Dieser Band enthält die Beiträge des Symposiums »Angewandte Elektrochemie in der Materialforschung«, das am 24. und 25. November 2022 am Fraunhofer IKTS in Dresden stattfand. Schwerpunkte waren elektrochemische Messmethoden und messtechnische Betrachtungen, Anodisieren, Galvanik, Elektrophorese und Skalierbarkeit und industrielle Anwendungen. Auf dem Symposium diskutierten Wissenschaftler, Ingenieure sowie kommerzielle Nutzer die Möglichkeiten, welche vor allem die elektrolytische Abscheidung bei der Entwicklung neuartiger Elektrodenmaterialien und der Etablierung kostengünstiger, skalierbarer Technologien eröffnen können bzw. welchen Anteil sie heute schon haben.
Die Vorträge schlugen eine Brücke zwischen grundlagen- und anwendungsorientierter Forschung zum Verständnis der Mechanismen und des Verhaltens von Werkstoffen für elektrochemischer Speicher- und Wandler sowie den Entwicklungen und neuen Möglichkeiten im Bereich der industriellen Oberflächentechnik. Die Elektrochemie liefert damit einen unverzichtbaren Beitrag zu den aktuell brennenden Fragen der Energiewende. Bewährte elektrochemische Verfahren erfahren dabei eine ungeahnte Renaissance und erschließen neue Geschäftsfelder.
Aktualisiert: 2023-06-29
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Dieser Band enthält die Beiträge des Symposiums »Angewandte Elektrochemie in der Materialforschung«, das am 24. und 25. November 2022 am Fraunhofer IKTS in Dresden stattfand. Schwerpunkte waren elektrochemische Messmethoden und messtechnische Betrachtungen, Anodisieren, Galvanik, Elektrophorese und Skalierbarkeit und industrielle Anwendungen. Auf dem Symposium diskutierten Wissenschaftler, Ingenieure sowie kommerzielle Nutzer die Möglichkeiten, welche vor allem die elektrolytische Abscheidung bei der Entwicklung neuartiger Elektrodenmaterialien und der Etablierung kostengünstiger, skalierbarer Technologien eröffnen können bzw. welchen Anteil sie heute schon haben.
Die Vorträge schlugen eine Brücke zwischen grundlagen- und anwendungsorientierter Forschung zum Verständnis der Mechanismen und des Verhaltens von Werkstoffen für elektrochemischer Speicher- und Wandler sowie den Entwicklungen und neuen Möglichkeiten im Bereich der industriellen Oberflächentechnik. Die Elektrochemie liefert damit einen unverzichtbaren Beitrag zu den aktuell brennenden Fragen der Energiewende. Bewährte elektrochemische Verfahren erfahren dabei eine ungeahnte Renaissance und erschließen neue Geschäftsfelder.
