenfalls erhöht, wobei Cr und Co in diese Phasen mit eingebaut werden. Ein zunehmender Cr-Gehalt führt zudem zur Anhäufung primärer, polygonaler Phasen. Mo besitzt einen einformenden Effekt auf Fe-haltige Phasen durch Bildung einer AlFeMoSi Phase, die Mn enthält. Ni-Zugabe bewirkt die Erstarrung einer neuen AlCuNi-Phase. Zn besitzt keinen Einfluss auf intermetallische Phasen, da es hauptsächlich im Al-Mischkristall gelöst ist. Mit zunehmendem Cu- bzw. Mg-Gehalt steigt der Anteil der - und Q-Phase bzw. der π-Phase. Des Weiteren erhöhen sich deren Konzentration im Al-Mischkristall und die Härte. Beide Elemente weisen eine Konzentrationsseigerung zum Rand des Al-Dendriten auf. Durch Erhöhung des Zr- bzw. Ti-Gehalts steigt ebenfalls die Zr- bzw. Ti-Konzentration im Al. Im Gegensatz zu Cu und Mg ergibt sich eine Seigerung zum Kern des Al-Dendriten. Zr erstarrt zudem als Al3(Zr,Ti)-Phasen. Die Zugabe von Sr veredelt das Al/Si-Eutektikum. Ist kein Sr in der Legierung vorhanden, wird die Morphologie des Eutektikums allein durch die Abkühlgeschwindigkeit bestimmt. Zudem ergeben hohe Abkühlgeschwindigkeiten kleinere intermetallische Phasen. Basierend auf den Erkenntnissen wurden simulative Wärmebehandlungen mit JMatPro® durchgeführt, bei denen sich zeigte, dass eine AlSi10Fe0,5Cu2,4Mg0,3-Legierung gute Festigkeiten aufweisen bei moderaten Warmauslagerungszeiten und temperaturen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/865825297reich.txt
Becker, Stefan
Reinigung von bewitterten, eisenarmen Glasscheiben mittels unterschiedlicher Reinigungsflüssigkeiten. - 67 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

In dieser Arbeit werden die Glasoberflächen von zwei Glasproben mit drei "Alterungsflüssigkeiten" gealtert um sie im Anschluss zu reinigen. Vor den Versuchen, nach dem Alterungsprozess und nach dem Reinigungsprozess werden jeweils die Glasoberflächenzustände bestimmt. Es werden die Grundlagen der Glas- und im speziellen der Flachglasherstellung beschrieben, die zugrunde liegenden Normen erläutert und die einzelnen Messgeräte zur Glasoberflächenanalyse vorgestellt. Ziel war es eine Aussage darüber treffen zu können, ob der Eisengehalt der Glases einen Einfluss auf den Glasoberflächenzustand von Solarmodulen hat, und wenn ja welchen!


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/865820201becke.txt
Wirth, Steffen
Eigenschaftsveränderungen von Metall-Inserts im Spritzgussprozess. - 87 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

Das Ziel der vorliegenden Bachelorarbeit ist es, entscheidende Einflussfaktoren beim Insert-Molding aufzuzeigen und diese gezielt zu reduzieren. Dafür wurde exemplarisch die Maßhaltigkeit eines Geometriemerkmals an Hochdruckeinspritzventilen untersucht und ausgewertet. Hierbei wurde die statistische Versuchsplanung (DoE) angewendet, um zunächst mit der Einfaktor-Methode die relevanten Einflussparameter des Prozesses herauszuarbeiten und mit Hilfe von Literaturrecheren zu hinterlegen. Mittels Taguchi-Versuchsplanung werden die Parameter optimiert, um den Spritzgießprozess robuster gegenüber Störeinflüssen zu gestalten. Die gewonnenen Erkenntnisse werden zum Ende der Arbeit validiert. Durch eine gezielte Anpassung im zuvor stattfindenden Richtprozess kann das Geometriemerkmal gezielt berücksichtigt werden. Die Schlussfolgerung der Arbeit bestehen darin, dass der Spritzgießprozess bzw. die Faserorientierung maßgeblich zu den Schwankungen der Maßhaltigkeit beitragen. Durch die in den Untersuchungen gewonnen Erkenntnisse kann der Einfluss des Umspritzens gezielt kompensiert werden und die angestrebte Minimieren der Streuung wird erreicht. Zuletzt werden Vorschläge für Prozessanpassungen der Folgegenerationen der Hochdruckeinspritzventile gegeben.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/864770278wirth.txt
Walther, Florian
Verformungsverhalten von dielektrischen Elastomeraktoren (DEA) aus extrudierten thermoplastischen Elastomeren. - 71 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit, 2016

