Das Materialsystem GaN auf Si verspricht die Verknüpfung der Vorteile eines Wide Bandgap Halbleiters mit den niedrigen Herstellungskosten von Si. So können High Electron Mobility Transistoren zum Beispiel auf Basis einer AlGaN/GaN-Heterostruktur als Ausgangspunkt kosteneffektiver und zugleich sehr energieeffizienter Leistungsschalter dienen. Die heteroepitaktische Herstellung bedingt jedoch hohe Materialdefektdichten, welche sich insbesondere in Form von Versetzungen und inversen Pyramidendefekten (V-pits) äußern. Der Einfluss dieser Defekte auf Bauelemente ist auf Grund der experimentell schwierigen Untersuchung jedoch nur sehr unzureichend bekannt und verstanden.
In dieser Arbeit wurde eine strukturelle und elektrische Charakterisierungsmethodik von Versetzungen und V-pits in GaN auf Si entwickelt und systematisch auf unterschiedliche Proben angewendet. Der Fokus lag dabei auf der direkten Korrelation mikrostruktureller und elektrischer Eigenschaften bei gleichzeitiger Gewährung einer statistischen Relevanz der Ergebnisse. Dabei gelang es, charakteristische Versetzungsstrukturen und V-pits als Leckstrompfade durch das Material zu identifizieren und deren Auftreten mit Herstellungsparametern der Proben zu untersuchen. So stellte sich heraus, dass letztere eine essentielle Rolle hinsichtlich der elektrischen Aktivität von Versetzungen und des Auftretens von V-pits spielen. Zusätzlich wurden die gewonnenen Erkenntnisse bezüglich ihrer Relevanz für Bauelemente untersucht. Dabei konnte erstmalig der direkte Einfluss einzelner, elektrisch aktiver Versetzungen in GaN auf Si nachgewiesen werden. So bedingen sie eine Verschiebung der Einschaltspannung von Schottky-Dioden zu niedrigeren Werten, während V-pits eine starke Degradation der kritischen elektrischen Feldstärke des Materials nach sich ziehen. Die Arbeit leistet damit einen wichtigen Beitrag zum Verständnis der Eigenschaften und Rolle dieser Defekte und damit zur technologischen Optimierung des Materialsystems.
Aktualisiert: 2022-07-14
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Die Mikro- und Nanomesstechnik wird vorangetrieben durch die stetigen Fortschritte der Fertigungstechnik. Die Messaufgaben für Mikro- und Nanomesssysteme sind geprägt von zunehmend sinkenden Strukturgrößen und Miniaturisierung der Merkmale bei zugleich zunehmender Dimensionalität. Hochauflösende Messinstrumente und Techniken zur Qualitätssicherung im Mikro- und Nanometerbereich erfordern sowohl quantitative, dimensionale Messungen mit Nanometergenauigkeit als auch Messungen über große Messbereiche, um die Nanotechnologie zu einer industriellen Nutzung zu führen.
Weißlichtinterferometrie und Rasterkraftmikroskopie sind zwei wichtige Messverfahren der Mikro- und Nanomesstechnik. Allerdings sind ihre Messbereiche begrenzt. Es ist von großer Bedeutung, dass die Messbereiche bis zu mehreren Millimetern erweitert werden, um die heutigen metrologischen Herausforderungen zu erfüllen. Die vorliegende Arbeit zeigt das Vorgehen für die großflächige Topografiemessung mit hoher Strukturauflösung mittels Weißlichtinterferometrie und Rasterkraftmikroskopie.
Ein Weißlichtinterferenzmikroskop wurde in die Nanopositionier- und Nanomessmaschine (NMM-1) zur großflächigen Topografiemessung auch ohne Überlappungsfelder integriert. Der Messaufbau, die Einmessstrategie, die Charakterisierung der metrologischen Eigenschaften, die Korrektur von Kippungen bzw. Drehung des Sensors um die lateralen Achsen und die vertikale Achse und eine experimentelle Untersuchung zur Verifizierung der Messstrategie werden aufgezeigt.
Ein neues metrologisches Rasterkraftmikroskop für gleichzeitige Messung der Biegung, Torsion und Position des Cantilevers mit verbesserter Signalqualität, welches ebenfalls in die NMM-1 für großflächige Topografiemessungen integriert wurde, wird vorgestellt. Dabei werden der Messaufbau, die Einmessstrategie, die Charakterisierung, die Messunsicherheit und Applikationsmessungen wie Stufenhöhenmessung, Gitterabstandsbestimmung und großflächige Messungen gezeigt.