Aktualisiert: 2023-06-29
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Die geeignete Wechselwirkung mit funktionalen Schichten ist ausschlaggebend für die Detektion unterschiedlicher Gasarten. Die vorliegende Arbeit beleuchtet die Wechselwirkungsmechanismen ausgewählter Gasspezies mit potentiellen Schichtwerkstoffen und legt damit einen Grundstein für die gezielte Herstellung und Anpassung gassensitiver Schichten.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Um eine möglichst effektive Energiegewinnung aus Kohle und Gas für moderne Kraftwerke und Vergasungsanlagen zu erreichen, werden neue Technologien für die CO2-Abgasreduktion angestrebt. Beispielsweise sollen bei der Kohlevergasung mit Wasserdampf, H2 und COx vor der Verbrennung ("precombustion") getrennt werden, um die Verbrennung mit reinem Wasserstoff zu betreiben. Diese Trennung kann mittels von gasselektiven Membranen erfolgen. Daher war es Ziel dieser Arbeit Membranen hoher H2/CO2-Selektivität, H2-Permeanz und hoher thermischer und hydrothermaler Beständigkeit zu entwickeln.Zeolithmembranen sind preiswerter als Palladium- oder Platin-, aber teurer als Polymermembranen. Dafür zeigen sie häufig hohe thermische und hydrothermale Stabilität, weshalb sie für die oben genannte Anwendung potentiell geeignet sind.Zu diesem Zweck wurde ein neuer stabilisierter Sodalith (S-SOD) entwickelt und charakterisiert. Aus diesem Material wurden Membranen synthetisiert und die Technologie soweit optimiert, dass Membranen entstanden, die auch bei 300 °C messbar waren. Diese Membranen wurden mittels von Einzel- und Gemischgaspermeationsmessungen getestet.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Für eine Vielzahl von industriellen Komponenten sind zumeist nur wenige Funktionsflächen hochbelastet und von erheblichem Verschleiß gekennzeichnet. Daher wurden innerhalb dieser Arbeit Diamant-SiC/SiSiC Werkstoffverbunde entwickelt, bei denen der Diamant-SiC Komposit nur in den hochbelasteten Bereichen der Komponenten vorliegt. Darüber hinaus wurden die Eigenschaften dieser neuen Werkstoffklasse umfassend untersucht.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Eine wissensbasierte Optimierung der elektrochemischen Nanopartikelabscheidung verlangt ein tieferes Verständnis zum Einfluss elektrochemischer Parameter auf die Nanopartikel- und Metallschichtabscheidung. Diese Arbeit handelt von der Charakterisierung eines technisch relevanten Platinelektrolyten für die Nanopartikelabscheidung und der Integration gerichteter platinmodifizierter Kohlenstoffnanoröhren in eine Membranelektrodeneinheit.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Im Rahmen der Dissertation wurden Faserbeschichtungen für SiC/SiC-Werkstoffe untersucht, die eine höhere Stabilität als PyC- und h-BN Schichten aufweisen. Die Fähigkeit, die Faser-Matrix-Anbindung für Rissablenkung in einem LPS-SiC- und einem PIP-Werkstoff abzusenken, wird anhand von Push-out Versuchen quantifiziert. Es werden die Oxidationsstabilität im PIP Werkstoff bewertet und die Schädigungsmechanismen identifiziert.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Darstellung von Titanoxiden (Pulver/Bulk), speziell den Magnéli-Phasen TinO2n-1, über die Precursorenrouten. Durch den Einfluss der Pyrolyse- und Sinterparamater (z.B. Temperatur, Atmosphäre) auf den Zersetzungsmechanismen, der kristallografischen Phasen sowie der Partikel- und Gefügeausbildung geeigneter Precursoren konnten teils einphasige Pulver/Formkörper thermoelektrisch charakterisiert werden.