In dieser Arbeit wurde das Verformungsverhalten dielektrischer Elastomeraktoren auf Basis thermoplastischer Elastomere näher untersucht. In bisherigen Veröffentlichungen wurden dielektrische Elastomeraktoren hauptsächlich auf Basis klassischer Elastomere, wie zum Beispiel Silikone, hergestellt. In dieser Arbeit soll aufgrund der Vorteile in der Verarbeitung versucht werden Aktoren auf Basis thermoplastischer Elastomere zu fertigen. Aufbauend auf das Funktionsprinzip dielektrischer Elastomeraktoren wurde eine Materialhypothese aufgestellt, mit dessen Hilfe es möglich ist bei gezielter Materialauswahl die Aktorbewegung zu erhöhen. Nach der Auswahl geeigneter Dielektrikumsmaterialien und Elektrodenmaterialien soll das Verformungsverhalten des gefertigten Aktors in dem für diese Arbeit entworfenen Prüfstand untersucht werden. Die hergestellten Aktoren wurden unter Aufbringung einer Vorspannkraft in die Aufnahmen des Prüfstandes eingespannt. Nach Aktivierung der Aktoren mit Hochspannung blieb die erwartete sprunghafte Kraftreduktion der Vorspannkraft durch die Vergrößerung der Aktorfläche aus. Es konnte nur eine Kraftreduktion durch den, aufgrund der aufgebrachten Vorspannkraft, eintretenden Kriecheffekt gemessen werden. Aufbauend auf die Versuchsauswertung wurde eine Fehlerbetrachtung durchgeführt, mit dessen aufgestellten Ansätzen die Materialhypothese in anschließenden Arbeiten untersucht und bestätigt werden kann.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/86182248Xwalth.txt
Linß, Felix
Analytische Untersuchungen verschiedener MOX-Sensoroberflächen. - 117 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

Ziel dieser Arbeit war es die Oberflächenvergrößerung verschiedener Black-Silicon-Strukturen gegenüber planen Silizium zu bestimmen. Black-Silicon hat gegenüber planen Siliziumoberflächen eine wesentlich größere Oberfläche. Zur Herstellung geeignet sind Verfahren nach dem DRIE- und ICP-Prinzip. Black-Silicon-Strukturen zeigen sich als Nadeln mit kegelförmiger Geometrie. In Abhängigkeit des Herstellungsverfahrens ändert sich die Nadelstruktur sowie deren Verteilung und Größe. Die daraus resultierende Oberflächenvergrößerung ist proportional zur Veränderung dieser Werte. Untersucht wurden vier verschiedene Herstellungsprozesse, zwei ICP- und zwei DRIE-Prozesse. Bis zu 450% der Oberfläche eines planen Silizium-Wafers kann die Oberfläche einer Black-Silicon-Struktur betragen. Nach einem Oxidierungsschritt kann diese auf bis zu 500% steigen. Diese Vergrößerung wird durch einen ICP-Prozess mit anschließender Argon-Behandlung erzielt. Nach der Oxidierung liegen DRIE-Prozesse im Optimalfall bei circa 250%. Für den Einsatz von Black-Silicon als Substratmaterial bedeutet eine größere Oberfläche eine Steigerung der Effektivität und Sensitivität. Für die Ermittlung der Oberflächenvergrößerung bietet sich eine Kombination aus REM- und FIB-Aufnahmen an. Aus den REM-Aufnahmen ließen sich die Nadelbedeckung und die Nadeldichte gewinnen. Mithilfe der FIB-Aufnahmen im Querschnitt wurden die geometrischen Abmessungen der kegelförmigen Nadeln bestimmt. Durch die Kombination der REM- und der FIB-Aufnahmen konnte die Oberflächenvergrößerung von Black-Silicon gegenüber planen Silizium bestimmt werden.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/861630521linss.txt
Heise, Niclas
Adsorption von SiC-Feinstpartikeln aus wässrigen Suspensionen auf galvanisch hergestellten Zinkoberflächen. - 58 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

