Die vorgelegte Arbeit trägt durch eine innovative Technologieentwicklung zur Einsparung elektrischer Energie in der industriellen Produktion des Massenproduktes "PET-Flasche" bei. In der Dissertation wird ein Verfahren zur produktionsgerechten Mikrowellenerwärmung der PET-Preforms entwickelt und optimiert hinsichtlich der Energieeffizienz und der für den Streckblasprozess benötigten Wärmeverteilung auf den Preforms.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Das Forschungsvorhaben zielt auf Verbesserungen des baulichen Schallschutzes mittels eines neuartigen Prinzips, das Platz und Material sparende Lösungen erlaubt. Die bisherige Maxime, die geforderte Schalldämmung von Trennbauteilen durch Reduktion des Körperschalls im Bauteil zu erreichen, ist weitgehend ausgereizt, weil Masse und Dicke des Trennbauteils nicht mehr nennenswert erhöht werden können. Das neue, auf Stepanov zurückgehende Prinzip besteht in der Reduktion der Schallabstrahlung durch flache Resonatoren, die auf das Trennbauteil aufgebracht werden. Die Resonatoren werden so abgestimmt, dass die hauptsächliche Verbesserung bei den bekannten Schwachstellen erfolgt.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die Erweiterung des Anwendungsspektrums Mikroelektromechanischer Systeme (MEMS) um das Einsatzgebiet der chemischen, biologischen, gasartspezifi schen und mikrofl uidischen Sensoren stellt hohe Anforderungen an Stabilität, Biokompatibilität, Miniaturisier- und Integrierbarkeit der verwendeten Materialien. Trotz der für diese Sensoren vorteilhaften Materialeigenschaften von Gruppe III-Nitriden gibt es bis heute nur eine beschränkte Anzahl von Forschergruppen, die sich mit der Prozessierung von MEMS auf Basis von GaN bzw. AlGaN/GaN-Heterostrukturen beschäftigen. Dies ist unter anderem durch die aufwendige Strukturierung dieser chemisch hochstabilen Materialien begründet. Die vorliegende Arbeit widmet sich der Entwicklung von Strukturierungstechniken zur Herstellung von MEMS aus Halbleitern großer Bandlücke mit einem besonderen Fokus auf die nass- und trockenchemischen Ätzverfahren. Diese sollen dazu verwendet werden piezoelektrisch angeregte AlGaN/GaN-Resonatoren auf Si- und 4H-SiC-Substraten, sowie 3C-SiC/Si- und AlN/Saphir-Pseudosubstraten zu realisieren. Das zweidimensionale Elektronengas (2DEG), welches sich an der Grenzfl äche der AlGaN/GaNHeterostruktur ausbildet, dient dabei als Rückelektrode zur piezoelektrischen Anregung dieser Resonatoren. Daher vermeidet das entwickelte Technologiepaket jegliche negative Beeinfl ussung des 2DEG und ermöglicht damit den Funktionsnachweis der auf den oben dargestellten Substraten realisierten AlGaN/GaN-Resonatoren.
Aktualisiert: 2022-11-03
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Auf Grund der gestiegenen Anforderungen für mikroelektromechanische
Systeme hinsichtlich Stabilität, Skalier- und Integrierbarkeit, steigt das Interesse
an neuen Materialsystemen wie z.B. Halbleitern großer Bandlücke. Diese
bringen jedoch neue technologische Herausforderungen mit sich. So wurde
das epitaktische Wachstum von AlGaN/GaN-Heterostrukturen mit Hilfe der Metallorganischen Gasphasenabscheidung auf selektiv ätzbare (Quasi-)Substrate übertragen, welche das anschließende Freistellen dreidimensionaler Strukturen erlauben. Darüber hinaus wurden die piezoelektrischen Eigenschaften solcher Heterostrukturen und ihre Eignung für piezoelektrische MEMS untersucht. Die Kombination der Elektroreflexion mit der Piezokraftmikroskopie erlaubte die Korrelation der unabhängig voneinander bestimmten elektrische Feldstärkeverteilung mit der Kontraktion bzw. Dehnung der Schichten und damit die zuverlässige Bestimmung des piezoelektrischen Moduls.