Aktualisiert: 2022-04-14
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Aktualisiert: 2022-02-06
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Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Beantwortung der Frage, ob und unter welchen Voraussetzungen organische Solarzellen mit den Verfahren der elektrochemischen bzw. elektrophoretischen Abscheidung hergestellt werden können. Basierend auf den Kenntnissen der elektrochemischen Synthese werden in der vorliegenden Arbeit die wesentlichen Materialgruppen, die für den Bau organischer Solarzellen notwendig sind, elektrochemisch bzw. elektrophoretisch abgeschieden. Die zu untersuchenden Materialgruppen umfassen die chemischen Verbindungen der Übergangsmetalloxide, Polymere, kleinen Moleküle und Polymergemische. Die Abscheidung der Materialschichten erfolgt mit einem Drei-Elektroden-Aufbau, dessen elektrolytische Zellen eigens konstruiert wurden. Mit den gewonnenen Erkenntnissen zur Schichtabscheidung werden die Materialschichten der organischen Solarzelle zuerst teilweise und schlussendlich vollständig elektrochemisch bzw. elektrophoretisch abgeschieden.
Aktualisiert: 2023-01-01
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In Zukunft wird die Photovoltaik bei der Umstellung der Energieversorgung auf erneuerbare Energien eine immer größere Rolle spielen. Daher lohnt sich die Weiterentwicklung der Solarzellen und die Steigerung ihrer Effizienzen sehr. In dieser Dissertation werden Cu(In,Ga)Se2-Solarzellen erforscht, bei denen es sich um Dünnschichtsolarzellen handelt, die kostengünstig hergestellt werden können und aufgrund ihrer geringen Dicke vielfältig einsetzbar sind.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit zwei der aktuell vielversprechendsten Forschungsthemen bezüglich der Effizienzsteigerung von Cu(In,Ga)Se2-Solarzellen: der Erforschung alternativer Materialien für die CdS-Pufferschicht und der Alkalifluorid-Nachbehandlung des Absorbers. Dafür wird die winkelaufgelöste Elektroreflektanz-Spektroskopie entwickelt, die die zerstörungsfreie Bestimmung der Bandlückenenergien alternativer Pufferschichten sowie die Detektion von Sekundärphasen innerhalb der Solarzelle ermöglicht. Zusätzlich wird der Einfluss der Alkalifluorid-Nachbehandlung und des Materials der Pufferschicht auf die Austrittsarbeit des Absorbers mittels Kelvin-Sonden-Rasterkraftmikroskopie analysiert.
Aktualisiert: 2021-11-11
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Die ersten 5 Bände der Erlanger Schadensanalyse liegen jetzt in einer einmaligen Ausgabe als Paket zum Sonderpreis vor.
Die 5 Bände beinhalten folgende Themen.
MassenanalyseFür die Schadensanalyse ist es von großer Bedeutung, das Material zunächst zu identifizieren, um Rückschlüsse auf Ursachen oder Versagensmuster treffen zu können.Mittels einfacher Bestimmungsmethoden ist es möglich, ohne großen apparativen Aufwand und mit nur wenig chemischen Vorkenntnissen eine Identifizierung durchzuführen, um Rückschlüsse auf Ursache oder Versagensmuster treffen zu können.Weitreichendere Informationen liefert die Kenntnis der Dichte eines Werkstoffes. Mit Hilfe von Dichtemessungen sind neben der Identifizierung von Reinmaterialien Aussagen über Verarbeitungsfehler und Füllstoffgehalte möglich.
MikroskopieMikroskopische Untersuchungsmethoden stellen häufig die direkteste und beste Möglichkeit dar, die strukturellen Merkmale von Kunststoffen zu erfassen und daraus Erkenntnisse für die Entwicklung von Schadenshypothesen abzuleiten. Durch geeignete Präparation entsteht ein Kontrast durch unterschiedliches Reflexions- und Absorbtionsvermögen der Materialstruktur in der Abbildung mit dem Mikroskop. Artefaktfreie Präparationstechniken sind für aussagefähige mikroskopische Untersuchungen daher ebenso, wie Kenntnisse über die verschiedenen Mikroskopieverfahren, eine notwendige Grundvoraussetzung.
