Wissenschaftliche Abschlussarbeit "Entwicklung einer Schneideinrichtung für flexible Polymermaterialien"

Transkript

1 Kennziffer: FEP "Entwicklung einer Schneideinrichtung für flexible Polymermaterialien" In der Arbeitsgruppe Rolle-zu-Rolle Nassbeschichtung & Elektronenstrahlvernetzung des Bereiches Flache und Flexible Produkte werden Methoden zur nasschemischen Oberflächenbeschichtung von flexiblen Materialien, deren Lamination und Kaschierung und die Elektronenstrahl-basierte Modifikation von Polymeren entwickelt und untersucht. Die Arbeitsgruppe betreibt dafür unter anderem die Beschichtungs- und Laminieranlage atmoflex Die Ausschreibung richtet sich vorrangig an Studierende des Maschinenbaus, der Verfahrenstechnik und verwandter Fachrichtungen. Zur Weiterentwicklung der technologischen Möglichkeiten der Anlage ist innerhalb einer Abschlussarbeit eine Schneideeinrichtung für flexible Polymermaterialien zu entwickeln und in die Anlage zu integrieren. Ausgehend von einer Recherche zu industriell verfügbaren Schneidsystemen ist eine geeignete Variante auszuwählen. Im Anschluss soll eine konstruktive Lösung zur Integration der Einrichtung in die Anlage erarbeitet werden. Diese soll danach technisch umgesetzt und anhand von Beispielmaterialien getestet werden.

2 Kennziffer: FEP "Biodegradierbare Elektronik" Das Fraunhofer FEP bietet ein breites Spektrum an Forschungs-, Entwicklungs- und Pilotfertigungsmöglichkeiten, insbesondere für Behandlung, Sterilisation, Strukturierung- und Veredelung von Oberflächen sowie für OLED-Mikrodisplays, organische und anorganische Sensoren, optische Filter und flexible OLED-Beleuchtung. Organische elektronische Bauelemente ermöglichen die Realisierung flexibler elektronischer Bauteile unter Verwendung vielfältiger Materialsysteme. Insbesondere können biodegradierbare und biokompatible Materialien eingesetzt werden, so dass neuartige Anwendungen im medizinischen Bereich möglich werden. Die Ausschreibung richtet sich vorrangig an Studierende der Ingenieurwissenschaften oder der Physik. Ziel dieser Abschlussarbeit ist Entwurf, Herstellung, Charakterisierung und Optimierung von Leiterbahnen und Feldeffekttransistoren aus neuartigen Materialsystemen. Zur Herstellung der Bauelemente kann weitgehend auf die am FEP vorhandenen Technologien zurückgegriffen werden. Ihre Aufgaben während dieser Zeit bestehen u.a. in Entwurf und Simulation von Layouts für Teststrukturen, Dünnschichttransistoren und einfachen Schaltungen Planung und Betreuung der Bauteilherstellung, die in einer industrienahen Reinrauminfrastruktur von spezialisierten Technikern durchgeführt wird Selbstständige Charakterisierung der Teststrukturen und Bauteile (elektrische Kennlinien, Schichtwiderstand, Mikroskopie, AFM, optische Spektroskopie) Wissenschaftliche Analyse der Ergebnisse als Basis der Erstellung und Umsetzung iterativer Versuchspläne zur Bauteiloptimierung

