Weltweit leiden ca. 500 Millionen Menschen unter Schwerhörigkeit. Insbesondere bei hochgradiger Beeinträchtigung des Hörvermögens können aktive Mittelohrimplantate die Lebensqualität der betroffenen Patienten erhöhen. In der vorliegenden Arbeit wird ein neuartiger piezoelektrischer Mikro-Biegaktor als Schallwandler für ein aktives Mittelohrimplantat vorgestellt und untersucht. Basierend auf einer Analyse der geometrischen und akustischen Verhältnisse am Implantationsort werden Anforderungen an den Wandler formuliert und ein Lösungskonzept für dessen Realisierung vorgestellt. Ein neuartiger piezoelektrischer Mikro-Biegeaktor mit kreisförmiger Außengeometrie ist rechnerisch in der Lage, die audiologischen Anforderungen an den Schallwandler eines implantierbaren Hörgeräts zu erfüllen. Für die Erfüllung der Anforderungen ist die optimale Auslegung des Aktors essentiell. Das in der Arbeit hergeleitete elektromechanische Modell ermöglicht die Berechnung wichtiger Aktoreigenschaften wie Auslenkungsamplitude, Kraft und Resonanzfrequenz in Abhängigkeit von Aktorgeometrie, Materialparametern und anliegender elektrischer Wechselspannung. Die Modellierung ist Voraussetzung für die Aktordimensionierung und nimmt einen wesentlichen Teil der Arbeit ein. Die Realisierung und Charakterisierung von Aktorfunktionsmustern erlaubt die Evaluierung des Aktorprinzips und die Verifikation der erarbeiteten Modelle. Die Messergebnisse zeigen eine insgesamt gute Übereinstimmung mit den errechneten Kenndaten. Ein Ausblick am Ende der Arbeit beschreibt Optimierungsmöglichkeiten sowohl für den Schallwandler als auch für das Gesamtkonzept des Implantats. Gelingt es, diese Optimierungen umzusetzen, steht ein leistungsfähiges Hörgerät zur Verfügung, das die akustischen Vorteile eines Implantats ausschöpft und gleichzeitig minimal-invasiv implantiert werden kann.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Neodym-Eisen-Bor-Magnete spielen eine große Rolle in High-Tech-Anwendungen, von IT-Komponenten bis zu Elektrofahrzeugen und Windkraftanlagen. Doch Neodym wird fast ausschließlich in China produziert und die europäische Industrie hängt stark von Importen ab. Deshalb wird das Recycling von Neodym aus Altmagneten in Europa derzeit vorangetrieben.
In dieser wissenschaftlichen Arbeit wurde der Reduktionsprozess von Neodym-Salzen zu Neodym-Metall untersucht, einem integralen Bestandteil im Rückgewinnungs- sowie im primären Produktionsprozess. Der Fokus lag dabei auf einer geringeren Prozesstemperatur im Vergleich zu existierenden Prozessen, um den hohen Energieverbrauch zu senken.
Die Schmelzflusselektrolyse von Neodym bei 500 °C in einem Elektrolyten aus geschmolzenem Lithiumchlorid und Kaliumchlorid wurde elektrochemisch untersucht und Neodym-Metall im Labor-Maßstab auf einer Wolfram-Elektrode abgeschieden. Die Herstellung größer Mengen war aufgrund einer Änderung im Abscheideverhalten nicht möglich. Die Aufklärung des Reaktionsmechanismus liefert allerdings wichtige Erkenntnisse zur weiteren Entwicklung von Schmelzflusselektrolyseverfahren für Neodym.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Neodym-Eisen-Bor-Magnete spielen eine große Rolle in High-Tech-Anwendungen, von IT-Komponenten bis zu Elektrofahrzeugen und Windkraftanlagen. Doch Neodym wird fast ausschließlich in China produziert und die europäische Industrie hängt stark von Importen ab. Deshalb wird das Recycling von Neodym aus Altmagneten in Europa derzeit vorangetrieben.
In dieser wissenschaftlichen Arbeit wurde der Reduktionsprozess von Neodym-Salzen zu Neodym-Metall untersucht, einem integralen Bestandteil im Rückgewinnungs- sowie im primären Produktionsprozess. Der Fokus lag dabei auf einer geringeren Prozesstemperatur im Vergleich zu existierenden Prozessen, um den hohen Energieverbrauch zu senken.
Die Schmelzflusselektrolyse von Neodym bei 500 °C in einem Elektrolyten aus geschmolzenem Lithiumchlorid und Kaliumchlorid wurde elektrochemisch untersucht und Neodym-Metall im Labor-Maßstab auf einer Wolfram-Elektrode abgeschieden. Die Herstellung größer Mengen war aufgrund einer Änderung im Abscheideverhalten nicht möglich. Die Aufklärung des Reaktionsmechanismus liefert allerdings wichtige Erkenntnisse zur weiteren Entwicklung von Schmelzflusselektrolyseverfahren für Neodym.
Aktualisiert: 2023-03-31
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Weltweit leiden ca. 500 Millionen Menschen unter Schwerhörigkeit. Insbesondere bei hochgradiger Beeinträchtigung des Hörvermögens können aktive Mittelohrimplantate die Lebensqualität der betroffenen Patienten erhöhen. In der vorliegenden Arbeit wird ein neuartiger piezoelektrischer Mikro-Biegaktor als Schallwandler für ein aktives Mittelohrimplantat vorgestellt und untersucht. Basierend auf einer Analyse der geometrischen und akustischen Verhältnisse am Implantationsort werden Anforderungen an den Wandler formuliert und ein Lösungskonzept für dessen Realisierung vorgestellt. Ein neuartiger piezoelektrischer Mikro-Biegeaktor mit kreisförmiger Außengeometrie ist rechnerisch in der Lage, die audiologischen Anforderungen an den Schallwandler eines implantierbaren Hörgeräts zu erfüllen. Für die Erfüllung der Anforderungen ist die optimale Auslegung des Aktors essentiell. Das in der Arbeit hergeleitete elektromechanische Modell ermöglicht die Berechnung wichtiger Aktoreigenschaften wie Auslenkungsamplitude, Kraft und Resonanzfrequenz in Abhängigkeit von Aktorgeometrie, Materialparametern und anliegender elektrischer Wechselspannung. Die Modellierung ist Voraussetzung für die Aktordimensionierung und nimmt einen wesentlichen Teil der Arbeit ein. Die Realisierung und Charakterisierung von Aktorfunktionsmustern erlaubt die Evaluierung des Aktorprinzips und die Verifikation der erarbeiteten Modelle. Die Messergebnisse zeigen eine insgesamt gute Übereinstimmung mit den errechneten Kenndaten. Ein Ausblick am Ende der Arbeit beschreibt Optimierungsmöglichkeiten sowohl für den Schallwandler als auch für das Gesamtkonzept des Implantats. Gelingt es, diese Optimierungen umzusetzen, steht ein leistungsfähiges Hörgerät zur Verfügung, das die akustischen Vorteile eines Implantats ausschöpft und gleichzeitig minimal-invasiv implantiert werden kann.
Aktualisiert: 2023-03-31
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