Entwicklung eines bleifreien, niedrigschmelzenden und hochbrechenden Spezialglases für den Einsatz als Streuschichtmatrix in organischen Leuchtdioden

Entwicklung eines bleifreien, niedrigschmelzenden und hochbrechenden Spezialglases für den Einsatz als Streuschichtmatrix in organischen Leuchtdioden von Rabenbauer,  Pascal
Bleifreie, niedrigschmelzende und hochbrechende Spezialgläser wurden synthetisiert, um sie als Streuschicht in einer organischen Leuchtdiode (OLED) zu verarbeiten und damit die interne Lichtauskopplung zu erhöhen. Auf Basis eines B₂O₃- und/oder SiO₂-Netzwerks wurden zunächst Bi₂O₃- respektive TeO₂-haltige Gläser hergestellt und der Einfluss weiterer Oxide auf diese Glassysteme analysiert. Ausgewählte Gläser wurden als Pulver zusammen mit 1-3 μm großen TiO₂- oder SiO₂-Streupartikeln zu einer Paste verarbeitet, in einem Siebdruckprozess auf ein Glassubstrat appliziert und abschließend verglast. Um daraus eine funktionsfähige OLED herzustellen wurde in einem Reinraumprozess auf die Komponente aus Substratglas und Streuschicht eine Schichtabfolge aus ITO-Anode, Emitterschichten und Kathode aufgebracht. Ziel war es, die Auskoppeleffizienz der OLED mittels Glasstreuschicht um mindestens 50 % zu steigern. Konkret bedeutet das, eine Lichtausbeute von η ≥ 40 lm/W zu erreichen. Die höchste Lichtausbeute von η = 55 lm/W konnte für OLEDs mit einer eigenentwickelten 15 μm dicken Streuschicht und einer Streupartikelkonzentration von 2,5 Vol.-% TiO₂ realisiert werden. Im Vergleich zur Referenz-OLED ohne Streuschicht (η = 26 lm/W) entspricht die erzielte Lichtausbeute, bei einer konstanten Leuchtdichte von 2000 cd/m², einer Steigerung um 110 %.
Aktualisiert: 2019-10-18
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Filtrationskinetik offener Partikelfilter

Filtrationskinetik offener Partikelfilter von Niedermeyer,  Lars
Das Reinigen eines partikelbeladenen Aerosols mit Hilfe faserbasierter Filter ist eine weit verbreitete Methode. Die der Reinigung zugrunde liegenden Vorgänge sind hochkomplex und in einfachen Modellen mathematisch nicht zu beschreiben. Bekannte Ansätze beschränken sich meist auf die ausschnittsweise Beschreibung der Vorgänge in kleinen Teilen des Filters oder betrachten nur einzelne Fasern des Filters. Die ganzheitliche Berechnung der Vorgänge in einem Partikelfilter muss stets unter Berücksichtigung aller, die Abscheidung von Partikeln betreffender Größenskalen erfolgen. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der methodischen Entwicklung eines Berechnungsansatzes für die numerische Simulation der zeitabhängigen Filtration eines Filters. Berücksichtigt werden insbesondere die in verschiedenen Größenskalen ablaufende Filtration. Dazu zählen das Abscheiden von Partikeln an einzelnen Fasern, die Durchströmung des Vlieses und des Gesamtfilters sowie die zeitabhängige Beladung des Filters.
Aktualisiert: 2019-10-18
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Entwicklung einer Methode zur Temperaturbestimmung von Fluiden mithilfe von Berührungsthermometern bei niedrigen Eintauchtiefen