PräparationIn diesem Fachbuch werden die Methoden zur Präparation der Kunststoffe und deren Vorgehen zur Erzielung eines aussagekräftigen Ergebnisses beschrieben.Die Beurteilung des Gefüges von Kunststoffen in der Mikroskopie hat sich als Mittel zur Qualitätskontrolle und Schadensanalyse etabliert. Voraussetzung für eine richtige Interpretation eines mikroskopischen Bildes ist die nach Material und Untersuchungsziel geeignete Auswahl der Präparation. Neben den Präparationsverfahren klassischer metallischer Werkstoffe erfordern polymere Materialien bisher oft unbekannte Präparationsmethoden. Zusätzlich zu An- und Dünnschliffen können z. B. noch dünne Schnitte, Filme, Fasern und Körner als Präparate untersucht werden.Die Dünnschnitttechnik an Kunststoffen stößt in manchen Fällen an ihre Grenzen, dann bieten das Ätzen der Kunststoffoberfläche und die nachfolgende Untersuchung mit dem Auflichtverfahren eine Alternative.Das Fachbuch ist durch viele Bilder, Diagramme, Anleitungen und Tabellen äußerst praxisnah aufgebaut und bietet die nötige Information leicht verständlich.
StrukturverhaltenIn diesem Band der Reihe „Erlanger Kunststoff-Schadensanalyse“ wird auf die Besonderheiten des Strukturverhaltens von Kunststoffen eingegangen, um damit Schäden besser beurteilen zu können.- Die Eigenschaften der Kunststoffe hängen stark von den Einflüssen bei der Verarbeitung und auch der konstruktiven Gestaltung ab. Eine Folge davon ist, dass die Eigenschaften der Kunststoffe im Bauteil fast nie ausreichend mit den in einem genormten Prüfverfahren ermittelten und denen von den Rohstoffherstellern veröffentlichen Werten übereinstimmen, denn auch diese unterliegen den Einflüssen der speziellen Verarbeitungsverfahren zur Herstellung der Musterproben. die Lage der Zustandsbereiche und die Übergänge von einem in den anderen Zustandsbereich sind von verschiedenen Einflüssen abhängig und keineswegs bei allen Kunststoffvarianten identisch.- Ober- und Grenzflächeneffekte, insbesondere Adhäsion, Benetzung und Spreitung spielen bei vielen technischen Prozessen eine bedeutende Rolle, z.B. beim Verkleben, Lackieren, Bedrucken, Reinigen, Mehrkomponentenspritzgießen, bei Reibung und Verschleiß. Oberflächenspannungen sind maßgebend für die adhäsive Haftung, die Benetzung und den Ausbreitungsdruck (Spreitungsdruck).- Die wenigen statistisch gesicherten Analysen weisen schon darauf hin, dass die Spannungsrissbildung der größte Schadensverursacherbei Kunststoffteilen im Gebrauch ist. Um die Rentabilität zu steigern, versuchen Verarbeiter sehr häufig die Produktion zu beschleunigen. Das geht oft einher mit höherer Belastung (Druck und Temperatur) des Materials, gekennzeichnet durch Reduzierung des Molekulargewichts (fließt schneller) und schnelleres Füllen des Werkzeugs (stärkere Orientierung der Makromoleküle). Äußerlich sieht man nichts, vorausgesetzt man hat den richtigen Kunststofftyp ausgewählt. So führen diese nicht so einfach definierbaren Fehlbehandlungen besonders häufig zur Spannungsrissempfindlichkeit.
Themische AnalyseIn der Kunststofftechnik hat sich die thermische Analyse als eines der wichtigsten Prüfverfahren etabliert. Sie ermöglicht qualitative und quantitative Aussagen über Qualität der Produkte, hilft bei der Schadensanalyse und ist ein unverzichtbares Hilfsmittel bei der Produktentwicklung. Praxisorientiert werden die folgenden Themen abgedeckt:
Aktualisiert: 2023-05-02
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Die ersten 5 Bände der Erlanger Schadensanalyse liegen jetzt in einer einmaligen Ausgabe als Paket zum Sonderpreis vor.
Die 5 Bände beinhalten folgende Themen.
Massenanalyse
Für die Schadensanalyse ist es von großer Bedeutung, das Material zunächst zu identifizieren, um Rückschlüsse auf Ursachen oder Versagensmuster treffen zu können.
Mittels einfacher Bestimmungsmethoden ist es möglich, ohne großen apparativen Aufwand und mit nur wenig chemischen Vorkenntnissen eine Identifizierung durchzuführen, um Rückschlüsse auf Ursache oder Versagensmuster treffen zu können.
Weitreichendere Informationen liefert die Kenntnis der Dichte eines Werkstoffes. Mit Hilfe von Dichtemessungen sind neben der Identifizierung von Reinmaterialien Aussagen über Verarbeitungsfehler und Füllstoffgehalte möglich.
Mikroskopie
Mikroskopische Untersuchungsmethoden stellen häufig die direkteste und beste Möglichkeit dar, die strukturellen Merkmale von Kunststoffen zu erfassen und daraus Erkenntnisse für die Entwicklung von Schadenshypothesen abzuleiten. Durch geeignete Präparation entsteht ein Kontrast durch unterschiedliches Reflexions- und Absorbtionsvermögen der Materialstruktur in der Abbildung mit dem Mikroskop. Artefaktfreie Präparationstechniken sind für aussagefähige mikroskopische Untersuchungen daher ebenso, wie Kenntnisse über die verschiedenen Mikroskopieverfahren, eine notwendige Grundvoraussetzung.
