Masterarbeiten

Entwicklung und Qualifizierung einer diffusionshemmenden Beschichtung für metallische Werkstoffe zur Verbesserung ihrer Schweißbarkeit

Das derzeitige Ziel in der Fahrzeugtechnik ist, die Energieeffizienz von Kraftfahrzeugen zu verbessern. Neben der Verkleinerung der Motoren („downsizing“) und dem Einsatz der Hybridtechnologie ist eine weitere naheliegende Maßnahme, das Fahrzeuggewicht zu verringern. Um dieses Ziel zu erreichen, ist der Einsatz und somit das Fügen verschiedener Materialien im Karosseriebau eine zielführende Maßnahme. Das heutzutage am häufigsten eingesetzte Fügeverfahren ist das Widerstandspunktschweißen.
Zur Erzeugung eines Schweißpunktes werden dabei zwei Kupferelektroden auf die zu verschweißenden Bleche gedrückt. Bei Erreichen der Prozesskraft wird über die Elektroden ein Strom durch die Bleche geführt. Durch die dabei entstehende Joule´sche Wärme, die in den Blechen am größten ist, schmilzt der Blechwerkstoff lokal auf, und es entsteht ein Schweißpunkt. Die Kupferelektroden weisen einen wesentlichen geringeren Ohmschen Widerstand auf, weshalb in ihnen die Wärmeentwicklung durch den Stromfluss deutlich geringer ist. Zusätzlich werden diese gekühlt.
Durch die hohen Temperaturen, denen die Elektroden an der Berührfläche mit der Blechoberfläche ausgesetzt sind, erfolgt eine Diffusion von Blechwerkstoff in die Kappen der Kupferelektroden. Nach mehreren Schweißwiederholungen resultiert eine kritische Verunreinigung der Elektrodenkappen, woraus sich ein negativer Einfluss auf die Reproduzierbarkeit des Schweißprozesses ergibt. Entsprechend ist das Ziel, die mögliche Schweißdauer mit einem Elektrodenpaar durch Verringerung der Diffusion von Blechmaterial zu verbessern.

Aufgabenstellung:

Aufgabe der Abschlussarbeit ist, mit Hilfe von ionischen Flüssigkeiten eine geeignete Beschichtung auf verschiedene Blechwerkstoffe zu applizieren und diese im Anschluss mit Schweißversuchen zu qualifizieren. Sowohl elektrochemisch abgeschiedene Metalle als auch Konversionsschichten kommen dafür in Frage. In dieser Arbeit sollen mögliche geeignete Beschichtungen ermittelt werden, um so das Verfahren der Applikation zu optimieren. Die Arbeit wird im Rahmen einer Kooperation des Instituts für Elektrochemie und des Institut für Schweißtechnik und Trennende Fertigungsverfahren ausgeschrieben.


Folgende Qualifikation bringen Sie mit:

  • Studierende des Maschinenbaus, o.ä.
  • Kenntnisse im Bereich der Elektrochemie und/oder thermischen Fügetechnik
  • Hohe Selbstständigkeit und Eigeninitiative
  • Zielstrebigkeit und analytische Arbeitsweise
  • Team- und Kommunikationsfähigkeit


Ansprechpartner:

Dipl.-Ing. Hagen Kerl
Clausthaler Zentrum für Materialtechnik
Agricolastr. 2
38678 Clausthal-Zellerfeld
Telefon: +49-5323-72-3703
E-Mail: hagen.kerl@tu-clausthal.de

Wirkungsprinzipien von Nanopartikeln im Faserverbundleichtbau

Die Leistungsfähigkeit faserverstärkter Werkstoffe motiviert wegen ihres hohen Leichtbaupotentials die Erforschung neuer Möglichkeiten zu ihrer weiteren Verbesserung. Die Nanotechnologie zeigt dabei ein hohes Potenzial. Dazu ist ein vertieftes Verständnis der Zusammenhänge in derartigen Mehrphasenwerkstoffen von der Makro-, über die Mikro- bis zur Nanoebene erforderlich.

Ziele:

  • Beschreibung des Einflusses von Böhmitpartikeln auf die Fließeigenschaften, die Wärmeleitfähigkeit und die Reaktionskinetik von reaktiven Harzsystemen während der Aushärtung
  • Erstellung von mathematischen Modellen zur Beschreibung der Aushärtekinetik und Fließeigenschaften in Abhängigkeit vom dispersen Eigenschaften der Suspension


Arbeitsumfang:

  • Charakterisierung von nanopartikelhaltigen Epoxidharzsuspensionen (DSC, TGA, Rheologie, Wärmeleitfähigkeit), Auswertung und Interpretation der Messergebnisse
  • Erstellung von Modellen zur Beschreibung der Wirkung
  • Anfertigung einer schriftlichen Ausarbeitung


Folgende Qualifikationen bringen Sie mit:

  • Studierende der Studiengänge Materialwissenschaften, Werkstofftechnik, Chemie, Maschinenbaus, o.ä.
  • Kenntnisse im Bereich thermische Analyse, Reaktionskinetik, Modellierung
  • Hohe Selbstständigkeit und Eigeninitiative
  • Zielstrebigkeit und analytische Arbeitsweise
  • Team- und Kommunikationsfähigkeit


Ansprechpartner/Betreuer:

Dr. rer. nat. Tatjana Artys
Clausthaler Zentrum für Materialtechnik
Agricolastr. 2
38678 Clausthal-Zellerfeld
Telefon: +49-5323-72-3366
E-Mail: tatjana.artys@tu-clausthal.de

 

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