Professur Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde
Studien-, Projekt- und Abschlussarbeiten
Professur Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde 

Studien-, Projekt-, Bachelor-, Master- und Diplomarbeiten

Thema

Herstellung von C/C-Verbundwerkstoffen: Einfluss von Füllstoffen und Druckbeaufschlagung im SPS-Verfahren

Beschreibung

Mikrostruktur der Legierung

Kohlenstofffaserverstärkte Kohlenstoffe (C/C) sind Hochtemperaturwerkstoffe mit einer Dich-te unter 2 g/cm3 und hervorragenden spezifischen mechanischen Eigenschaften. Unter Schutzgasatmosphäre bzw. Vakuum sind Einsatztemperaturen bis über 2000 °C möglich. Ein etabliertes Verfahren zur Herstellung von C/C-Verbundwerkstoffen ist das Polymerinfiltrations- und Pyrolyseverfahren (PIP), welches in drei Fertigungsschritte eingeteilt werden kann. Im ers-ten Fertigungsschritt wird ein kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (CFK) hergestellt. An-schließend wird die Polymermatrix durch einen drucklosen Pyrolyseprozess bis zu 1500 °C zu Kohlenstoff umgewandelt (C/C), wobei eine starke Rissbildung eintritt. Das Einarbeiten von Additivstoffen in die Polymermatrix kann die Rissstruktur und die Eigenschaften der resultie-renden C/C-Verbunde maßgeblich beeinflussen. In der Arbeit soll unter Verwendung von zwei Harzsystemen der Einfluss von Graphit und Silizium als Füllstoffe auf die Mikrostruktur bzw. die Eigenschaften gewebeverstärkter C/C-Verbundwerkstoffe systematisch untersucht und evaluiert werden. Zudem sollen ausgewählte Zusammensetzungen der C/C-Verbundwerkstoffe einer SPS-Nachbehandlung (Spark Plasma Sintering) unterzogen werden, um deren Pyrolyseverhalten unter Druckbeaufschlagung zu analysieren. Die Untersuchungen können alternativ auch auf Kurzfaserbasis durchgeführt werden.

Arbeitsprogramm:

  • Literaturrecherche zum Stand der Wissenschaft und Technik mit Fokus auf:
    • Verfahren und Matrixsysteme zur C/C-Herstellung
    • Mögliche Additivstoffe bei der C/C-Herstellung
  • Planung und Durchführung experimenteller Arbeiten (Probenherstellung, Pyrolyse und SPS-Wärmebehandlung)
  • Verbundcharakterisierung (physikalisch, mikrostrukturell und mechanisch)
  • Dokumentation der Ergebnisse
  • Anfertigen und Präsentation der wissenschaftlichen Arbeit

Mindestanforderungen:

  • Studierende der Fachrichtungen Maschinenbau oder verwandter Richtungen
  • Grundkenntnisse im Bereich Werkstofftechnik und Verbundwerkstoffe
  • Gewissenhafte, selbstständige und kreative Arbeitsweise

Bei Interesse bewerben Sie sich bitte mit vollständigen Bewerbungsunterlagen (Kurzanschrei-ben, Lebenslauf, Zeugnisse) via. E-Mail:

Ansprechpartner

Dipl.-Ing. Husam Ahmad

Abteilung Verbundwerkstoffe

  • Telefon:
    +49 371 531-35986
  • Raum:
    3, 3/E012
  • E-Mail:
    Husam.ahmad@mb.tu-chemnitz.de

Thema

Einsatz metallographischer Analyseverfahren zur mikrostrukturellen Charakterisierung von Aluminium-Magnesium-Legierungen

Beschreibung

Mikrostruktur der Legierung
Elektrolytisch geätzte Aluminium Magnesium Legierung EN AW 5754