Im Rahmen der EU-Altautoverordnung vom 1. Juli 2007 wurde der Einsatz von hexavalentem Chrom in allen Fahrzeugteilen verboten. Heute werden diese Systeme daher durch Chrom(III)-haltige Dickschichtpassivierungen ersetzt. Diese sind allerdings aufgrund der geringeren Härte anfällig gegen mechanische Verletzungen. Somit kommt es bei Trommelware, also Bauteile die in einer Trommel unter ständiger Rotation verzinkt werden, bereits während der Herstellung der Korrosionsschutzschicht zu Beschädigungen der Passivierungsschicht und infolgedessen zu vorzeitiger Korrosion. Mithilfe des Einbaus von Hartstoffpartikeln in die Passivierungsschicht soll deren Härte gesteigert und infolgedessen die Korrosionsbeständigkeit erhöht werden. Im Rahmen einer Bachelorarbeit wurde das Adsorptionsverhalten von nanoskaligen SiC Partikeln aus stabilen, wässrigen Suspensionen auf galvanisch hergestellten Zinkoberflächen hinsichtlich verschiedener Parameter untersucht. Mithilfe des Kammpolymers Melpers 0045 und einer Dispergierung in der Rührwerkskugelmühle gelang eine elektrosterische Stabilisierung der SiC-Partikel in wässrigen Suspensionen. Um deren Stabilität zu bewerten, wurden die Partikelgrößenverteilung und das Zetapotential gemessen. Die Adsorption zeigte eine starke Abhängigkeit vom pH-Wert und ist somit gesteuert durch elektrostatische Anziehungs- bzw. Abstoßungskräfte. Die adsorbierten Schichtdicken wurden mittels Röntgenfluoreszenzanalyse ermittelt. Mithilfe einer Hydrophobierung bleibt die Adsorptionsschicht stabil gegen einen anschließenden Spülprozess in destilliertem Wasser. Durch Adsorbieren von Polymerionen kann die Partikelschicht bei einer zweiten Verzinkung verankert werden. Durch eine Konvertierung der zweiten Zinkschicht in eine Cr(III)-haltige Passivierungsschicht gelingt ein Einbau der SiC-Partikel.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/861613120heise.txt
Bauer, Erik
Entwicklung von Auslegungs- und Skalierungsregeln für Plastifizierantriebe von Spritzgießmaschinen. - 117 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

In dieser Arbeit wurden mittels Versuchen auf den Spritzgießmaschinen KM80-380CX und KM750-180 CX V/160 der Firma KraussMaffei die Antriebsanforderungen von Schneckenantrieben für Spritzgießmaschinen ermittelt. Dazu wurden Drehmomentmessungen und Leistungsmessungen auf den Spritzeinheiten durchgeführt und ausgewertet und die Auswirkungen prozessbeeinflussender Größen auf diese untersucht. Ein weiterer Schwerpunkt der Arbeit war die Erstellung von Betriebsszenarien, aus welchen sich die Antriebsanforderungen entnehmen lassen. Die ermittelten Schneckenantriebsmomente dienten dabei als Basis der Betriebsszenarien. Für die Erstellung der Betriebsszenarien wurde davon ausgegangen, dass der Antrieb für eine Spritzgießmaschine, auf der ein Bauteil in Dauerproduktion hergestellt wird, optimiert werden soll. Des Weiteren werden die Antriebsanforderungen durch Anwendung von Skalierungsregeln auf verschiedene Schneckendurchmesser übertragen und Hinweise für die Anwendung der Betriebsszenarien gegeben.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/861263707bauer.txt
Hörmann, Christian
Untersuchungen zur galvanischen Kupferabscheidung aus alkalisch-cyanidfreien Elektrolyten. - 76 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