Aktualisiert: 2022-11-03
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Die Dissertation behandelt die Entwicklung eines MEMS basierenden, gravimetrischen Nanopartikelsensors, zur Detektion und Größenklassifizierung von luftgebundenen ultrafeinen Partikeln (<100nm) bei Massenkonzentrationen <10µg/m3. Der Sensor besteht aus einem Array von mikromechanischen Silizium-Cantilever-Resonatoren mit integrierter, piezoresistiver Auslesung, die sich an den Enden von in den Sensor-Chip integrierten µ-Kanälen befinden. Nanopartikel werden durch Elektroden auf den Cantilevern elektrostatisch aus der Luft gesammelt. Durch Verfolgung der Resonanzfrequenzen kann die Masse der abgelagerten Partikel und Partikelmassekonzentrationen in der Luft bestimmt werden. Der Sensor ist mit Verfahren der Mikrosystemtechnik hergestellt, das Sensorkonzept und -design wurden durch Unterstützung von Finite Elemente Modelling optimiert. Für die Fertigung ist ein neuer Front-Side-Release Prozess entwickelt worden mit dem freistehende Mikrostrukturen in einem Prozessschritt durch Tieftemperatur reaktives Ionenätzen ohne zusätzliche Passivierungsschritte erzeugt werden können. In Referenzmessungen konnte eine Sammeleffizienz von 12,6% und eine Nachweisgrenze der Partikelmassekonzentration von 0,75µg/m³ gezeigt werden. Durch die Variation der Sammelspannung konnten verschiedene Sammeleffizienzen für unterschiedliche Partikelgrößen erzielt und Partikelgrößenverteilung in sechs Größenklassen (von 19nm bis 523nm) nachgebildet werden. Neben der Entwicklung des Nanopartikelsensors beinhaltet die Arbeit die Beschreibung der Auswirkungen von parasitären Einflüssen auf das Resonanzverhalten mikromechanischer Resonatoren und deren elektronische Auslesung, Maßnahmen zur Kompensation und die Analyse asymmetrischer Resonanzkurven.
Aktualisiert: 2021-04-20
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Die mikromechanische Gleichspannungswandlung basierend auf verschiebungsabhängigen Kapazitäten stellt eine Alternative zu etablierten rein elektronischen Wandlern für den Spezialfall der kapazitiven oder piezoelektrischen Verbraucher dar. Durch ihre kleine Bauform und den Verzicht auf Induktivitäten bietet sie den Vorteil der On-Chip-MEMS- und CMOS-Integration und ermöglicht die Bereitstellung hoher elektrischer Gleichspannungen aus den verfügbaren Grundspannungen der Elektronik (z. B. 3, 5 bzw. 12 V). Von hohen Polarisationsspannungen profitieren nicht nur kapazitive Sensoren und Aktoren, sondern auch piezoelektrische Messverfahren. Diese Arbeit stellt eine umfangreiche Übersicht und Bewertung der möglichen Bauformen mikromechanischer Gleichspannungswandler sowie die konkrete Umsetzung, Charakterisierung und Modellbildung eines resonant arbeitenden Wandlers vor. Es wird auf Besonderheiten und Probleme im Entwurf eingegangen und ausgehend von den Ergebnissen ein Konzeptentwurf für einen optimierten resonanten Gleichspannungswandler erarbeitet.
Aktualisiert: 2021-09-13
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Das Lehrbuch vermittelt anschaulich die Phänomene elektromagnetischer Wellen und gibt konkrete Hinweise für den Entwurf linearer Komponenten in modernen elektrischen Schaltungen. Dadurch kann der Leser eine Vielzahl von Schaltungen synthetisieren, analysieren, optimieren und modellieren. Mit Hilfe der frei verfügbaren Simulationssoftware Serenade können hochintegrierte Schaltungen selbst entwickelt werden. Viele Übungsbeispiele ermöglichen die Eigenkontrolle des Wissensstandes. Dieses moderne Grundlagenbuch stellt die Inhalte der Hochfrequenztechnik aufgeteilt in Bachelor- und Masterstudieninhalte vor. Neben einer detaillierten Darstellung der wichtigsten Grundlagen, Bauelemente, Komponenten und Systeme der Hochfrequenztechnik werden komplexe Komponenten und Subsysteme wie Hochfrequenzmischer, Oszillatoren und Synthesegeneratoren in ihrer Funktionalität dargestellt.
Aktualisiert: 2023-03-14
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Die vorgelegte Arbeit trägt durch eine innovative Technologieentwicklung zur Einsparung elektrischer Energie in der industriellen Produktion des Massenproduktes "PET-Flasche" bei. In der Dissertation wird ein Verfahren zur produktionsgerechten Mikrowellenerwärmung der PET-Preforms entwickelt und optimiert hinsichtlich der Energieeffizienz und der für den Streckblasprozess benötigten Wärmeverteilung auf den Preforms.
Aktualisiert: 2023-03-31
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Dieser Band der Reihe Fachwissen Technische Akustik behandelt die Anwendungsbereiche, Bauformen und Wirkprinzipien von Industrieschalldämpfern. Im Mittelpunkt stehen Absorptionsschalldämpfer, Resonatorschalldämpfer (Typ λ/4, Helmholtz), Drosselschalldämpfer und Ausblaseschalldämpfer. Berechnungsverfahren zur Dämpfung, zum Strömungsrauschen und zu den Druckverlusten werden angegeben. Dabei werden insbesondere Absorptionsschalldämpfer vom Typ Kulissenschalldämpfer und Rohrschalldämpfer ohne und mit Kern betrachtet. Berechnete Dämpfungsspektren werden Mess- und Erfahrungswerten gegenübergestellt. Abschließend werden genormte Labor- und Feldmessverfahren an Schalldämpfern erläutert, wobei Messungen im Einsatzfall großer Industrieschalldämpfer besondere Beachtung finden.