Aluminium-Magnesium-Legierungen stellen eine Gruppe naturharter Aluminiumlegierungen dar, deren Hauptlegierungselement Magnesium ist. Sie werden in der 5000er Serie genormt. Aufgrund ihrer Schweißbarkeit sowie ihres hervorragenden Umformvermögens finden diese Legierungen vor allem als Konstruktionswerkstoff in der Automobil-, Schiff- sowie Flugzeugindustrie Anwendung. Die Mikrostruktur nimmt dabei entscheidenden Einfluss auf die mechanischen Bauteileigenschaften. So führt beispielsweise das in der Aluminium-Matrix gelöste Magnesium zu einer Mischkristallverfestigung, während durch Kaltumformprozesse eine höhere Härte erreicht wird. Daher ist eine Untersuchung der Mikrostruktur unerlässlich, um Rückschlüsse auf die Bauteileigenschaften ziehen zu können. Die metallurgische Präparation von Aluminium-Magnesium-Legierungen ist jedoch mit zahlreichen Schwierigkeiten verbunden. Oftmals sind lediglich die Korngrenzen oder Ausscheidungen sichtbar, eine Erkennung der Kornorientierungen ist nicht möglich. Im Rahmen dieser Untersuchung erfolgt eine Prüfung diverser Ätzverfahren mit dem Ziel, alle charakteristischen Bestandteile der Mikrostruktur mittels Licht- und Rasterelektronenmikroskopie zweifelsfrei identifizieren zu können. Um den Einfluss der Legierungszusammensetzung auf die Qualität der Auswertung evaluieren zu können, werden bis zu drei Aluminium-Magnesium-Legierungen der 5000er Serie analysiert.

Arbeitsprogramm:

  • Literaturrecherche zum Stand der Technik
  • Aufstellen eines Versuchsplans zur Charakterisierung der Legierungen mittels verschiedener Ätzverfahren
  • Metallurgische Präparation der Aluminium-Proben
  • Durchführen und Auswerten des Versuchsplans

Mindestanforderungen:

  • Student der Fakultät Maschinenbau o.Ä.
  • Grundkenntnisse im Bereich der Werkstoffe
  • Gewissenhafte, selbstständige und kreative Arbeitsweise

Bei Interesse bewerben Sie sich bitte mit vollständigen Bewerbungsunterlagen (Kurzanschreiben, Lebenslauf, Zeugnisse) via. E-Mail.

Ansprechpartner

M. Sc. Toni Sprigode

Abteilung Wärmearmes Fügen

  • Telefon:
    +49 371 531-37575
  • Raum:
    3, 3/E101
  • E-Mail:
    toni.sprigode@mb.tu-chemnitz.de

Thema

Einfluss von Kontamination auf die Metall-Ultraschallschweißbarkeit von Aluminium- und Kupferlitzenleitungen

Beschreibung

Das Metall-Ultraschallschweißen ist ein Festphasenfügeverfahren, welches primär in elektrischen und elektronischen Anwendungen eingesetzt wird, beispielsweise in Leitungen in Bordnetzen im Automotive- und Aerospace-Bereich. Von der Fertigung bis zur Lagerung und dem Schweißprozess ist die Leitung zahlreichen Einflüssen ausgesetzt, die ihre Schweißbarkeit und die Schweißqualität maßgeblich beeinflussen. Dazu zählen z.B. die Entstehung von Passivierungsschichten auf den Leitungsoberflächen oder Kontaminationen während der Herstellung, dem Transport und der Lagerung. Ein aktuelles Forschungsvorhaben beschäftigt sich mit den Einflüssen von Kontamination und Oxidschichten auf die Ultraschallschweißbarkeit von Aluminium- und Kupferlitzenleitungen. Das Vorhaben umfasst die systematische Lagerung der Leitungen unter verschiedenen Umgebungsbedingungen, um die Einflüsse von Kontaminationsquellen (Temperatur, Luftfeuchte, Degradation des Isolationswerkstoffs) zu untersuchen.

