Mikrostrukturelle Einflüsse auf die mechanischen Eigenschaften carbon-faserverstärkter Kunststoffe (CFK)
Courses: Institut für Materialforschung (IMFAA) Maschinenbau Oberflächentechnik Werkstofftechnik und Materialographie
Zielsetzung und Ihre Aufgaben:
Carbonfaserverstärkte Kunststoffe (CFK) finden zunehmend Anwendung in Luftfahrt, im Automotive-Bereich und in der Energietechnik. Die guten mechanischen Eigenschaften und das niedrige spezifische Gewicht machen diese Materialklasse zu dem Leichtbauwerkstoff des 21. Jahrhunderts
Ziel dieser Projektarbeit ist die Herstellung von CFK-Platten aus vorimprägnierten, unidirektionalen Fasermatten (UD-Prepregs) aus der Luftfahrt. Dazu verwenden Sie eine vorhandene Heißpresse und führen systematische Untersuchungen zur Beeinflussung der Mikrostruktur durch. Mittels materialographischer Untersuchungen und zerstörender Werkstoffprüfung charakterisieren Sie die hergestellten Laminate.
Sie arbeiten in modernen Laboratorien und in einem multidisziplinären Team innerhalb des Zentrums für angewandte Forschung an Fachhochschulen (ZAFH) „SPANTEC light“ am Institut für Materialforschung Aalen (IMFAA).
Optimierung der Fertigungsprozesse für Lithium-Ionen Batterien zur Steigerung der Zellperformance und Lebensdauer
Courses: Advanced Materials and Manufacturing (Research Master) Institut für Materialforschung (IMFAA) Maschinenbau Oberflächentechnik Werkstofftechnik und Materialographie
Die Mobilität, wie wir sie heute praktizieren, ist nicht zukunftsfähig.“
(Horst Köhler)
Die Elektromobilität ist eine der größten Herausforderungen des 21. Jahrhunderts. Mobile Speichertechnologien (i. B. Lithium-Ionen Batterien) bilden hierbei das Kernstück der Elektrofahrzeuge.
Ziel des Projekts wird es sein, die Korrelation definierter Einflussparameter (Schichtdicke, Flächengewicht, Porosität) von neuen, innovativen Zellmaterialien besser zu verstehen - damit ein weiterer Schritt in Richtung Elektromobilität gegangen werden kann. Hierzu werden Sie an modernsten werkstoffanalytischen Geräten des IMFAA definierte Musterproben analysieren, die Sie im Labormaßstab selbst hergestellt und anschließend elektrochemisch gealtert haben.
Umfang und Inhalt der Arbeit kann entsprechend angepasst werden.
Optimierung der Haftfestigkeit kieferorthopädischer Befestigungselemente
Courses: Advanced Materials and Manufacturing (Research Master) Institut für Materialforschung (IMFAA) Maschinenbau Oberflächentechnik Werkstofftechnik und Materialographie
Zielsetzung und Ihre Aufgaben:
Kieferorthopädische Befestigungselemente (Brackets) sollen die für die Korrektur von Zahn-fehlstellungen benötigten hohen Kräfte auf den Zahn übertragen, sich bei Bedarf jedoch wieder leicht, rückstandsfrei und ohne Schädigung des Zahnschmelzes entfernen lassen.
Dies stellt hohe Anforderungen an den Verbund aus Zahn, Adhäsiv und Bracket.
Sie entwickeln und charakterisieren in Ihrer Arbeit neue Oberflächenmodifikationen der Bracket-Kontaktfläche und untersuchen deren Auswirkung auf die statischen und dynamischen Eigenschaften des Verbundes Zahn-Adhäsiv-Bracket.
Untersuchung des Alterungsverhaltens von LiB Alterungsexperimente unter mechanischer Vorlast
Courses: Maschinenbau Oberflächentechnik Werkstofftechnik und Materialographie
Kurzbeschreibung des Themas:
Die Alterung von LiB wird unter anderem durch überlagerte mechanische Belastung der Zellen beeinflusst.
Ziel der Arbeit ist es, den Einfluss der überlagerten mechanischen Last systematisch zu untersuchen. Hierzu ist zunächst ein geeigneter Versuchsaufbau in Zusammenarbeit mit den Partnern zu entwickeln. Anschließend sind definierte Versuchsreihen zu fahren und Alterungseffekte zu charakterisieren, um schließlich mögliche Korrelationen zwischen Alterung und Vorlast abzuleiten.