Entwicklung einer Methode zur Temperaturbestimmung von Fluiden mithilfe von Berührungsthermometern bei niedrigen Eintauchtiefen von Brethauer,  Andreas
Die exakte Bestimmung der Temperatur gewinnt u. a. in der Wärmeverbrauchsmessung eine immer höhere Bedeutung. Messabweichungen haben hier eine direkte Auswirkung auf die Kostenabrechnung. Die vorliegende Arbeit untersucht in diesem Zusammenhang die Messabweichung durch Wärmeableitung und das Ansprechverhalten von Widerstandsthermometern bei geringen Eintauchtiefen in ein zu messendes Medium. Zudem wurde eine Prüfeinrichtung zur Untersuchung von Widerstandsthermometern unter Einbaubedingungen entwickelt und validiert. Diese erlaubt die Untersuchung des statischen und dynamischen Verhaltens von Thermometern, sowie den direkten Vergleich unterschiedlicher Einbaustellen. Eine weitere dargestellte Neuentwicklung ist ein für niedrige Eintauchtiefen optimiertes Widerstandsthermometer. Dieses realisiert eine gute Ankopplung des Temperatursensors an das zu messende Medium, sowie eine Entkopplung von der anders temperierten Umgebung.
Aktualisiert: 2019-10-18
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Optimierung des dynamischen Verhaltens von linearen Hybridschrittmotoren unter besonderer Betrachtung von Schwingungen und Geräuschen

Optimierung des dynamischen Verhaltens von linearen Hybridschrittmotoren unter besonderer Betrachtung von Schwingungen und Geräuschen von Weiß,  Heiko
Diese Arbeit befasst sich mit der Entwicklung von Methoden zur Reduzierung von Schwingungen und Geräuschen von linearen Hybridschrittmotoren (LHSM). Die Ursachen der Schwingungen und Geräusche sind Kraftschwankungen, die elektromagnetisch durch das Antriebsprinzip bedingt sind. Zunächst werden Methoden für einen herkömmlichen LHSM entwickelt und ausgewertet. Gegenstand der weiteren Untersuchungen ist ein Motor mit variabler magnetischer Erregung, dessen Systemverhalten durch ein physikalisches Modell nachgebildet wird. Dieses Modell dient dann dazu, eine Ansteuerfunktion hinsichtlich eines antriebseffizienten und geräuschreduzierenden Betriebs zu optimieren. Die Ansteuerfunktion wird im positionsgeregelten Betrieb angewendet und zeigt dabei eine Reduzierung der Schwingungen um ein Vielfaches, was zu einer Halbierung der wahrgenommenen Lautstärke führt. Zur weiteren Verbesserung der Betriebseigenschaften werden verschiedene Reglerstrategien entworfen, getestet und diskutiert.
Aktualisiert: 2019-10-18
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Modellierung der Zuverlässigkeit bei Entwurf und Verifikation von Mixed-Signal-Schaltungen

Modellierung der Zuverlässigkeit bei Entwurf und Verifikation von Mixed-Signal-Schaltungen von Jancke,  Roland
Die zunehmende Verbreitung von Elektronik im Alltag und die weitere Verringerung der Strukturgrößen stellen neue Anforderungen an die Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit integrierter Schaltungen. Die Arbeit zeigt ein systematisches Vorgehen zur Modellierung des funktionalen Schaltungsverhaltens und ergänzt es um neue Verfahren zur Berücksichtigung zuverlässigkeitsrelevanter Schaltungseigenschaften. Etablierte Verfahren aus der Mechanik zur Behandlung der Zuverlässigkeit werden auf die Degradationseffekte integrierter Halbleiterbauelemente angewandt. Entsprechende Lebensdauermodelle zu relevanten Degradationsmechanismen sind dargestellt. Ausgehend davon werden allgemeine Maße zur Zuverlässigkeitsbewertung von Bauelementen unter Anwendungsbedingungen abgeleitet. Die Diskussion von Methoden zur Analyse der Zuverlässigkeit ganzer Schaltungen im Entwurf rundet die Darstellung ab. Die entwickelten Verfahren dienen der Unterstützung eines schnellen und fehlerfreien Entwurfs sicherer und zuverlässiger Schaltungen. Die Optimierung einer Schaltung hinsichtlich ihres Alterungsverhaltens verdeutlicht diesen Nutzen.
Aktualisiert: 2019-10-18
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Untersuchung von Umlenkelementen zur Anwendung in der interferometrischen Längenmesstechnik

