Studium
Studentische Arbeiten

Studien- und Abschlussarbeiten am IMPT

Momentan sind die untenstehenden Themen ausgeschrieben. Bei Interesse wenden Sie sich bitte an den Kontakt, der in der Ausschreibung angegeben ist.

  • Herstellung, Kontaktierung und Charakterisierung eines Bauteilinhärenten Temperatursensors

    Studien-/Masterarbeit (6 Monate / ab 15.02.2020)

    Hohe Betriebstemperaturen sind allgegenwärtig: Sie sind in Antriebseinheiten, in industriellen Produktionsprozessen wie der Wamrverformung und der maschinellen Bearbeitung zu finden. Das tribologische Verhalten wird durch die bei der Reibung entstehende Wärme stark beeinflusst. Trotz der verstärkten wissenschaftlichen Anstrengungen auf dem Gebiet der Tribologie in den letzten Jahren ist noch keine einheitliche Verschleißtheorie über die verschiedenen Mechanismen des Verschleißes von Metallen in Abhängigkeit von der Temperatur bekannt. Dazu werden experimentell Ball-on-Disc Versuche durchgeführt, bei denen thermische Effekte einschließlich der Wechselwirkung mit der Atmosphäre untersucht werden.

    Ziel dieser Arbeit ist es, eine Prozesskette zur Herstellung von bauteilintegrierten Temperatursensoren für diesen Ball-on-Disc Versuchstand zu entwickeln, die Kontaktierung zu realisieren und das Einsatzverhalten der Sensoren zu evaluieren.

    Voraussetzungen:

    Kenntnisse in Tribologie, engagierte und kreative Arbeitsweise. Idealerweise besuchte Lehrveranstaltungen: Mikrotechnologie, Mikrosysteme, Nanoproduktionstechnik, Mikrotechniklabor

    PDF zur Ausschreibung
    PDF, 54 KB
  • Herstellung und Charakterisierung hartmagnetischer Schichten

    Bachelor-/Studien-/Masterarbeit (6 Monate / ab sofort)

    Im Rahmen von Industrie 4.0 soll die weitere Automatisierung der Produktion vorangetrieben werden. Zeitgleich erfolgt eine steigende Individualisierung und Spezifizierung der Produkte. Daher ist eine "Kommunikation" zwischen den Bauteilen und den Werkzeugmaschinen unerlässlich, über die die Maschine die Bauteilhistorie sowie den aktuellen Prozessschritt erkennen kann. Die hohe Integrationsdichte, die Wiederbeschreibbarkeit und hohe Zuverlässigkeit prädestinieren hierfür insbesondere magnetische Speicher. Eine Evaluierung kommerzieller Materialien erfolgt in einem an der LUH angesiedelten Startup (MIP).

    In dieser Arbeit soll der Stand der Technik zur Herstellung hartmagnetischer Speichermaterialien erweitert werden. Die Ziele der Arbeit sind die Identifikation geeigneter Werkstoffe sowie der Prozesse, mit denen magnetische Schichten als Datenspeicher direkt auf der Oberfläche technischer Bauteile appliziert werden können.

    Voraussetzungen:

    Selbstständige, strukturierte Arbeitsweise; Spaß an wissenschaftlichen Fragestellungen im Bereich der Mikrotechnologie und der Chemie.

    PDF zur Ausschreibung
    PDF, 144 KB

THEMENGEBIETE UND INITIATIVBEWERBUNGEN

Wir bieten überwiegend Themen aus den zwei Bereichen Dünnfilmtechnik und Mechanische Mikrobearbeitung und Tribologie an. Diese Bereiche sind im Folgenden etwas näher beschrieben, bei Fragen zu den Themen wenden Sie sich bitte an die angegebenen Kontakte. Haben Sie eine Idee oder interessieren Sie sich für ein bestimmtes Thema und möchten dazu eine Arbeit schreiben? Wir sind immer offen dafür, Themen mit Studenten auszuarbeiten und freuen uns über Initiativbewerbungen!

DÜNNFILMTECHNIK

Der Bereich der Dünnfiltechnik des IMPT umfasst den Entwurf und die Fertigung von Mikrosystemen/MEMS (Sensoren, Aktoren). Der den meisten dieser Systeme zugrundeliegende Effekt ist hierbei der Elektromagnetismus.

  • Entwurf

    Der Entwurf der Systeme erfolgt im Groben durch analytische und netzwerkbasierte Methoden. Der Feinentwurf wird im Anschluss daran unter Verwendung von FEM-Simulationen durchgeführt. Hierfür steht das Multiphysik-Simulationstool ANSYS® zur Verfügung, womit Simulationen z.B. in den Bereichen der Strukturmechanik und der Elektromagnetik sowie thermische und fluiddynamische Simulationen durchgeführt werden können. 