Untersuchung des Alterungsverhaltens von LiB Mikroskopische Schadensanalytik
Courses: Maschinenbau Oberflächentechnik Werkstofftechnik und Materialographie
Kurzbeschreibung des Themas:
Die Lebensdauer wird ein maßgeblicher Erfolgsfaktor für die Li-Ionen Technologie in der Elektromobilität sein.
Ziel der Arbeit ist es, ein vertieftes Verständnis der Alterungsmechanismen zu erarbeiten, um letztlich Ansätze für Abhilfemaßnahmen ableiten zu können. Hierzu werden neuartige Wege gegangen, indem an gealterten Akkus mikroskopische Gefügeveränderungen detailliert untersucht werden und Korrelationen mit Alterungsbedingungen und makroskopischen Alterungserscheinungen wie z.B. Kapazitätsabfall gesucht werden.
Werkstoffanalytische Untersuchung des Alterungsverhaltens von Lithium-Ionen-Zellen der nächsten Generation
Courses: Advanced Materials and Manufacturing (Research Master) Institut für Materialforschung (IMFAA) Maschinenbau Oberflächentechnik Werkstofftechnik und Materialographie
Zielsetzung und Ihre Aufgaben:
Die Lebensdauer wird ein maßgeblicher Erfolgsfaktor für die Li-Ionen Technologie in der Elektromobilität sein.
Ziel des Projektes ist es, das Alterungsverhalten neuer, innovativer Zellmaterialien besser zu verstehen - damit ein weitere Schritt in Richtung Elektromobilität gegangen werden kann.
Ihre Arbeit umfasst die Planung und Durchführung von Alterungsexperimenten in engem Austausch mit unseren Projektpartnern sowie die werk-stoffliche post-mortem Analyse gealterter Zellen. Hierfür stehen Ihnen modernste Geräte (REM, EDX, WDX, EBSD, in-situ XRD) in den Laboren des Institut für Materialforschung zur Verfügung.
Fertigungsqualität von Li-Ionen-Akkumulatoren für die Elektromobilität
Courses: Maschinenbau Oberflächentechnik Werkstofftechnik und Materialographie
Kurzbeschreibung des Themas:
Die Performance und Lebensdauer von Li-Ionen Akkumulatoren (LiB) hängt maßgeblich von der Fertigungsqualität ab. Die Fertigungsprozesse vom Aktivpulver zur fertigen LiB sind komplex und bergen zahlreiche Fehlermöglichkeiten. Derzeit fehlen geeignete Werkzeuge zur Charakterisierung der Fertigungsqualität. Ziel der Arbeit ist die Untersuchung von Wirkzusammenhängen zwischen Mikrostruktur, Fertigungsqualität und Batterieperformance. Hierzu werden werkstoffanalytische Methoden und Werkzeuge eingesetzt sowie Alterungsexperimente und Performancetests an Musterzellen durchgeführt.
Mechanische Eigenschaften carbon-faserverstärkter Kunststoffe (CFK)
Courses: Maschinenbau Oberflächentechnik Werkstofftechnik und Materialographie
Zielsetzung und Ihre Aufgaben:
Carbonfaserverstärkte Kunststoffe (CFK) zeichnen sich durch extrem hohe Festigkeit und Steifigkeit bei gleichzeitig sehr geringem Gewicht aus.
Herausforderungen stellen jedoch die Anisotropie dieser Werkstoffe und ihre Bearbeitung dar.
Ziel der angebotenen Projektarbeiten, ist es neue Verfahren der zerstörenden Werkstoffprüfung von Faserverbundwerkstoffen zu etablieren. Dazu zählen beispielsweise Druck- und Zugscherversuche.
Sie arbeiten sich in die Normenliteratur der Prüfverfahren ein und erarbeiten ein Prüfkonzept zur Umsetzung derartiger Versuche mit der vorhandenen Universalprüfmaschine. Abschließend führen sie erste Messungen mit CFK-Werkstoffen durch und werten diese aus.
Sie arbeiten in modernen Laboratorien und in einem multidisziplinären Team innerhalb des Zentrums für angewandte Forschung an Fachhochschulen (ZAFH) „SPANTEC light“ am Institut für Materialforschung Aalen (IMFAA).