Untersuchung von Umlenkelementen zur Anwendung in der interferometrischen Längenmesstechnik von John,  Kerstin
Aufgrund ihrer hohen Auflösung in Kombination mit einem großen Messbereich nehmen Interferometer eine Spitzenrolle in der Präzisionslängenmesstechnik ein. Sie müssen üblicherweise so angeordnet werden, dass der Messstrahl das Messobjekt auf geradem, unabgeschattetem Weg erreicht. Durch eine Umlenkung und Faltung des Interferometermessstrahls lassen sich Flexibilität des Aufbaus und Zugänglichkeit des Messobjektes verbessern. Diese Arbeit untersucht den Einsatz von reflektierenden und refraktiven Strahlumlenkelementen in interferometrischen Messanordnungen im Hinblick auf ihre Übertragungseigenschaften sowie insensitive Bewegungsachsen, die die Strahleigenschaften nicht beeinflussen. Die durch Strahlumlenkung entstehenden Messfehler und Möglichkeiten ihrer Kompensation und Korrektur werden untersucht und in Gestaltungsrichtlinien zusammengefasst.
Aktualisiert: 2019-10-18
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Konzeption und Untersuchung eines bistabilen Sicherheitsventils und simulationsbasierte Entwicklung einer Methode zu dessen Dimensionierung

Konzeption und Untersuchung eines bistabilen Sicherheitsventils und simulationsbasierte Entwicklung einer Methode zu dessen Dimensionierung von Uhlig,  René
Sicherheitsventile für Gasrohrleitungen sind unverzichtbare Schutzvorrichtungen, die den Austritt großer Gasmengen im Havariefall verhindern. Die bisher bekannten Sicherheitsventile weisen einen gravierenden Nachteil auf, da diese nach dem Auslösen selbsttätig wieder öffnen und potentielle Gefahrenquellen unerkannt bleiben. Der wesentliche Vorteil eines neuartigen Sicherheitsventils beruht auf der bistabilen Schaltcharakteristik durch den Einsatz vorgespannter nachgiebiger Aufhängungselemente. Die Dimensionierung eines solchen Ventils erfordert viel Erfahrung im Umgang mit numerischen Simulationswerkzeugen. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Untersuchung der nachgiebigen Aufhängungselemente und dem resultierenden Ventilschaltverhalten. Das Ziel besteht darin, ein einfach anzuwendendes Berechnungsmodell zur Verfügung zu stellen. Darüber hinaus wird das Modell anhand experimenteller Untersuchungen an realen Aufhängungselementen validiert und das Verhalten von verschiedenen Ventilprototypen im praktischen Einsatz an Versuchsanlagen betrachtet. Die Ergebnisse können auch zur Dimensionierung von bistabilen Systemen in anderen Anwendungsfeldern genutzt werden.
Aktualisiert: 2019-10-18
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Entwicklung eines Vorgehensmodells für die Evaluation der Fahrzeug-HMI in frühen Phasen der Entwicklung

