Aufbau und Verifizierung eines Versuchsstandes zur Bestimmung der Lebensdauerkennlinie von Isolierstoffkompositen unter AC-Beanspruchung

Arbeitstyp nach Absprache, Masterarbeit, Bachelorarbeit

Im LOEWE Schwerpunkt „FLAME –Fermi Level Engineering Antiferroelektrischer Materialien für Energiespeicher und Isolatoren“ wird erforscht, wie sich die Eigenschaften von Funktionsmaterialien überderen elektronische Struktur gezielt verändern lassen. Hierfür arbeiten zwölf Arbeitsgruppen aus den Fachbereichen Material-und Geowissenschaften, Chemie sowie Elektro-und Informationstechnik gemeinsam an der Entwicklung neuer bleifreier Antiferroelektrika für Energiespeicherund Isolatoren. Antiferroelektrische Materialien ermöglichen die Konstruktion von Kondensatoren mit hoher Energie-und Leistungsdichte, welche die Effizienz von Umrichtern verbessern können. Infolge ihrer feldabhängigen Permittivität kann dieses Material zusätzlich inIsolationssystemen (wie z.B. in Hochspannungsisolatoren)als Feldsteuerungsmaterial eingesetzt werden. Das wissenschaftliche Ziel des Fermi Level Engineering ist es, die Verständnislücke zwischen der elektronischen Struktur eines Materialsundseinen Eigenschaften zu schließen, um daraus Designprinzipien für neue Materialien mit gezielt eingestellter Funktion abzuleiten.Dementsprechend werden Isolierstoffkompositenmit antiferroelektrische Füllstoffenhergestellt und mit unterschiedlichen Methoden charakterisiert. Die Einsatzmöglichkeit dieser Isolierstoffkompositen werden besonderes durch deren Lebensdauer geprägt. Durch eine längere elektrothermische Beanspruchungkönnen sich die elektrischen Eigenschaften der Komposite verändern, welche zur Qualitätsminderungdes Isolierstoffkomposite führt.

Im Rahmen der Arbeit soll ein Versuchsstand für die Untersuchung der Lebensdauerkennlinie von Isolierstoffkomposite mit antiferroelektrischen Material konstruiert und verifiziert werden Zu Beginn soll deraktuelle Stand der Technik mithilfe einer Literaturrecherche ermittelt werden. Zur Ermittlung der verschiedenen Einflussfaktoren (Spannung, Temperatur)auf die Lebensdauerkennlinie werden die Komposite-Prüflingemittels eine variablen Spannung-und Temperaturquelle untersucht. Die Arbeit umfasst die Auslegung des Verstandes, seine Verifizierung,die Durchführung von Messungensowie die Dokumentation der Arbeit.