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Gegenstand der hier vorgestellten Arbeit ist die Untersuchung der beim Sintern von nanoskaligen und metallbinderfreien Hartmetallen ablaufenden chemischen Prozesse und die sich dabei ändernde Mikrostruktur sowie die damit verbundenen Eigenschaften. Durch Versuche mit unterschiedlicher Zusammensetzung der Wolframcarbidmischungen konnte die relevanten Prozesse für die Herstellung von binderfreien Hartmetallen und technologische Vorgehensweisen für die Anpassung der Sintertemperatur, des Gefüges und der mechanischen Eigenschaften erarbeitet werden. Durch die herausragenden Eigenschaften des mittels konventioneller SinterHIP-Technik hergestellten binderfreien Hartmetalls mit einer Wolframcarbidkorngroße von 170 nm, einer Härte von etwa 2800 HV10 sowie einer Bruchzähigkeit von etwa 7,2 MPa m1/2 eignet sich das Material für eine breite Palette an Anwendungen im Bereich der Materialbearbeitung und als Verschleißmaterial.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die Festkörperkühlung auf der Basis des elektrokalorischen (EC) Effektes stellt ein vielversprechendes Konzept für alternative Kühltechnologien dar. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich sowohl mit der Entwicklung keramischer Werkstoffe, als auch mit der Komponentenentwicklung für mögliche elektrokalorische Anwendungen. Es werden zunächst Werkstoffe des Relaxorferroelektrikums Pb(Mg1/3Nb2/3)1-xTixO3 (PMN-PT) mit verschiedenen PbTiO3-Gehalten und Dotierungsmittelzusätzen hinsichtlich ihrer Eignung als EC-Material untersucht. Als bleifreie Alternative wird das System BaZrxTi1-xO3 (BZT) betrachtet und eine systematische Variation des Zirkoniumgehaltes durchgeführt. Ausgehend von den Ergebnissen der Werkstoffentwicklung an monolithischen Keramikproben werden ausgewählte Verbindungen mit Hilfe verschiedener keramischer Technologien in Dickschicht- und Mehrlagenstrukturen umgesetzt. Die hergestellten Komponenten werden hinsichtlich ihrer elektrischen, thermischen und elektrokalorischen Eigenschaften charakterisiert und verglichen.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Das elektrochemische Verhalten von Titan wird durch seine Oxidschicht dominiert, die jedoch eine starke Abhängigkeit ihrer Eigenschaften vom Gefüge des Substrats aufweist.In dieser Arbeit werden für die Charakterisierung nanometerdünner anodischer Titanoxidfilme eine Reihe verschiedener Untersuchungsmethoden genutzt, hauptsächlich komplementär anwendbare elektrochemische und spektroskopische Methoden sowie mikroelektrochemische Kapillarzellen. Der methodische Schwerpunkt liegt dabei auf der Schichtdickenmessung mit modifizierten einfachen elektrochemischen und spektroskopischen Messprinzipien wie Cyclovoltammetrie und optischer Reflektometrie.Die Ergebnisse beleuchten den komplexen Zusammenhang zwischen Zusammensetzung und Gefüge des Substrates, der Oxidbildung und -schichtdicke sowie dem dielektrischen Verhalten des Oxids für Titan und die Legierung TiAlV6-4.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die elektrische Degradation von planaren SOFC-Stacks wird stark durch das Anwachsen von Chromoxid haltigen Oxidschichten auf integrierten Interkonnektormaterialien beeinflusst. In dieser Dissertation wird das Degradationsverhalten von vier oft verwendeten Interkonnektorlegierungen unter SOFC-Anodengas relevanten Gaszusammensetzungen in einer Temperaturspanne zwischen 725°C-875°C über Zeitperioden =1000 h getestet und umfassend charakterisiert.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Das Ziel dieser Arbeit ist die Konzeption, Entwicklung sowie Herstellung und Charakterisierung von neuartigen und bisher nicht verfügbaren robusten, vollkeramischen und piezoelektrischen Modulen. Die Innovation dieser Arbeit besteht in der Integration einer aktiven piezokeramischen Komponente (z. B. Bleizirkonattitanat, kurz: PZT) in eine passive Komponente (LTCC) und führt hierbei zu einer Lösung der oben genannten Herausforderungen. Des Weiteren entspricht dieser Ansatz der Adaptronik, also Bauteile die „intelligent“, leicht und leistungsfähig sind.