Die Verfahren der Galvanotechnik unterliegen einem Prozess der kontinuierlichen Optimierung. Ein Ansatz dafür ist, Verfahren so weit wie möglich umweltschonend und unter Berücksichtigung ökologischer Aspekte, wie zum Beispiel giftige cyanidhaltige Kupferelektrolyte zu ersetzen, zu optimieren. Die vorliegende Arbeit verfolgt diesen Ansatz und beschäftigt sich mit Untersuchungen zur galvanischen Kupferabscheidung aus alkalisch-cyanidfreien Elektrolyten. Der Hauptaspekt der Untersuchungen liegt in den Versuchen zur galvanostatischen Kupferabscheidung mit einer Galvanikanlage im Labormaßstab, wobei verschiedene Elektrolytansätze mit Phosphonaten als Komplexbildner gewählt werden. Im Anschluss erfolgt eine visuelle Beurteilung der Schichtqualität und mithilfe der Wägemethode und der Röntgenfluoreszenzanlyse werden die Schichtdicke sowie die Stromausbeute bestimmt. Des Weiteren werden mit einer elektrochemischen Quarzmikrowaage und einer Platin-Platin-Messzelle ebenfalls galvanostatische Untersuchungen zur galvanostatischen Kupferabscheidung und Versuche zur zyklischen Voltammetrie durchgeführt. Mithilfe der potentiometrischen und komplexometrischen Titration erfolgt eine Analyse der Elektrolytbestandteile.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/859746992hoerm.txt
Förner, Johannes
Untersuchung von leitfähig modifizierten Formmassen und deren Eignung für unterschiedliche Anwendungen. - 80 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

In der Kunststoffindustrie werden funktionalisierte Formteile in vielen Anwendungsbereichen eingesetzt. Bei der Funktionalisierung werden Füllstoffe dem Kunststoff während der Aufbereitung zugefügt, um die Eigenschaften des Kunststoffformteils zu verändern. Dabei können elektrisch leitfähige Partikel die Leitfähigkeit von Kunststoffen erhöhen und für die Substitution bestehender Werkstoffe wie Kupfer verwendet werden. Die erreichbare Leitfähigkeit hängt neben dem leitfähigen Füllstoff auch vom verwendeten Füllstoffgehalt und den Verarbeitungsbedingungen ab. Der Mechanismus der Leitfähigkeit wurde physikalisch analysiert und eine Prozessanalyse des Aufbereitungs- und Verarbeitungsprozess durchgeführt. Mittels eines DoE Versuchsplans wurden die Haupteinflussgrößen auf die elektrische Leitfähigkeit und die Verbundfestigkeit zwischen Kunststoff und Folie quantifiziert. Weitere Versuche wurden zur Kontaktierung der leitfähig modifizierten Formmasse mit Eigenteilen durchgeführt. Im Rahmen dieser Arbeit konnten leitfähige Kunststoffe auf Polycarbonatbasis mit 20 % CF hergestellt werden, die einen Widerstand von 30 k[Omega] aufweisen. Mit dieser Leitfähigkeit können Anwendungen realisiert werden, bei denen geringe Ströme anfallen. Ein Demonstrator wurde im Folienhinterspritzverfahren hergestellt und die Funktionsfähigkeit nachgewiesen.


http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/859319199foern.txt
Funk, Florian
Erhöhung der Tieftemperatur-Riss-Unempfindlichkeit des Gelcoatsystems (Reinharzdeckschickt). - 89 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit, 2016

Faserverstärkte Kunststoffe (FVK) sind Verbundwerkstoffe mit einer Harzmatrix und einer faserförmigen Verstärkung. Umwelteinflüssen ausgesetzte FVK sind in der Regel mit einer unverstärkten Harzschicht, Gelcoat genannt, vor diesen Einflüssen geschützt. Dieser Gelcoat reißt bei Temperaturwechselbeanspruchung. Ziel dieser Arbeit ist es den Gelcoat aus Polyesterharz gegen die Rissbildung unempfindlicher zu machen.