Präparation
In diesem Fachbuch werden die Methoden zur Präparation der Kunststoffe und deren Vorgehen zur Erzielung eines aussagekräftigen Ergebnisses beschrieben.
Die Beurteilung des Gefüges von Kunststoffen in der Mikroskopie hat sich als Mittel zur Qualitätskontrolle und Schadensanalyse etabliert. Voraussetzung für eine richtige Interpretation eines mikroskopischen Bildes ist die nach Material und Untersuchungsziel geeignete Auswahl der Präparation. Neben den Präparationsverfahren klassischer metallischer Werkstoffe erfordern polymere Materialien bisher oft unbekannte Präparationsmethoden. Zusätzlich zu An- und Dünnschliffen können z. B. noch dünne Schnitte, Filme, Fasern und Körner als Präparate untersucht werden.
Die Dünnschnitttechnik an Kunststoffen stößt in manchen Fällen an ihre Grenzen, dann bieten das Ätzen der Kunststoffoberfläche und die nachfolgende Untersuchung mit dem Auflichtverfahren eine Alternative.
Das Fachbuch ist durch viele Bilder, Diagramme, Anleitungen und Tabellen äußerst praxisnah aufgebaut und bietet die nötige Information leicht verständlich.
Strukturverhalten
In diesem Band der Reihe „Erlanger Kunststoff-Schadensanalyse“ wird auf die Besonderheiten des Strukturverhaltens von Kunststoffen eingegangen, um damit Schäden besser beurteilen zu können.
- Die Eigenschaften der Kunststoffe hängen stark von den Einflüssen bei der Verarbeitung und auch der konstruktiven Gestaltung ab. Eine Folge davon ist, dass die Eigenschaften der Kunststoffe im Bauteil fast nie ausreichend mit den in einem genormten Prüfverfahren ermittelten und denen von den Rohstoffherstellern veröffentlichen Werten übereinstimmen, denn auch diese unterliegen den Einflüssen der speziellen Verarbeitungsverfahren zur Herstellung der Musterproben. die Lage der Zustandsbereiche und die Übergänge von einem in den anderen Zustandsbereich sind von verschiedenen Einflüssen abhängig und keineswegs bei allen Kunststoffvarianten identisch.
- Ober- und Grenzflächeneffekte, insbesondere Adhäsion, Benetzung und Spreitung spielen bei vielen technischen Prozessen eine bedeutende Rolle, z.B. beim Verkleben, Lackieren, Bedrucken, Reinigen, Mehrkomponentenspritzgießen, bei Reibung und Verschleiß. Oberflächenspannungen sind maßgebend für die adhäsive Haftung, die Benetzung und den Ausbreitungsdruck (Spreitungsdruck).
- Die wenigen statistisch gesicherten Analysen weisen schon darauf hin, dass die Spannungsrissbildung der größte Schadensverursacherbei Kunststoffteilen im Gebrauch ist. Um die Rentabilität zu steigern, versuchen Verarbeiter sehr häufig die Produktion zu beschleunigen. Das geht oft einher mit höherer Belastung (Druck und Temperatur) des Materials, gekennzeichnet durch Reduzierung des Molekulargewichts (fließt schneller) und schnelleres Füllen des Werkzeugs (stärkere Orientierung der Makromoleküle). Äußerlich sieht man nichts, vorausgesetzt man hat den richtigen Kunststofftyp ausgewählt. So führen diese nicht so einfach definierbaren Fehlbehandlungen besonders häufig zur Spannungsrissempfindlichkeit.
Themische Analyse
In der Kunststofftechnik hat sich die thermische Analyse als eines der wichtigsten Prüfverfahren etabliert. Sie ermöglicht qualitative und quantitative Aussagen über Qualität der Produkte, hilft bei der Schadensanalyse und ist ein unverzichtbares Hilfsmittel bei der Produktentwicklung. Praxisorientiert werden die folgenden Themen abgedeckt:
Aktualisiert: 2022-10-11
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Mikroskopische Untersuchungsmethoden stellen häufig die direkteste und beste Möglichkeit dar, die strukturellen Merkmale von Kunststoffen zu erfassen und daraus Erkenntnisse für die Entwicklung von Schadenshypothesen abzuleiten. Durch geeignete Präparation entsteht ein Kontrast durch unterschiedliches Reflexions- und Absorbtionsvermögen der Materialstruktur in der Abbildung mit dem Mikroskop. Artefaktfreie Präparationstechniken sind für aussagefähige mikroskopische Untersuchungen daher ebenso, wie Kenntnisse über die verschiedenen Mikroskopieverfahren, eine notwendige Grundvoraussetzung.