Aktualisiert: 2023-03-14
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Dieser Band der Reihe Fachwissen Technische Akustik behandelt die Anwendungsbereiche, Bauformen und Wirkprinzipien von Industrieschalldämpfern. Im Mittelpunkt stehen Absorptionsschalldämpfer, Resonatorschalldämpfer (Typ λ/4, Helmholtz), Drosselschalldämpfer und Ausblaseschalldämpfer. Berechnungsverfahren zur Dämpfung, zum Strömungsrauschen und zu den Druckverlusten werden angegeben. Dabei werden insbesondere Absorptionsschalldämpfer vom Typ Kulissenschalldämpfer und Rohrschalldämpfer ohne und mit Kern betrachtet. Berechnete Dämpfungsspektren werden Mess- und Erfahrungswerten gegenübergestellt. Abschließend werden genormte Labor- und Feldmessverfahren an Schalldämpfern erläutert, wobei Messungen im Einsatzfall großer Industrieschalldämpfer besondere Beachtung finden.
Aktualisiert: 2023-04-04
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Das Forschungsvorhaben zielt auf Verbesserungen des baulichen Schallschutzes mittels eines neuartigen Prinzips, das Platz und Material sparende Lösungen erlaubt. Die bisherige Maxime, die geforderte Schalldämmung von Trennbauteilen durch Reduktion des Körperschalls im Bauteil zu erreichen, ist weitgehend ausgereizt, weil Masse und Dicke des Trennbauteils nicht mehr nennenswert erhöht werden können. Das neue, auf Stepanov zurückgehende Prinzip besteht in der Reduktion der Schallabstrahlung durch flache Resonatoren, die auf das Trennbauteil aufgebracht werden. Die Resonatoren werden so abgestimmt, dass die hauptsächliche Verbesserung bei den bekannten Schwachstellen erfolgt.
Aktualisiert: 2023-03-31
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Lapsteel bezeichnet die Art, eine Gitarre flach liegend, mit einem Steel-Bar zu spielen. Eine Spieltechnik, welche in Hawaii entstand und heute weltweit in den verschiedenen Genres wie Country, Blues, Gospel, Folk oder Rock zu hören ist. Das Buch führt schrittweise durch alle wichtigen Techniken und enthält ein breit gefächertes interessantes Spielrepertoire: Noten/ TAB-alle Beispeiele auf CD. Titel: u.a. Picking Blues, Cocaine, Easy Going, Little Brown Jug, Aloha Oe, Amazing Grace, At Bob's Coutry Bunker, Blues In My Shoes, Baby Please Don't Go, Dust My Broom, Die Gedanken sind frei, Wahine Waltz, Arkansas Traveller, How Long Blues.
Neben zehlreichen Übungen demonstriert Peter Funk die verschiedenen Techniken wie Slides, Pickings, Bendings, Slants und Arpeggien anhand bekannter Instrumentals und Songs. So verfügt der interessierte Spieler schon bald über ein umfassendes Repertoire für den Vortrag.
Aktualisiert: 2019-11-19
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Die Übungsbuchreihe "Lasertechnik" besteht aus den beiden Bänden "Strahlquellen" und "Anwendungen der Lasertechnik" und richtet sich an Studierende der Ingenieurwissenschaften. Die Übungsaufgaben sind überwiegend Rechnaufgaben und wurden begleitend zu den an der RWTH Aachen University angebotenen gleichnamigen Modulen konzipiert. Viele der Texte wurden in den Jahren 2009 bis 2015 als Übungs- oder Klausuraufgaben am Lehrstuhl für Lasertechnik LLT verwendet. Zum Selbststudium empfehlen wir vor der Bearbeitung der Übungsaufgaben die Lektüre der im Springer-Verlag erschienenen Bücher "Tailored Light 1, High Power Lasers for Production" und "Tailored Light 2, Laser Application Technology" oder alternativ der Vorlesungsskripte Lasertechnik I & II, die für Studenten der RWTH Aachen University erhältlich sind.
Durch die 51 Übungsaufgaben des ersten Bandes sollen grundlegende Fertigkeiten und Kompetenzen im Bereich der Laserstrahlquellen vermittelt und vertieft werden. Der erste Band enthält die Kapitel Lasermedien, geometrische Optik, Wellenoptik, Resonatoren, optische Systeme, Halbleiterlaser, Pulserzeugung und nichtlineare Optik. Die Übungsaufgaben behandeln grundlegende formale Zusammenhänge der Entstehung, Propagation und Formung von Laserstrahlung, die in der ingenieurwissenschaftlichen Praxis relevant sind.
Die angestrebten Lernziele umfassen das Formulieren der Ratengleichungen zur Verstärkung von Licht innerhalb eines Laserresonators und deren Lösungen. Ein zentrales Lernziel ist die Berechnung der Eigenmode eines optischen Resonators und der Resonatorstabilität im Rahmen des ABCD-Formalismus. Die mathematische Beschreibung der Propagation von Laserstrahlung wird ausführlich im Rahmen der geometrischen Optik und der Wellenoptik behandelt, so dass die Studierenden Aufgaben im Bereich der Optik analysieren und eine geeignete Lösungsmethode auswählen und anwenden können.
Aktualisiert: 2020-02-13
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