Aktualisiert: 2023-06-01
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In dieser Arbeit konnte eine reproduzierbare auf dem CVD-Verfahren basierende Syntheseroute zur Herstellung von Kohlenstoff-Nanofilamenten auf porösen keramischen Substraten entwickelt werden. Unter Variation ausgewählter Prozessparameter wurden Struktur-Eigenschaftsbeziehungen der Röhren aufgeklärt. Eine Auswahl der hergestellten Röhren wurde in Hinblick gastrennender Eigenschaften und einer katalytischen Modellreaktion charakterisiert.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Gegenstand der Arbeit sind systematische Untersuchungen zur defektfreien Präparation von Granulaten und Grünkörpern mittels ionenstrahlbasierten Methoden sowie die Validierung von aussagekräftigen Parametern zur quantitativen Analyse der anorganischen und organischen Gefügebestandteile. Außerdem wird die Anwendbarkeit der erarbeiteten Verfahren zur Beschreibung der Phasenausbildung während des Sinterns am Beispiel von Sialon-Keramiken aufgezeigt.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Ein wirtschaftlicher Weg zur Herstellung von Nanopartikeln ist die nasse Vermahlung eines gröberen Ausgangsproduktes in einer Rührwerkskugelmühle. Für Böhmit wurden durch die Nutzung verschiedener Messverfahren umfassende Einblicke in die Wirkungsweise elektrostatisch und elektrosterisch wirkender Dispergierhilfsmittel vor und während eines Zerkleinerungsprozesses gewonnen, sodass eine energetisch effiziente Herstellung der Partikel möglich wird.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die beiden kontaktlosen Druckverfahren Inkjet- und Aerosol-Druck wurden hinsichtlich ihrer Funktion, Tintenanforderungen, sowie Druckbilder und Druckproblemen verglichen. Die Abscheidung von Metallisierungstinten auf Basis von Silber wurde mit partikelfreien sowie -haltigen Tinten auf Siliciumwafern eruiert. Geeignete Tintensysteme wurden für die Vorderseitenkontaktierung von Siliciumsolarzellen getestet.
Aktualisiert: 2023-06-01
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In der Dickschichttechnologie werden, in Abhängigkeit von dem eingesetzten Abscheideverfahren, unterschiedliche Anforderungen an keramische Suspensionen gestellt. Das Verständnis der rheologischen Suspensionseigenschaften ist dabei entscheidend für ein optimales Druckverhalten. Eine systematische Untersuchung der Rheologie von Dickschichtpasten in Korrelation zum Abscheideverhalten mittels Siebdrucktechnik wurde in dieser Arbeit durchgeführt.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Dichtungen für Festoxidbrennstoffzellen können mit silberbasierten Reaktivloten durch einen Lötprozess an Luft sowohl im Ofen als auch mittels induktiver Erwärmung hergestellt werden. Diese Arbeit zeigt einerseits die Anwendungsgrenzen silberbasierter Reaktivlote bei hohen Temperaturen (850 °C) auf und stellt andererseits das Potenzial dieser Lotfamilie hinsichtlich neuer und kostengünstiger Fügetechnologien für Keramik-Metall-Verbunde dar.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Dieser Band enthält die Beiträge des Symposiums »Angewandte Elektrochemie in der Materialforschung«, das am 24. und 25. November 2022 am Fraunhofer IKTS in Dresden stattfand. Schwerpunkte waren elektrochemische Messmethoden und messtechnische Betrachtungen, Anodisieren, Galvanik, Elektrophorese und Skalierbarkeit und industrielle Anwendungen. Auf dem Symposium diskutierten Wissenschaftler, Ingenieure sowie kommerzielle Nutzer die Möglichkeiten, welche vor allem die elektrolytische Abscheidung bei der Entwicklung neuartiger Elektrodenmaterialien und der Etablierung kostengünstiger, skalierbarer Technologien eröffnen können bzw. welchen Anteil sie heute schon haben.
Die Vorträge schlugen eine Brücke zwischen grundlagen- und anwendungsorientierter Forschung zum Verständnis der Mechanismen und des Verhaltens von Werkstoffen für elektrochemischer Speicher- und Wandler sowie den Entwicklungen und neuen Möglichkeiten im Bereich der industriellen Oberflächentechnik. Die Elektrochemie liefert damit einen unverzichtbaren Beitrag zu den aktuell brennenden Fragen der Energiewende. Bewährte elektrochemische Verfahren erfahren dabei eine ungeahnte Renaissance und erschließen neue Geschäftsfelder.
Aktualisiert: 2023-06-01
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