In diesem zweiten Buch der Reihe "Erlanger Kunststoff-Schadensanalyse" werden folgende Themen behandelt:1. Licht-Mikroskopie2. Polarisation3. Rasterkraftmikroskopie4. Flureszenzmikroskopie5. Rasterelektronenmikroskopie
Aktualisiert: 2022-02-04
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In diesem fünften Buch der Reihe „Erlanger Kunststoff-Schadensanalyse“ wird auf die Besonderheiten des Strukturverhaltens von Kunststoffen eingegangen, um damit Schäden besser beurteilen zu können.- Die Eigenschaften der Kunststoffe hängen stark von den Einflüssen bei der Verarbeitung und auch der konstruktiven Gestaltung ab. Eine Folge davon ist, dass die Eigenschaften der Kunststoffe im Bauteil fast nie ausreichend mit den in einem genormten Prüfverfahren ermittelten und denen von den Rohstoffherstellern veröffentlichen Werten übereinstimmen, denn auch diese unterliegen den Einflüssen der speziellen Verarbeitungsverfahren zur Herstellung der Musterproben. - Ober- und Grenzflächeneffekte, insbesondere Adhäsion, Benetzung und Spreitung spielen bei vielen technischen Prozessen eine bedeutende Rolle, z. B. beim Verkleben, Lackieren, Bedrucken, Reinigen, Mehrkomponentenspritzgießen, bei Reibung und Verschleiß. Oberflächenspannungen sind maßgebend für die adhäsive Haftung, die Benetzung und den Ausbreitungsdruck (Spreitungsdruck).- Die wenigen statistisch gesicherten Analysen weisen schon darauf hin, dass die Spannungsrissbildung der größte Schadensverursacher bei Kunststoffteilen im Gebrauch ist. Um die Rentabilität zu steigern, versuchen Verarbeiter sehr häufig die Produktion zu beschleunigen. Das geht oft einher mit höherer Belastung (Druck und Temperatur) des Materials, gekennzeichnet durch Reduzierung des Molekulargewichts (fließt schneller) und schnelleres Füllen des Werkzeugs (stärkere Orientierung der Makromoleküle). Äußerlich sieht man nichts, vorausgesetzt man hat den richtigen Kunststofftyp ausgewählt. So führen diese nicht so einfach definierbaren Fehlbehandlungen besonders häufig zur Spannungsrissempfindlichkeit.
Aktualisiert: 2023-05-02
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In diesem fünften Buch der Reihe „Erlanger Kunststoff-Schadensanalyse“ wird auf die Besonderheiten des Strukturverhaltens von Kunststoffen eingegangen, um damit Schäden besser beurteilen zu können.- Die Eigenschaften der Kunststoffe hängen stark von den Einflüssen bei der Verarbeitung und auch der konstruktiven Gestaltung ab. Eine Folge davon ist, dass die Eigenschaften der Kunststoffe im Bauteil fast nie ausreichend mit den in einem genormten Prüfverfahren ermittelten und denen von den Rohstoffherstellern veröffentlichen Werten übereinstimmen, denn auch diese unterliegen den Einflüssen der speziellen Verarbeitungsverfahren zur Herstellung der Musterproben. - Ober- und Grenzflächeneffekte, insbesondere Adhäsion, Benetzung und Spreitung spielen bei vielen technischen Prozessen eine bedeutende Rolle, z. B. beim Verkleben, Lackieren, Bedrucken, Reinigen, Mehrkomponentenspritzgießen, bei Reibung und Verschleiß. Oberflächenspannungen sind maßgebend für die adhäsive Haftung, die Benetzung und den Ausbreitungsdruck (Spreitungsdruck).- Die wenigen statistisch gesicherten Analysen weisen schon darauf hin, dass die Spannungsrissbildung der größte Schadensverursacher bei Kunststoffteilen im Gebrauch ist. Um die Rentabilität zu steigern, versuchen Verarbeiter sehr häufig die Produktion zu beschleunigen. Das geht oft einher mit höherer Belastung (Druck und Temperatur) des Materials, gekennzeichnet durch Reduzierung des Molekulargewichts (fließt schneller) und schnelleres Füllen des Werkzeugs (stärkere Orientierung der Makromoleküle). Äußerlich sieht man nichts, vorausgesetzt man hat den richtigen Kunststofftyp ausgewählt. So führen diese nicht so einfach definierbaren Fehlbehandlungen besonders häufig zur Spannungsrissempfindlichkeit.