Entwicklung eines Vorgehensmodells für die Evaluation der Fahrzeug-HMI in frühen Phasen der Entwicklung von Mühlbauer,  Christoph
Ein aktueller Trend in der Automobilindustrie ist die zunehmende Vernetzung interaktiver Systeme inner- und außerhalb des Fahrzeugs. Dies führt zu einem erhöhten Informationsfluss zwischen dem Fahrer, dem Fahrzeug sowie der Umwelt, was die Gefahr erhöht, dass sich der Fahrer von der eigentlichen Fahraufgabe ablenken lässt. Die Benutzungsschnittstelle, über die der Fahrer mit seinem Fahrzeug interagiert, sollte so gestaltet sein, dass die Ablenkung auf ein Minimum reduziert wird. In der Dissertation wird ein Vorgehensmodell vorgestellt, welches die Usability von Spezifikationen für Automotive-Informations- und -Kommunikationssysteme bereits zu Beginn der Entwicklung, in der sogenannten HMI-Konzeptphase, beurteilt. So werden spezifische Beurteilungskriterien extrahiert und ein strukturiertes Evaluations-Vorgehen wird definiert. Die Erkenntnisse leiten sich aus umfangreichen empirischen und analytischen Studien ab. Das Vorgehensmodell ist so entwickelt, dass sowohl Experten als auch methodisch unerfahrene Evaluatoren und Testleiter dieses anwenden können.
Aktualisiert: 2019-10-18
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Untersuchungen zum Schadensmechanismus Torsionsschwingbruch durch Kontaktermüdung an Schraubendruckfedern

Untersuchungen zum Schadensmechanismus Torsionsschwingbruch durch Kontaktermüdung an Schraubendruckfedern von Benjamin,  Mack
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit werden die Wirkzusammenhänge des Schadensmechanismus ?Torsionsschwingbruch durch Kontaktermüdung? untersucht und Möglichkeiten zur Quantifizierung des Schadensmechanismus aufgezeigt. Hierfür werden Federvarianten mit unterschiedlichen Anlageverhalten gefertigt, charakterisiert und geprüft. Mit den bisher etablierten Methoden kann das Anlageverhalten nicht lokal und zugleich bei einer definierten Federkraft bewertet werden. Vor diesem Hintergrund wird die Lichtspaltmethode entwickelt. Die Lichtspaltmethode eignet sich im Gegensatz zu numerischen Verfahren auch zur fertigungsnahen Beurteilung des Anlageverhaltens. Zusätzlich ermöglicht die Lichtspaltmethode einen höherwertigen FE-Abgleich im Endwindungsbereich, als ein Abgleich über die Federrate oder mittels druckempfindlichen Papiers. Auf Grundlage der Schwingfestigkeitsversuche an Schraubendruckfedern, den Erkenntnissen aus dem lokalen und kraftabhängigen Anlageverhalten im Endwindungsbereich sowie numerischen Berechnungen wird abschließend eine Vorgehensweise zur Auslegung der Endwindungsgeometrie bei erhöhter Schwingspielzahl aufgezeigt.
Aktualisiert: 2019-10-18
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Charakterisierung der Fügezone von laserbasiert gefügten Hybridverbunden aus teilkristallinen thermoplastischen Kunststoffen und Metallen

Charakterisierung der Fügezone von laserbasiert gefügten Hybridverbunden aus teilkristallinen thermoplastischen Kunststoffen und Metallen von Schricker,  Klaus
Das thermische Fügen ermöglicht die direkte Herstellung von Kunststoff-Metall-Verbunden ohne Verwendung von Zusatzwerkstoffen oder Fügehilfselementen und bietet damit ein hohes Potenzial für die industrielle Produktion von Großserienprodukten. Dabei stehen aufgrund ihrer Eigenschaftsprofile einerseits Aluminiumlegierungen und Stähle und andererseits teilkristallinen Kunststoffe im Mittelpunkt des Interesses. Der industrielle Einsatz dieses Fügeprozesses setzt allerdings eine fundierte Kenntnis über die entstehende Fügezone und die vorliegenden Abhängigkeiten von Werkstoff und Prozessgrößen voraus. Die Arbeit beschäftigt sich deshalb mit der grundlegenden Charakterisierung der Fügezone laserbasiert gefügter Hybridverbunde aus teilkristallinen thermoplastischen Kunststoffen mit Metallen am Überlappstoß, die Beschreibung der Interaktion zwischen Fügeprozess und Werkstoffen und die daraus resultierenden Effekte auf die Verbundeigenschaften.
Aktualisiert: 2019-10-18
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