Im Rahmen dieser Arbeit werden Siliziumnitrid–/Siliziumkarbidkompositwerkstoffe für tribologisch hochbeanspruchte Anwendungen entwickelt und charakterisiert. Bei der Charakterisierung der Kompositwerkstoffe wird der Zusammenhang zwischen dem Siliziumkarbidgehalt und der entstehenden Mikrostruktur sowie den mechanischen Eigenschaften dargestellt. Tribologisch wurden die Werkstoffe in Modellversuchen untersucht. Dabei zeigten sie ein sehr gutes Reib- und Verschleißverhalten. In this work, silicon nitride/silicon carbide composites are manufactured and characterized for tribologically highly stressed applications. The characterization of the composite materials shows the influence of the silicon carbide content on the resulting microstructure and the mechanical properties. The friction properties of the composite materials were characterized in tribological experiments. The composites show very good friction and wear behavior.
Aktualisiert: 2023-05-25
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Im Rahmen dieser Arbeit werden Siliziumnitrid–/Siliziumkarbidkompositwerkstoffe für tribologisch hochbeanspruchte Anwendungen entwickelt und charakterisiert. Bei der Charakterisierung der Kompositwerkstoffe wird der Zusammenhang zwischen dem Siliziumkarbidgehalt und der entstehenden Mikrostruktur sowie den mechanischen Eigenschaften dargestellt. Tribologisch wurden die Werkstoffe in Modellversuchen untersucht. Dabei zeigten sie ein sehr gutes Reib- und Verschleißverhalten. In this work, silicon nitride/silicon carbide composites are manufactured and characterized for tribologically highly stressed applications. The characterization of the composite materials shows the influence of the silicon carbide content on the resulting microstructure and the mechanical properties. The friction properties of the composite materials were characterized in tribological experiments. The composites show very good friction and wear behavior.
Aktualisiert: 2023-05-16
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Im Rahmen dieser Arbeit werden Siliziumnitrid–/Siliziumkarbidkompositwerkstoffe für tribologisch hochbeanspruchte Anwendungen entwickelt und charakterisiert. Bei der Charakterisierung der Kompositwerkstoffe wird der Zusammenhang zwischen dem Siliziumkarbidgehalt und der entstehenden Mikrostruktur sowie den mechanischen Eigenschaften dargestellt. Tribologisch wurden die Werkstoffe in Modellversuchen untersucht. Dabei zeigten sie ein sehr gutes Reib- und Verschleißverhalten. In this work, silicon nitride/silicon carbide composites are manufactured and characterized for tribologically highly stressed applications. The characterization of the composite materials shows the influence of the silicon carbide content on the resulting microstructure and the mechanical properties. The friction properties of the composite materials were characterized in tribological experiments. The composites show very good friction and wear behavior.
Aktualisiert: 2023-05-16
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Zur Optimierung der Leistungsdichte und Effizienz unterschiedlicher leistungselektronischer Wandler, die in Antriebssträngen von Elektrofahrzeugen Verwendung finden, werden unterschiedliche technische, strukturelle und methodische Ansätze entwickelt, theoretisch analysiert und im Rahmen von prototypischen Aufbauten praktisch erprobt. Zu den verfolgten Ansätzen gehören der Einsatz von Siliziumkarbidleistungshalbleitern, eine besonders kompakte Anordnung zur Laststrommessung, Schaltungstopologien mit versetzt schaltenden Halbleitern (Interleaving) sowie intelligente Treiberstufenkonzepte. Weiterhin werden Vorschläge für Struktur und Spannungslage zukünftiger Bordnetze, hochintegrierte Hochvolt-Systeme, eine flexible Verlustleistungsberechnungsmethode sowie Optimierungsansätze für die Vermessung schnell schaltender Leistungshalbleiter dargelegt. Erprobt werden alle Ansätze in einem bidirektionalen Gleichstromsteller (100 kW), einem kompakten Onboard-Ladegerät (22 kW) und einem leistungsfähigen Antriebswechselrichter (250 kW).
Aktualisiert: 2023-01-01
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Das Sublimationswachstum von kubischem Siliziumkarbid (3C-SiC) gilt als vielversprechender Ansatz zur technologischen Weiterentwicklung des Materialsystems. Eine technische Verwendung von 3C-SiC wird aktuell hauptsächlich durch hohe Defektdichten und eine geringe Materialverfügbarkeit verhindert. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Keimpräparationsverfahren entwickelt, dass konzeptionell eine Skalierung hin zu größeren Durchmessern und höheren Schichtdicken von 3C-SiC Einkristallen ermöglicht. Dazu werden freistehende 3C-SiC Keimschichten mit einer Rückseitenbeschichtung versehen. In der vorliegenden Arbeit werden die grundlegenden Methoden, Potentiale und Limitierungen dieses Ansatzes für das Sublimationswachstum von 3C-SiC beschrieben. Außerdem erfolgt die Beschreibung grundlegender Mechanismen für die Reduzierung von Protrusion-Defekten durch Überwachsen und für den Einbau von Punktdefekten.
