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Themen
für Forschungsarbeiten (Diplom-, Studien- oder Bachelorarbeiten)
Professor M. Rettenmayr
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Forschungsarbeiten
in der Professur „Metallische Werkstoffe“ werden
häufig
in Zusammenarbeit mit anderen Forschungsgruppen oder der Industrie
durchgeführt und ständig an neue Erfordernisse
und Fragestellungen angepasst. Die hier
vorgestellten Themen für Diplom-, Studien- oder Bachelorarbeiten sind
deshalb als Hilfe
zur
Orientierung zu verstehen und können ein persönliches
Gespräch mit
Prof. Rettenmayr nicht ersetzen. Aktuelle Themen mti dazugehörigen
Aufgabenstellungen
können jederzeit erfragt werden. |
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| Thema 1 |
„Entwicklung
eines Aktivhartlotes zum Fügen von Aluminiumoxidkeramik“ |
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Zum Fügen von
Aluminiumoxidkeramikteilen miteinander werden in der Regel
Glaslote verwendet. Nachteile sind die beschränkte Verwendbarkeit bei
hohen
Temperaturen und / oder hohen mechanischen Spannungen. In diesen Fällen
können metallische Lote Vorteile bringen.
Problem dabei ist die in der Regel schlechte Benetzung des metallischen
Lotes auf dem keramischen Material. Deswegen werden solche Lote mit
reaktiven Metallen legiert, die die Verbindung zur Keramik verbessern
sollen. Man spricht dann von Aktivlöten.
Ziel der angebotenen Diplomarbeit ist es, zusammen mit einem
Industriepartner ein Aktivlot weiter zu entwickeln, das in keramischen
Bauteilen für Hochleistungssensoren eingesetzt werden soll. Nach
Vorbereitung des Projekts mit Literaturrecherche und einfachen
Berechnungen
zum Schmelzintervall erstrecken sich die Untersuchungen von der
Legierungsherstellung im Vakuuminduktionsofen (Schwebeschmelze) über
die
Charakterisierung des Gefüges zu Benetzungsversuchen. |
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| Thema 2 |
„Fragmentation
von
Dendriten“ |
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Das bisher
kaum
untersuchte grundlegende Phänomen ist technisch
äußerst wichtig, da
es zu Defekten in Gussstücken und bei den entsprechenden
Firmen zu
Millionenverlusten führt. Bedingungen, die bei technischen
Prozessen auftreten können, sollen im Labor nachgestellt, der
Prozess der Fragmentation dann quantifiziert werden. |
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| Thema 3 |
„Untersuchung
der Oberflächeneigenschaften von NiTi für biologische Anwendungen |
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NiTi ist ein
äußerst interessanter Werkstoff, dessen Ver- halten trotz
intensiver Forschung noch nicht ausreichend bekannt ist. Insbesondere
im Hinblick auf die Grenzfläche zu Körperflüssigkeiten
und Körpergewebe bestehen noch zahlreiche offene Fragen. Es hat
sich gezeigt, dass die Oberflächeneigenschaften von NiTi genauso
flexibel eingestellt werden können wie die Eigenschaften im Bulk.
Verschiedene Projekte in unserer Arbeitsgruppe befassen sich mit einer
systematischen Charakterisierung der Oberflächeneigenschaften. |
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| Thema 4 |
„Simulation der
Bildung von
Konzentrationsverteilungen in technischen
Legierungen“ |
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Inhomogene
Konzentrationsverteilungen können im Einsatz von technischen
Legierungen zu schwerwiegenden Problemen führen. Zu ihrer
Kontrolle ist
es notwendig, zunächst die Ursachen zur ihrer Bildung zu
verstehen und
unter verschiedenen Prozessbedingungen durch Simulationsrechnungen
nachzuvollziehen. Dies ist heute schon so weit möglich, dass
ein
technischer Einsatz unmittelbar bevorsteht. Ein bereits vorliegender
Programmcode zur Berechnung von Seigerungen soll so angepasst werden,
dass er nicht nur für Experten, sondern auch für
Anwender mit
Grundkenntnissen geeignet wird.
Dieses Projekt wird in Zusammenarbeit mit der Fa. GTT Technologies
durchgeführt. |
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| Thema 5 |
„Aufbau einer
Datenbank
für Diffusionsdaten in Aluminiumlegierungen“ |
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In der
Diffusionstheorie
werden häufig einfache Differentialgleichungen nach bekanntem
Formalismus verwendet, die Komplexität des Prozesses aber
über viele Abhängigkeiten in den
Diffusionskoeffizienten
'gebastelt' (s. z.B. 'Thermodynamischer Faktor', Skript Metalle). Es
hat sich gezeigt, dass die Beschreibung der Diffusion in
hochkomponentigen Systemen wesentlich einfacher wird, wenn man als
kinetische Konstante atomare Mobilitäten statt
Diffusionskoeffizienten verwendet. Es soll nun eine
Datenbank aufgebaut werden, die die atomaren Mobilitäten von
Legierungselementen in Aluminium enthält. Dies geschieht durch
Umrechnung der Konzentrationsgradienten in Potentialgradienten und
numerischen Vergleich der Lösungen nach den zwei verschiedenen
Ansätzen. |
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| Weitere Themen |
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Entwicklung einer
Präparationsmethode zur Betrachtung von Oberflächen im TEM
Klärung der Bildung (Mechanismus, Phasen) von Pseudo-Martensit auf der
Oberfläche von NiTi
Korrosionsverhalten verschieden behandelter Oberflächen
Konstruktion einer künstlichen Herzklappe aus NiTi
Erarbeitung von geeigneten Parametern zur Ionenpräparation von
verschiedenen Materialien für TEM und REM
Herstellungsverfahren (Erschmelzen, Verformen, Wärmebehandeln) von
Wersktoffen auf NiTi-Basis
Zerspanen von NiTi
Walzparameter (Walztemperatur, Zwischenglühungen) zum Umformen von NiTi
Adhäsion von Zellen auf NiTi im Verformungsgradienten
Dünnverfahren für Proben aus Seltenen Erden und Si für das TEM mit der
neuen Ionenätzanlage
Simulationsrechnungen zur Multikomponentendiffusion in mehrphasigen
Werkstoffen
Untersuchung von Oxidationsmechanismen von NiTi
Kritische Erstarrungsexperimente zur Erstellung/ Verifizierung von
hochkomponentigen Phasendiagrammen mit höchster Genauigkeit
Aufbau einer Anlage zur Benetzungsmessungen für Hochtemperaturlote
Simulationsrechbungen (FEM) von Verformungsvorgängen in Duplexstählen |
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