Aktualisiert: 2023-05-02
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In diesem fünften Buch der Reihe „Erlanger Kunststoff-Schadensanalyse“ wird auf die Besonderheiten des Strukturverhaltens von Kunststoffen eingegangen, um damit Schäden besser beurteilen zu können.
- Die Eigenschaften der Kunststoffe hängen stark von den Einflüssen bei der Verarbeitung und auch der konstruktiven Gestaltung ab. Eine Folge davon ist, dass die Eigenschaften der Kunststoffe im Bauteil fast nie ausreichend mit den in einem genormten Prüfverfahren ermittelten und denen von den Rohstoffherstellern veröffentlichen Werten übereinstimmen, denn auch diese unterliegen den Einflüssen der speziellen Verarbeitungsverfahren zur Herstellung der Musterproben.
- Ober- und Grenzflächeneffekte, insbesondere Adhäsion, Benetzung und Spreitung spielen bei vielen technischen Prozessen eine bedeutende Rolle, z. B. beim Verkleben, Lackieren, Bedrucken, Reinigen, Mehrkomponentenspritzgießen, bei Reibung und Verschleiß. Oberflächenspannungen sind maßgebend für die adhäsive Haftung, die Benetzung und den Ausbreitungsdruck (Spreitungsdruck).
- Die wenigen statistisch gesicherten Analysen weisen schon darauf hin, dass die Spannungsrissbildung der größte Schadensverursacher bei Kunststoffteilen im Gebrauch ist. Um die Rentabilität zu steigern, versuchen Verarbeiter sehr häufig die Produktion zu beschleunigen. Das geht oft einher mit höherer Belastung (Druck und Temperatur) des Materials, gekennzeichnet durch Reduzierung des Molekulargewichts (fließt schneller) und schnelleres Füllen des Werkzeugs (stärkere Orientierung der Makromoleküle). Äußerlich sieht man nichts, vorausgesetzt man hat den richtigen Kunststofftyp ausgewählt. So führen diese nicht so einfach definierbaren Fehlbehandlungen besonders häufig zur Spannungsrissempfindlichkeit.
Aktualisiert: 2022-10-11
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Dieses Kombiprodukt besteht aus den beiden Bänden "Präparation" und "Mikroskopie" der Reihe Erlanger Schadensanalyse von Gottfried Wilhelm Ehrenstein.
Band 1 behandelt die Beurteilung des Gefüges von Kunststoffen in der Mikroskopie als Mittel zur Qualitätskontrolle und Schadensanalyse. Voraussetzung für eine richtige Interpretation eines mikroskopischen Bildes ist die nach Material und Untersuchungsziel geeignete Auswahl der Präparation. Neben den Präparationsverfahren klassischer metallischer Werkstoffe erfordern polymere Materialien bisher oft unbekannte Präparationsmethoden. Zusätzlich zu An- und Dünnschliffen können z. B. noch dünne Schnitte, Filme, Fasern und Körner als Präparate untersucht werden.Die Dünnschnitttechnik an Kunststoffen stößt in manchen Fällen an ihre Grenzen, dann bieten das Ätzen der Kunststoffoberfläche und die nachfolgende Untersuchung mit dem Auflichtverfahren eine Alternative.Das Fachbuch ist durch viele Bilder, Diagramme, Anleitungen und Tabellen äußerst praxisnah aufgebaut und bietet die nötige Information leicht verständlich.
Band 2 beschäftigt sich mit mikroskopischen Untersuchungsmethoden, die häufig die direkteste und beste Möglichkeit darstellen, die strukturellen Merkmale von Kunststoffen zu erfassen und daraus Erkenntnisse für die Entwicklung von Schadenshypothesen abzuleiten. Durch geeignete Präparation entsteht ein Kontrast durch unterschiedliches Reflexions- und Absorbtionsvermögen der Materialstruktur in der Abbildung mit dem Mikroskop. Artefaktfreie Präparationstechniken sind für aussagefähige mikroskopische Untersuchungen daher ebenso, wie Kenntnisse über die verschiedenen Mikroskopieverfahren, eine notwendige Grundvoraussetzung.
Aktualisiert: 2023-05-02
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Dieses Kombiprodukt besteht aus den beiden Bänden "Präparation" und "Mikroskopie" der Reihe Erlanger Schadensanalyse von Gottfried Wilhelm Ehrenstein.