3 Kennziffer: FEP im Themenbereich "Drehtrommelbeschichtung im Vakuumverfahren" In einer Versuchsanlage für die Hochrate-Vakuumbeschichtung von Schüttgut (ALMA-1000) werden mehrlagige Korrosionsschutzschichten durch wechselweises Verdampfen von Aluminium und Sputtern von Zwischenschichten eines zweiten Materials (M={Cr, NiCr, Ti, }) auf Kleinteilen (Nietelemente) abgeschieden. Aktuelle Herausforderungen bestehen in der beschränkten Temperaturverträglichkeit der höchstfesten Nietelemente, welche Maßnahmen zur Beschränkung des Wärmeeintrags in die Charge bzw. zur Verbesserung der Wärmeabfuhr aus der Charge erfordern. Hierzu wird unter anderem eine neu konzipierte profilierte Substrattrommel getestet, sowie verschiedene Bewegungsmodi der Charge in den Beschichtungszonen erprobt. Die Ausschreibung richtet sich vorrangig an Studierende des Maschinenbaus, der Physikalischen Technik und verwandter Fachrichtungen. Im Rahmen der Arbeit soll zunächst das Bewegungsverhalten von Kleinteilen unterschiedlicher Geometrie in der Profiltrommel untersucht und charakterisiert werden. Hierbei sind die Versuchsparameter Chargengröße, Rotationsgeschwindigkeit und Drehrichtung / Richtungswechsel zu variieren. In der Folge sollen Temperaturindikatoren in unterschiedlichen thermischen Lastsituationen studiert und ausgewertet werden.

4 Kennziffer: FEP "Untersuchung der Lagerstabilität flexibler organischer Leuchtdioden" Das Fraunhofer FEP verfügt über moderne Anlagen zur Herstellung und Weiterentwicklung organischer Leuchtdioden sowie über die entsprechende Messtechnik zur Charakterisierung optoelektronischer Bauelemente. Im Rahmen ihrer Tätigkeit erhalten Sie Einblick in diese neuartige Fertigungstechnologie und erlernen den Umgang der erforderlichen Messtechnik. In der Abteilung S2S Organik-Technologie experimentieren wir an biegsamen großflächigen Lichtquellen, die eine völlig neue Formensprache in der Lichttechnik ermöglichen. Arbeiten Sie an diesem spannenden Thema mit. Die Ausschreibung richtet sich vorrangig an Studierende der Physik, der Physikalischen Technik, der Werkstoffwissenschaften oder der Elektrotechnik. Ziel ist die Entwicklung eines Testverfahrens zur Bestimmung der Lagerstabilität flexibler organischer Leuchtdioden. Dazu müssen am Fraunhofer FEP hergestellte Bauelemente zunächst elektrooptisch charakterisiert und anschließend Lagertests bei unterschiedlichen klimatischen Bedingungen (Temperatur, Luftfeuchte) unterzogen werden. Die Bewertung der Degradation erfolgt über optische Mikroskopie sowie anhand der photometrischen Parameter der Bauelemente. Aus den gemessenen Daten soll ein Beschleunigungsmodell abgeleitet werden.

5 Kennziffer: FEP "Abscheidung von porösen Si-Schichten als Anodenmaterial für Lithium-Ionen- Batterien" Die Abteilung Beschichtung Metall und Energietechnik befasst sich mit der großflächigen Vakuumbeschichtung von metallischen Platten und Bändern mit hohen Abscheideraten. Neben der hohen Umweltverträglichkeit besteht der Vorteil unserer Verfahren in der fast unerschöpflichen Palette abscheidbarer Schichtmaterialien, die weit über die der konventionellen Oberflächenveredelungsverfahren hinausgeht. Die Ausschreibung richtet sich an Studierende der Materialwissenschaften, Elektrotechnik, Physik, Maschinenbau und verwandter Fachrichtungen. Vorteilhaft sind Grundkenntnisse auf dem Gebiet der Dünnschicht- und Elektronenstrahltechnik sowie Interesse an experimenteller Arbeit und Kenntnisse der Datenauswertung mit dem Computer. Zu Ihren persönlichen Stärken zählen wissenschaftliches Arbeiten und ein ausgeprägtes Interesse an interdisziplinären Fragestellungen für verschiedenste Anwendungen. Sie sind in der Lage, sich schnell in neue Problemstellungen einarbeiten zu können und haben Interesse an der selbstständigen Planung und Durchführung von Experimenten. Eine hohe Motivation, Teamfähigkeit und gute Kenntnisse der deutschen und englischen Sprache sind unabdingbar. Ihre Aufgaben für die Erstellung der Abschlussarbeit sind die Begleitung und Auswertung von Experimenten zur Untersuchung des Herstellungsmechanismus von porösen Si-Schichten. Gegenstand der wissenschaftlichen Fragestellung ist dabei die systematische Untersuchung zur Abscheidung von Silizium-Zink-Schichtenstrukturen und Beeinflussung von Zusammensetzung und Gefüge durch Variation von Prozessparametern, sowie die Charakterisierung erzeugter porösen Strukturen hinsichtlich ihrer Morphologie.

