Technische Universität Bergakademie Freiberg: Qucosa
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Der Mitarbeiter als Kunde - Job Customization als Strategie zur Mitarbeiterbindung
Get PDFDie Dissertation analysiert den Effekt verschiedener Strategien der Anpassung von Maßnahmen zur Mitarbeiterbindung an individuelle Bedürfnisse und Präferenzen von Mitarbeitern. Hierfür erfolgte eine Übertragung der Customization-Strategie aus dem kunden- in das mitarbeiterorientierte Marketing und eine Neu-Konzeptualisierung als „Job Customization“. Anknüpfend wurden theoretische Ansätze zur Erklärung des Effekts von Job Customization auf organisationales Commitment diskutiert. Zur Überprüfung des Untersuchungsmodells und der Hypothesen wurde eine standardisierte Online-Befragung durchgeführt. Die Datenauswertung mittels Kausalanalyse zeigte, dass Job Customization über die Erfüllung des psychologischen Vertrags, psychologisches Empowerment und wahrgenommene organisationale Unterstützung positiv auf organisationales Commitment wirkt. Dabei ist der Effekt stärker positiv, wenn Mitarbeiter aktiv in Job Customization einbezogen werden. Das Bedürfnis nach Optimierung und das Streben nach Differenzierung von Anderen verstärken den Effekt zusätzlich
Phasenumwandlungen und Änderungen der Mikrostruktur in Konversionselektroden für Lithium-Ionen-Batterien basierend auf 3d-Übergangsmetalloxiden
Get PDFDie untersuchten Ausgangsmaterialien α-Fe2U3, ɣ-Fe2O3, Fe3O4, CoO, Co3O4, NiO sowie CuO eignen sich durch ihre hohe theoretische spezifische Kapazität als Elektrodenmaterial für Lithium-Ionen-Batterien. Die zugrundeliegenden Mechanismen zur Speicherung der Li-Ionen konnten mit allen Phasenumwandlungen und der Bildung von Zwischenprodukten im ersten Reduktionsschritt beschrieben werden. In Abhängigkeit von der Kristallstruktur der Ausgangsmaterialien und den Reaktionsgeschwindigkeiten konnten der Gesamtreaktion die einzelnen Mechanismen Interkalation von Li-Ionen, Substitution von Kationen in der Kristallstruktur und Konversionsmechanismus zugeordnet werden. Auf Grund des gemeinsamen kubisch flächenzentrierten Sauerstoffuntergitters der Ausgangsmaterialien und Zwischenprodukte zeigen sich für die Materialsysteme Fe-O, Co-O und Ni-O Orientierungsbeziehungen zwischen den Kristalliten des Ausgangsoxids, des lithiierten Metalloxids und der Li2O-Matrix. Im Gegensatz dazu sind die auf der CuO-Phase basierenden Kristallite regellos orientiert und zeigen eine höhere Zyklenstabilität. Die Orientierungsbeziehung zwischen den lithiierten Metalloxiden und der Li2O-Matrix hindert dagegen den Austausch der Li-Ionen, beeinträchtigt die Zyklenstabilität und trägt so zu einer schnelleren Alterung der Elektrode bei
Tagungsband Umwelt, Energie und Rohstoffe 2021 & 21. Geokinematischer Tag: 05.-07. Mai 2021, Freiberg
Get PDFDas Institut für Markscheidewesen und Geodäsie veranstaltete vom 05. bis 07. Mai 2021, in Freiberg, die gemeinsame Tagung Umwelt, Energie Rohstoffe & 21. Geokinematischer Tag 2021, um die neuesten Entwicklungen im Markscheidewesen und den angrenzenden Fachgebieten vorzustellen und zu diskutieren
Keramikähnliche Kompositsysteme für die Wicklungsisolation elektrischer Maschinen
Get PDFDie Steigerung der elektromagnetischen Ausnutzung elektrischer Maschinen ist im Wesentlichen durch eine Erhöhung des Strombelages möglich. Die Belastungsgrenze resultiert u. a. aus
der maximal zulässigen Temperatur der Wicklungsisolation. Aus der geringen spezifischen thermischen Leitfähigkeit herkömmlicher Isolierwerkstoffe resultieren große Temperaturgradienten