Band 1 behandelt die Beurteilung des Gefüges von Kunststoffen in der Mikroskopie als Mittel zur Qualitätskontrolle und Schadensanalyse. Voraussetzung für eine richtige Interpretation eines mikroskopischen Bildes ist die nach Material und Untersuchungsziel geeignete Auswahl der Präparation. Neben den Präparationsverfahren klassischer metallischer Werkstoffe erfordern polymere Materialien bisher oft unbekannte Präparationsmethoden. Zusätzlich zu An- und Dünnschliffen können z. B. noch dünne Schnitte, Filme, Fasern und Körner als Präparate untersucht werden.
Die Dünnschnitttechnik an Kunststoffen stößt in manchen Fällen an ihre Grenzen, dann bieten das Ätzen der Kunststoffoberfläche und die nachfolgende Untersuchung mit dem Auflichtverfahren eine Alternative.
Das Fachbuch ist durch viele Bilder, Diagramme, Anleitungen und Tabellen äußerst praxisnah aufgebaut und bietet die nötige Information leicht verständlich.
Band 2 beschäftigt sich mit mikroskopischen Untersuchungsmethoden, die häufig die direkteste und beste Möglichkeit darstellen, die strukturellen Merkmale von Kunststoffen zu erfassen und daraus Erkenntnisse für die Entwicklung von Schadenshypothesen abzuleiten. Durch geeignete Präparation entsteht ein Kontrast durch unterschiedliches Reflexions- und Absorbtionsvermögen der Materialstruktur in der Abbildung mit dem Mikroskop. Artefaktfreie Präparationstechniken sind für aussagefähige mikroskopische Untersuchungen daher ebenso, wie Kenntnisse über die verschiedenen Mikroskopieverfahren, eine notwendige Grundvoraussetzung.
Aktualisiert: 2022-10-11
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Die vorliegende Arbeit behandelt die Neuentwicklung der Betriebselektronik für eine Rasterkraftsonde die im Frequenzmodulationsverfahren betrieben wird. Rasterkraft-sonden haben das Potenzial zukünftige Messaufgaben der Fertigungsmesstechnik, die durch Tastschnittgeräte und Optische Messgeräte nicht mehr gelöst werden, zu lösen. Als Grundlage für die Entwicklung eines Sensors zum Messen rauer, techni-scher Oberflächen dient die Akiyama-Sonde: bei dieser handelt es sich um eine Ras-terkraftsonde deren Auslenkung sensorlos, ohne zusätzliche Bauteile, detektiert wer-den kann. Im Rahmen dieser Arbeit wurde zunächst die Eignung der Akiyama-Sonde zum Messen technischer Oberflächen untersucht. Anschließend wurde eine neue Betriebselektronik für die Sonde entwickelt. Die neuentwickelte Elektronik zeichnet sich durch einen sehr einfachen Aufbau aus: in Kern besteht sie nur aus einem FPGA, einem Analog-Digital-Umsetzer und einem Digital-Analog-Umsetzer. Metho-disch wurde bei der Entwicklung ein modellbasiertes Vorgehen gewählt: Zunächst wurde die Akiyama-Sonde in ihrem Arbeitspunkt modelliert. Basierend auf dem Mo-dell erfolgte der virtuelle Entwurf der Betriebselektronik. Ein physikalischer Prototyp wurde somit erst spät im Entwicklungsprozess benötigt. Abschließend wurde anhand von Experimenten die Fähigkeit der neuen Betriebselektronik zum Messen von Aus-lenkungen im Nanometer-Bereich nachgewiesen.
Aktualisiert: 2023-01-27
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Aufgrund knapper werdender Ressourcen gewinnt die Entwicklung und Optimierung nachhaltiger Prozesse und Verfahren in der heutigen Zeit stetig an Bedeutung. Die Adhäsion von Bakterien an Oberflächen und die sich daraufhin ausbildenden Biofilme spielen dabei eine ambivalente Rolle: Zum einen treten Biofilme in zahlreichen technischen Anwendungen als Störfaktoren auf, zum anderen werden sie in Biofilmreaktoren gezielt für technische Zwecke eingesetzt. Damit sich ein Biofilm auf einer Oberfläche ausbilden kann, muss die Anlagerung von Bakterien vorausgehen. Hier setzt die vorliegende Dissertation an: Die Arbeit zielt auf ein tieferes Verständnis der Adhäsionsmechanismen produktiver Bakterien auf Bauteiloberflächen ab, mit dessen Hilfe die spätere Ausbildung von Biofilmen für technische Anwendungen vereinfacht werden soll. Dabei stehen die Materialien Titan, Edelstahl und Glas im Vordergrund der Untersuchungen, die vielfach in gängigen Bauteilen zum Einsatz kommen. In diesem Zusammenhang bietet die Mikrostrukturierung der Bauteiloberfläche die Möglichkeit, die Adhäsion vor dem Hintergrund der potentiellen technischen Anwendung zu optimieren. Die vorliegende Arbeit umfasst zwei Themenkomplexe: Zum einen thematisiert sie, wie die äußeren Bedingungen pH-Wert und NaCl-Konzentration der Bakteriensuspension die Adhäsion eines bereits intensiv studierten gramnegativen Modellorganismus beeinflussen. Zum anderen werden die Untersuchungen auf grampositive Bakterien ausgeweitet. Im Zuge dessen wird eine Messstrategie für grampositive Bakterien entwickelt, deren Adhäsion daraufhin an mikrostrukturierten Oberflächen untersucht wird. Diese Mikrostrukturen werden im Rahmen des Sonderforschungsbereiches (SFB) 926: “Bauteiloberflächen: Morphologie auf der Mikroskala” von Kooperationspartnern erzeugt und zur Verfügung gestellt. Im Gegenzug dienen die erzielten Ergebnisse als Informationsquelle für die Kultivierung von Biofilmen in der kooperierenden Bioverfahrenstechnik.