6 Kennziffer: FEP Themenbereich "Hochrate PECVD-Prozess" Die Vakuumbeschichtung von Polymerfolien wird in vielen Produkten des täglichen Lebens angewendet. Sie spielt eine bedeutende Rolle in z.b. der Verpackungsindustrie oder der Autoindustrie. Der Geschäftsbereich Flache und Flexible Substrate am Fraunhofer FEP in Dresden forscht an der großflächigen Beschichtung von flexiblen Substraten wie z.b. Polymerfolien in dynamische Beschichtungsverfahren. Ein wichtiges Thema ist eine effizientere, produktivere Abscheidung dieser Schichten zur Senkung der Kosten in der Industrie. Ein bedeutendes Verfahren ist die Hochrate-PECVD (Plasma gestützte Chemische Gasphasenabscheidung). Der Prozess erlaubt die schnelle Abscheidung von SiO 2 und hat ein großes Potenzial etablierte PECVD-Verfahren zu ersetzen. Eine große Herausforderung ist es, die gewünschten Schichteigenschaften bei diesen hohen Abscheideraten zu gewährleisten. Die Ausschreibung richtet sich vorrangig an Studierende der Ingenieurwissenschaften, der Physik, der Technischen Informatik, der Physikalischen Technik oder der Werkstoffwissenschaften. Innerhalb der Arbeit lernen Sie den hohlkathodengestützten Hochrate-PECVD-Prozess kennen und nutzen ihn zur Herstellung von Plasmapolymerschichten. Innerhalb dieser Arbeit soll ein besseres Verständnis des Schichtwachstums bei unterschiedlichen Abscheideraten entstehen. Dazu werden verschiedene Schichten auf eine Kunststofffolie abgeschieden und anschließend auf ihre funktionellen und topographischen Eigenschaften untersucht. Die Charakterisierung wird sowohl selbstständig als auch in enger Zusammenarbeit mit den erfahrenen Wissenschaftlern der Analytikabteilung durchgeführt.

7 Kennziffer: FEP "Mechanische Charakterisierung von Schichten auf Foliensubstraten" Der Bereich Flache und Flexible Substrate forscht an der großflächigen Beschichtung von flexiblen Substraten, wie z.b. Polymerfolien in dynamischen Beschichtungsverfahren. Diese Beschichtungen werden in vielfältigen Anwendungsgebieten benötigt. Eines dieser Anwendungsfelder ist die flexible und organische Elektronik, wie z.b. Flexible organische LED s oder Solarzellen. Die steigenden Ansprüche zur Flexibilität, Biegbarkeit und Dehnbarkeit erfordern ein detailliertes Verständnis der mechanischen Eigenschaften der Schichten. Die Ausschreibung richtet sich vorrangig an Studierende der Ingenieurwissenschaften, der Physik, der Technischen Informatik, der Physikalischen Technik oder der Werkstoffwissenschaften. Innerhalb der Arbeit lernen Sie verschiedene Vakuumbeschichtungstechnologien wie Magnetronsputtern oder die plasmagestützte chemische Gasphasenabscheidung (PECVD) kennen und benutzen diese, um verschiedene Schichten auf Foliensubstraten abzuscheiden. Diese Schichten werden dann auf ihre funktionellen Eigenschaften, z. B. elektrische Leitfähigkeit, und den Einfluss von mechanischer Belastung auf diese Eigenschaften untersucht. Die Charakterisierung wird sowohl selbstständig als auch in enger Zusammenarbeit mit den erfahrenen Wissenschaftlern der Analytikabteilung durchgeführt. Die Vergütung richtet sich nach der Gesamtbetriebsvereinbarung zur Beschäftigung studentischer Hilfskräfte.