im Wicklungsquerschnitt und es kommt zur Bildung von Hotspots z. B. in den Wicklungsköpfen. Im Beitrag werden die Entwicklung und die Charakterisierung von Polysiloxan-Kompositen mit keramischen Füllstoffen vorgestellt. Im Vergleich zu herkömmlichen Isoliermaterialen kann die spezifische thermische Leitfähigkeit damit etwa um den Faktor fünf gesteigert werden. Die Materialien werden für die Herstellung der Hauptisolation des Elektroblechpaketes in einem Tauchprozess sowie die Vakuum-Imprägnierung der Wicklung eingesetzt. Für einen elektrischen Radnabenantrieb werden die erwartete Wicklungstemperaturreduzierung und die daraus resultierende mögliche Leistungsdichtesteigerung diskutiert.The increase of the electromagnetic utilisation of electrical machines is essentially achievable by increasing the electric load. The power limit results from the maximum permissible temperature
of the winding insulation. The low specific thermal conductivity of conventional insulating materials results in large temperature gradients in the winding cross section and the appearance of hotspots in the end windings. The paper discusses the development and characterisation of polysiloxane composites with ceramic fillers. Compared to conventional insulating materials, therewith the specific thermal conductivity can be increased by a factor of five. The materials are used for the production of the main insulation of the laminated core in a dipping process and the vacuum impregnation of the winding. For an electric wheel hub motor, the expected winding temperature reduction and the possible power density increase are discussed
An ALE method for simuations of elastic surfaces in flow
Get PDFDie Dynamik von elastischen Membranen, Kapseln und Schalen hat sich zu einem aktiven Forschungsgebiet in der simulationsgestützten Physik und Biologie entwickelt. Die dünne Oberfläche dieser elastischen Materialien ermöglicht es, sie effizient als Hyperfläche zu approximieren. Solche Oberflächen reagieren auf Dehnungen in Oberflächenrichtung und Verformungen in Normalenrichtung mit einer elastischen Kraft. Zusätzlich können Oberflächenspannungskräfte auftreten. In dieser Arbeit präsentieren wir eine neuartige Arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) Methode um solche in (Navier-Stokes) Fluiden eingebetteten elastischen Schalen zu simulieren. Dadurch, dass das Gitter an die elastische Oberfläche angepasst ist, kombiniert die vorgeschlagene Methode hohe Genauigkeit mit Effizienz in der Berechnung der Lösungen. Folglich kann man die Simulationen mit einer verhältnismäßig geringen Gitterauflösung durchführen. Der Fokus dieser Arbeit liegt bei achsensymmetrischen Formen und Strömungen, wie sie bei vielen biophysikalischen Anwendungen zu finden sind. Neben einer allgemeinen dreidimensionalen Beschreibung formulieren wir achsensymmetrische Kräfte auf der Oberfläche, für welche wir eine Diskretisierung mit der Finite Differenzen Methode vorschlagen, welche an eine Finite-Elemente Methode für die umgebenden Fluide gekoppelt ist. Weiterhin entwickeln wir eine Strategie zur impliziten Kopplung der Kräfte, um Zeitschrittrestriktionen zu reduzieren. In verschiedenen numerischen Tests werden wir zeigen, dass akkurate Ergebnisse schon in einer Größenordnung von Minuten auf einer Single-Core
CPU erreicht werden können. Die Methode wurde in drei aktuellen Anwendungen verwendet, wobei mindestens zwei davon nach unserer Kenntnis im Moment mit keiner anderen numerischen Methode simuliert werden können: Zunächst präsentieren wir Simulationen von biologischen Zellen, die im Zuge eines RT-DC (Real-Time Deformability Cytometry) Experiments durch einen schmalen mikrofluidischen Kanal advektiert und dabei verformt werden. Danach zeigen wir die Ergebnisse erster Simulationen der uniaxialen Kompression biologischer Zellen zwischen zwei parallelen Platten im Zuge eines AFM Experiments. Schließlich präsentieren wir Resultate erster Simulationen von neuartigen mikroschwimmenden