Aktualisiert: 2020-12-26
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Mikroskopische Untersuchungsmethoden stellen häufig die direkteste und beste Möglichkeit dar, die strukturellen Merkmale von Kunststoffen zu erfassen und daraus Erkenntnisse für die Entwicklung von Schadenshypothesen abzuleiten. Durch geeignete Präparation entsteht ein Kontrast durch unterschiedliches Reflexions- und Absorbtionsvermögen der Materialstruktur in der Abbildung mit dem Mikroskop. Artefaktfreie Präparationstechniken sind für aussagefähige mikroskopische Untersuchungen daher ebenso, wie Kenntnisse über die verschiedenen Mikroskopieverfahren, eine notwendige Grundvoraussetzung.
In diesem zweiten Buch der Reihe "Erlanger Kunststoff-Schadensanalyse" werden folgende Themen behandelt:1. Licht-Mikroskopie2. Polarisation3. Rasterkraftmikroskopie4. Flureszenzmikroskopie5. Rasterelektronenmikroskopie
Aktualisiert: 2023-05-02
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Mikroskopische Untersuchungsmethoden stellen häufig die direkteste und beste Möglichkeit dar, die strukturellen Merkmale von Kunststoffen zu erfassen und daraus Erkenntnisse für die Entwicklung von Schadenshypothesen abzuleiten. Durch geeignete Präparation entsteht ein Kontrast durch unterschiedliches Reflexions- und Absorbtionsvermögen der Materialstruktur in der Abbildung mit dem Mikroskop. Artefaktfreie Präparationstechniken sind für aussagefähige mikroskopische Untersuchungen daher ebenso, wie Kenntnisse über die verschiedenen Mikroskopieverfahren, eine notwendige Grundvoraussetzung.
In diesem zweiten Buch der Reihe "Erlanger Kunststoff-Schadensanalyse" werden folgende Themen behandelt:
1. Licht-Mikroskopie
2. Polarisation
3. Rasterkraftmikroskopie
4. Flureszenzmikroskopie
5. Rasterelektronenmikroskopie
Aktualisiert: 2022-10-11
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Eine Strategie, die Produktivität kontinuierlicher Bioprozesse zu steigern, ist die Immobilisierung der Katalysatoren. Mikroorganismen in Biofilmen, die durch eine Matrix aus selbst produzierten extrazellulären polymeren Substanzen (EPS) immobilisiert vorliegen, sind vielversprechend für eine Nutzung in diesem Kontext. Von grundlegender Bedeutung dafür ist die Adhäsion der Mikroorganismen auf einer Oberfläche, Substratum genannt. Neben den Umgebungsbedingungen, der chemischen Zusammensetzung, Ladung oder Hydrophobizität spielt dabei auch die Mikrostruktur des Substratums eine Rolle.
Die vorliegende Arbeit untersucht die Wirkung deterministisch und statistisch mikrostrukturierter Metalloberflächen auf das Wachstum, die Zusammensetzung und die Produktivität bakterieller Biofilme. Neben Pseudomonas fluorescens als Modellorganismus kam dazu Lactobacillus delbrueckii lactis für die kontinuierliche Milchsäurefermentation zum Einsatz. Weiterhin werden Durchflusszellen, die spezifisch für eine Online-Analyse der Biofilme mittels konfokaler Laser Scanning Mikroskopie konstruiert wurden, vorgestellt. Ergänzend wurden Verfahren zur strukturellen und mechanischen Untersuchung des Zellverbundes sowie der umgebenden EPS-Matrix mittels Kryo-Rasterelektronen- und Rasterkraftmikroskopie etabliert.
Aktualisiert: 2021-04-16
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