Arbeitsprogramm:

  • Literaturrecherche zum Stand der Technik des Ultraschallschweißens und von Einflussfaktoren auf den Schweißprozess
  • Lagerung der Leitungsproben gemäß ausgewählter Umweltbedingungen
  • Ultraschallschweißversuche der Leitungen nach der Lagerung
  • Probenpräparation geschweißter Proben sowie mikroskopische Untersuchungen
  • Analyse der Mikrostruktur und Oberflächenbeschaffenheit der Proben
  • Identifikation von Kontaminationsquellen sowie deren Einflüsse auf die Schweißqualität und Eigenschaften der Fügeverbindung
  • Anfertigen und Präsentation der wissenschaftlichen Arbeit.

Mindestanforderung

  • Studenten der Fachrichtung Maschinenbau oder Elektrotechnik
  • Vorkenntnisse im Bereich Werkstoffwissenschaft/Werkstofftechnik sind von Vorteil
  • Gewissenhafte, selbstständige und kreative Arbeitsweise

Bei Interesse bewerben Sie sich bitte mit vollständigen Bewerbungsunterlagen (Kurzanschreiben, Lebenslauf, Zeugnisse) via. E-Mail:

Ansprechpartner

Foto des Ansprechpartners Andreas Gester
Dr.-Ing. Andreas Gester

Abteilung Wärmearmes Fügen

  • Telefon:
    +49 371 531-33649
  • Fax:
    +49 371 531- 833649
  • Raum:
    3, E01.105 (alt: 3/A105)
  • E-Mail:

Thema

Entwicklung eines Pulverstrangprozesses im feldunterstützen Sinterverfahren „FAST-EXTRUDE“

Beschreibung

Über das feldunterstützte Sintern (FAST) bzw. auch Spark Plasma Sintern (SPS) genannte Verfahren können durch geeignete Parameter aus Druck und Temperatur, metallische Pulvern zu kompakten Werkstoffen verarbeitet werden. Die Professur nutzt das Verfahren zur Verdichtung von partikelverstärken Aluminiummatrix-Verbundwerkstoffen (AMC). Durch ein geeignetes Werkzeugkonzept soll das Fließen des Pulvers während des Prozesses erreicht werden und somit ein Strangpressprozess innerhalb der Anlage realisiert werden. Im Rahmen der Arbeit soll das dafür notwendige Werkzeug entwickelt und das Prinzip an einer Strang¬presslegierung erprobt werden. Es erfolgt ein Vergleich der Materialeigenschaften wie Porosität, Festigkeit, Härte und Textur zu der konventionell im FAST/SPS-Prozess verarbeiteten Legierung.

Das Arbeitsprogramm:

  • Literaturrecherche zum Stand der Technik bei FAST/SPS und Pulverstrangpressen
  • Konstruktion und Auslegung eines Werkzeuges für das Strangpressen
  • Inbetriebnahme und Testlauf des Werkzeugs
  • Ermittlung von geeigneten Prozessparametern für eine Aluminiumstrangpresslegierung
  • Herstellung und Charakterisierung von Proben über das konventionelle FAST-Verfahren und über das FAST EXTRUDE-Prinzip
  • Dokumentation der Ergebnisse
  • Anfertigen und Präsentation der wissenschaftlichen Arbeit

Anforderungen

  • Studierende der Fachrichtungen Maschinenbau oder verwandter Richtungen
  • Kenntnisse im Bereich Werkstofftechnik und Verbundwerkstoffe
  • Gewissenhafte, selbstständige und kreative Arbeitsweise

Bei Interesse bewerben Sie sich bitte mit vollständigen Bewerbungsunterlagen (Kurzanschreiben, Lebenslauf, Zeugnisse) via. E-Mail:

Ansprechpartner

Foto des Ansprechpartners Maik Trautmann
Dr.-Ing. Maik Trautmann

Abteilung Verbundwerkstoffe

  • Telefon:
    +49 371 531-38846
  • Fax:
    +49 371 531-838846
  • Raum:
    3, E01.104 (alt: 3/A104)
  • E-Mail:

Information

Bitte beachten Sie unsere Arbeitshinweise zum Erstellen von Studien-, Projekt-, Bachelor-, Master- und Diplomarbeiten:

TUCaktuell