  • Aktorik

    Die am IMPT hergestellten Aktoren nutzen Magnetfelder, um Bewegungen zu erzeugen. Die Aktoren können dabei je nach Funktionsprinzip z.B. in Synchron-, (Variabel) Reluktanz- und Hybridaktoren unterschieden werden. Es werden sowohl lineare und rotierende Mikromotoren hergestellt, als auch die Nutzung dieser magnetischen Miroaktoren z.B. im Bereich der Mikrooptik, der Manipulation von magnetischen Nanopartikeln und der Implantologie untersucht.

  • Sensorik

    Neben Sensoren, die auf Basis von elektromagnetischen Prinzipien beruhen, wie z.B. Wirbelstromsensoren, Dehnungssensoren und GMR-Sensoren (ultradünn, für Hochtemperaturanwendungen) wird am IMPT im Bereich modularer Sensoren für gentelligente Anwendungen geforscht, was unter anderem auch Temperatursensoren umfasst.

  • Fertigung

    Für die Herstellung der Mikroaktoren und -sensoren wird für gewöhnlich eine Kombination aus Fotolithografie und galvanischer Abscheidung genutzt. Mittels Fotolithografie wird auf Si- oder Al2O3-Substraten eine temporäre Form aus Fotoresist erzeugt und diese durch galvanische Abscheidung mit Funktionswerkstoffen gefüllt. Als Funktionswerkstoffe werden Cu für Spulen und Zuleitungen genutzt. Für Flussführungen kommen NiFe45/55, NiFe81/19, CoFe und Ni zum Einsatz. Ferner wird das Epoxidharz SU-8™ und Polyimid als Einbettungsmaterial und Material für Membranen eingesetzt. Als Isolation werden Schichten aus Si3N4 und SiO2 verwendet, die mitels PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) hergestellt werden. Zur Strukturierung werden zusätzlich Ionenstrahlätzen und Lift-off angewendet. Die Herstellung von mechanischen Komponenten (Membranen, Biegebalken, Federstrukturen...) erfolgt durch die Kombination von Fotolithografie und Ätzprozessen. Hierfür stehen Trockenätzprozesse (z.B. DRIE, Plasma) sowie nasschemische Ätzprozesse (z.B. KOH, HF) zur Verfügung.

Studentische Arbeiten aus diesem Bereich können folgende Schwerpunkte haben:

  • Die Fertigung und Charakterisierung von Mikrosystemen
  • Die Entwicklung und Optimierung von Fertigungsprozessen
  • Schichtcharakterisierungen
  • Werkstoffuntersuchungen
© IMPT / Fischer
M. Sc. Alexander Kassner
Adresse
An der Universität 2
30827 Garbsen
Gebäude
Raum
130
© IMPT / Fischer
M. Sc. Alexander Kassner
Adresse
An der Universität 2
30827 Garbsen
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130

MECHANISCHE MIKROBEARBEITUNG UND TRIBOLOGIE

  • Mechanische Mikrobearbeitung

    Im Bereich der mechanischen Mikrobearbeitung kommen unterschiedliche Verfahren zum Einsatz. Zum einen werden Trenn- und Profilschleifverfahren zum hochpräzisen Vereinzeln und Profilieren von Mikrobauteilen aus Keramik, Glas und Silizium durchgeführt. Zum anderen erfolgen Nanoschleif- und Läppprozesse zur hochpräzisen Oberflächenbearbeitung von sprödharten Materialien sowie der Erstellung von Schliffbildern. Des Weiteren werden Prozesse zur Fertigung von Oberflächen mit hoher Qualitätsgüte sowie die Planarisierung von  Waferoberflächen aus Werkstoffkombinationen durch Polieren und chemisch-mechanisches Polieren (CMP) durchgeführt.

  • Mikrotribologie

    Im Bereich der Mikrotribologie werden z.B. Verschleißuntersuchungen an einem rotatorischem Verschleißmessstand nach dem Pin-on-Disk-Verfahren für flächigen Mikrokontakt durchgeführt. Weiterhin erfolgen Untersuchungen zur Mikrohärte und E-Modul sowie der Darstellung von (Haft-)Reibung dünner Schichten mittels Nanoindentation und Ritzuntersuchungen. Eine Ermittlung von Bruchfestigkeiten von Schichten erfolgt mittels Acoustic Emission. Zusätzlich werden Analysen von Reibkräften im Mikrokontakt durchgeführ.

Studentische Arbeiten aus diesem Bereich können folgende Schwerpunkte haben:

  • Erzeugung hochgenauer Kanten und Mikroprofile
  • Optimierung eines Waferhalterwerkzeugs für chemisch-mechanisches Polieren (CMP)
  • Fügen von Mikrobauteilen mittels Löten, eutektischem und anodischem Bonden
  • Untersuchungen und Charakterisierung tribologischer Beschichtungen
© IMPT / Fischer
M. Sc. Folke Dencker
Adresse
An der Universität 2
30823 Garbsen
© IMPT / Fischer
M. Sc. Folke Dencker
Adresse
An der Universität 2
30823 Garbsen