Aktualisiert: 2021-12-30
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Aktualisiert: 2023-04-02
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Die Verbrennung in porösen inerten Medien wird heute vor allem im Kontext spezifischer Anwendungen genutzt. Immer dann, wenn eine hohe Modulationsfähigkeit, die Möglichkeit, verschiedene Brennstoffe in einem Brenner zu nutzen sowie deren äußerst schadstoffarme Umsetzung von Bedeutung sind, stellt sie eine Option dar. In Verbindung mit einem geeigneten, d.h., thermomechanisch und chemisch beständigen Materialsystem wie Siliziumkarbid kann sie ihre spezifischen Vorteile ausspielen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden, ausgehend von einer verfahrenstechnischen und konstruktiven Auslegung von Brennern für ein Festoxid-Brennstoffzellensystem sowie ein hochmodulierendes Brennwertheizgerät, Fragestellungen zur Stabilisierung von Reaktionszonen und zu deren Überwachung untersucht. Dabei konnte über die Identifikation der wesentlichen Mechanismen ein bisher nicht bekannter Zusammenhang zwischen der Flammengeschwindigkeit und der Brennraumtemperatur in relevanten Temperaturbereichen ermittelt werden. Weiterhin wurden erstmals systematisch Flammenüberwachungsmethoden für kinematisch stabilisierte Porenbrenner untersucht und bewertet.
Aktualisiert: 2022-09-20
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Der weltweite Photovoltaik-Zubau nimmt stetig zu. Dieses Wachstum ist zugleich Ursache und Folge einer anhaltenden starken Verringerung der Kosten der in Photovoltaik-Systemen verwendeten Komponenten.Vor diesem Hintergrund adressiert die vorliegende Arbeit aktuelle Entwicklungen bei Wechselrichtern für Photovoltaik-Großkraftwerke. Im Fokus steht eine Anwendung mit 1500 V maximaler Gleichspannung und Wechselrichtern mit 100 kW Nennleistung. Den Ausgangspunkt bildet eine Analyse der aus der Anwendung resultierenden Anforderungen an den Wechselrichter. Basierend darauf wird der Frage nachgegangen, wie die Leistungselektronik des Wechselrichters unter ökonomischen Gesichtspunkten optimal ausgelegt werden kann. Bei dieser Betrachtung wird neben Anforderungen bezüglich Wirkungsgrad, leitungsgebundener Störaussendung und Lebensdauer eine Vielzahl an Freiheitsgraden wie Schaltungstopologie, Technologie und Auslegung der Leistungshalbleiter sowie Schaltfrequenz und Auslegung des Ausgangsfilters berücksichtigt.Die entwickelten Modelle werden schließlich anhand von Messungen des Wirkungsgrades und der leitungsgebundenen Störaussendung eines Wechselrichterdemonstrators mit SiC-MOSFETs und einer Schaltfrequenz zwischen 36 bis 42 kHz validiert.
Aktualisiert: 2021-10-19
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Das wesentliche Thema der vorliegenden Arbeit ist die grundlegende Untersuchung des Benutzungs- und Ausbreitungsverhaltens von aktivelementhaltigen Schmelzen auf Siliziumkarbid. Besonderes Augenmerk wird hierbei auf die Veränderungen, welche sich aufgrund von variierenden Prozessparametern (Temperatur, Oberflächenrauheit und Atmosphäre) ergeben, gelegt. Des weiteren werden die Gründe für diese ergründet.
Aktualisiert: 2019-11-19
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Diese Arbeit dokumentiert die Entwicklung und Untersuchung eines neuartigen UV-Lampensystems, welches auf UV-Induktionslampen und einem MHz-Wechselrichter mit selbstleitenden SiC-Sperrschichtfeldeffekttransistoren (JFET) basiert. Mit diesem System wird erstmalig ein Systemwirkungsgrad von mehr als 27 % nachgewiesen, welcher zwischen den bisherigen UV-Systemen einzuordnen ist und neue Anwendungsfelder erschließt. This work presents the design and investigation of a novel UV-lamp-system, which is based upon UV-induction lamps and a MHz-inverter equipped with normally-on junction field effect transistors (JFET). A system efficiency of some more than 27 % is verified with the prototype UV-induction lamp system, which positions between the two previous UV-systems and open up new fields of application.
Aktualisiert: 2021-02-11
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Aktualisiert: 2023-04-04
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