Die Entwicklung hochfester Stähle kann mithilfe numerischer Verfahren beschleunigt werden. Insbesondere die Phasenfeldmethode hat sich als mächtiges Werkzeug etabliert, um die Mikrostrukturentwicklung auf mesoskopischer Längenskala zu beschreiben. In der vorliegenden Arbeit werden Multiphasenfeldmodelle vorgestellt, um die Gefügeentwicklung während der Wärmebehandlung von Stahl numerisch abzubilden. The development of high-strength steels can be accelerated using numerical methods. In particular, the phase-field method has emerged as a powerful tool to describe the microstructure...

Im Rahmen dieser Arbeit wird der Erstarrungsprozess der Hochtemperaturwerkstoffe mit der Phasenfeldmethode untersucht. Die vorliegende Arbeit umfasst eine vollständige Untersuchungskette, die sich von der Modellierung der Materialsysteme, über die Durchführung repräsentativer Phasenfeldsimulationen, bis hin zur Analyse der sich entwickelnden Mikrostrukturen erstreckt. In this work, the solidification process of the high-temperature materials NiAl-34Cr und Nb-Si is investigated with the phase-field method. This work includes an entire investigation chain from the modeling of the material...

Als Fügungen für die Festoxidbrennstoffzelle werden Materialien verwendet, die gasdicht, mechanisch stabil und isolierend sind. In dieser Arbeit wird gezeigt, dass Glaskeramiken als Fügematerial eingesetzt werden können. Es werden lösemittelbasierte und wasserbasierte Suspensionen aus Erdalkali-Silikatglas hergestellt, rheologisch charakterisiert, Schichten mit dem Siebdruckverfahren aufgebracht und anschließend zwischen Stahl- und Keramiksubstraten verlötet. Solid oxide fuel cells are used to generate electricity from various fuel gases. The sealants between the stack-components...

In dieser Arbeit wird die Herstellung einer dünnen Schicht aus Lithium-Lanthan-Titanat durch Foliengießen zur Anwendung in einer Lithium-Ionen-Festkörperbatterie beschrieben. Der Einfluss der Zusammensetzung des Schlickers auf seine Fließeigenschaften wird untersucht. Die hergestellten Schichten werden sowohl einzeln als auch in Verbindung mit einer Composite-Anode aus Lithium-Titanat charakterisiert Ihre Eignung für die Anwendung in einer Festkörperbatterie wird demonstriert. In this work the production of a thin film of lithium lanthanum titanate by tape casting for use in a lithium...

In dieser Arbeit wird der Stackbetrieb von Festoxidzellen (engl. Solid Oxide Cells, SOCs) mit Hilfe eines Simulationsmodells analysiert. Hierfür werden sämtliche gekoppelten physikalischen und chemischen Teilprozesse innerhalb einer zweidimensionalen Geometrie einer einzelnen Stackebene abgebildet. Nach der Parametrierung mit experimentellen Daten und einer umfangreichen Validierung, wird das Modell auf drei Fragestellungen der SOC-Technologie angewendet. In this work, the stack operation of solid oxide cells (SOCs) is analyzed by a simulation model. For this purpose, all coupled physical...

This work aimed at designing, studying and producing the first prototypes of KIDs tailored for fusion plasma polarimetric diagnostics. Diamond was considered for the first time as substrate material for low-temperature superconducting detectors given its unmatched optical, radiation hardness and thermal qualities, properties necessary for working environments potentially saturated with radiation. This work represents a first step toward the optimization and final application of this technology.

Water diffusing into silica surfaces gives rise for several effectson diffusion behaviour and mechanical properties. Water added to silica glass increases its specific volume so that the silica expands near the surface. Mechanical boundary conditions give rise for compressive "swelling stresses". This fact provides a tool for the interpretation of many experimental observations from literature.

In der vorliegenden Arbeit werden Lithium-Ionen-Batterien numerisch untersucht. Der Einfluss des Kalandrierens einer Elektrode auf die mechanisch induzierten Änderungen in der Mikrostruktur und die resultierende Performance einer Zelle sind dabei im Fokus. Der Einfluss variierender Partikelformen sowie plastischer Materialeigenschaften wird analysiert. Entscheidend hierbei ist die Bestimmung der effektiven Transporteigenschaften, die die Performance einer Batterie maßgeblich beinflussen. In the present work, lithium-ion battery cathodes and battery half-cells are numerically investigated....

Die Qualität und Leistungsfähigkeit von Bauteilen wird wesentlich von der Ausführung der beteiligten Fertigungsprozesse bestimmt. Das Prozessergebnis hängt -- neben dem Anfangszustand des Bauteils und des Prozesses -- von dem Prozessverlauf ab. Bei vielen Fertigungsprozessen kann der Prozessverlauf durch zeitlich veränderliche Stellgrößen maßgeblich bestimmt werden. Diese Arbeit behandelt Methoden zur Optimierung dieser zeitveränderlichen Größen unter schwankenden Prozessbedingungen. The quality of components depend to a large extent on the execution of the Industrial processes...

Der Vergleich der Hybridträger findet hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften bei quasistatischer, dynamischer und zyklischer Drei-Punkt-Biegung und bezugnehmend auf das ermittelte Schädigungsverhalten statt. Die integralen Hybridträger tragen bei allen untersuchten Belastungen ca. 20% höhere maximale Kräfte und zeigen eine größere Toleranz gegenüber mechanischen, thermischen und korrosiven Vorschädigungen. Both types of hybrids are tested and compared in terms of their mechanical properties in quasi-static, dynamic and cyclic three-point bending tests in reference to their...