Schalen, welche lediglich durch äußere Einflüsse (wie z.B. Ultraschall), zum Schwimmen angeregt werden können.The dynamics of membranes, shells, and capsules in fluid flow has become an active research area in computational physics and computational biology. The small thickness of these elastic materials enables their efficient approximation as a hypersurface, which exhibits an elastic response to in-plane stretching and out-of-plane bending, possibly accompanied by a surface tension force. In this work, we present a novel arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) method to simulate such elastic surfaces immersed in Navier-Stokes fluids. The method combines high accuracy with computational efficiency, since the grid is matched to the elastic surface and can therefore be resolved with relatively few grid points. The focus of this work is on axisymmetric shapes and flow conditions, which are present in a wide range of biophysical problems. Next to a general three-dimensional description, we formulate axisymmetric elastic surface forces and propose a discretization with surface finite-differences coupled to evolving finite elements. We further develop an implicit coupling strategy to reduce time step restrictions. Several numerical test cases show that accurate results can be achieved at computational times on the order of minutes on a single core CPU. Three state-of-the-art applications are demonstrated, where to our knowledge at least two of them cannot be simulated with any other numerical method so far. First, simulations of biological cells being advected through a microfluidic channel and therefore being deformed during an RT-DC (Real-Time Deformability Cytometry) experiment are presented. Then, the uniaxial compression of the cortex
of a biological cell during an AFM experiment is investigated. Finally, we present the results of first simulations of the observed shape oscillations of novel microswimming shells which can be locomoted by exterior influences (e.g. ultrasound waves) only
Beitrag zum Elektronenstrahlfügen von TRIP-Matrix Kompositen
Get PDFIn der vorliegenden Arbeit wurde die Schweißbarkeit von hochlegierten TRIP-Matrix Verbundwerkstoffen (TMC) mit und ohne MgO teilstabilisiertem ZrO2 (Mg-PSZ) als Partikelverstärkungsphase mit Hilfe des Elektronenstrahl-Fügeverfahrens erstmals umfassend untersucht. An arteigenen, partikelfreien Fügeverbindungen wurde durch eine breite Parametervariation die Schweißnahtgeometrie, sowie die Auswirkungen des lokalen Temperaturgradienten auf die Mikrostrukturentwicklung untersucht. Die Schweißbarkeit der partikelfreien Stahlmatrix (3-9 Gew.-% Ni) ist sehr gut und wird durch die Neigung zum Humping beschränkt, die mit zunehmendem Nickelgehalt abnimmt. Unter quasistatischer und dynamischer Beanspruchung führt das Schweißen zu keiner signifikanten Beeinflussung der mechanischen Kennwerte. Lediglich bei zyklischer Beanspruchung kommt es zu einer Lebensdauerverringerung durch den Schweißprozess, die in der angegebenen Reihenfolge zunimmt: 16-7-3 --> 16-6-9 --> 16-7-6. Des Weiteren wurden zahlreiche Schweißungen an arteigenen, partikelverstärkten Fügeverbindungen durchgeführt, die trotz zahlreicher Optimierungen keine ausreichende Schweißbarkeit aufweisen. Grund dafür ist die Wechselwirkung zwischen Elektronenstrahl und Mg-PSZ-Partikeln, die zur explosionsartigen Verdampfung und der Bildung eines Hohlraums in der Schweißnahtmitte führen. Es wurden deshalb artfremde Schweißversuche durchgeführt, die in Abhängigkeit der Schweißgeschwindigkeit Rückschlüsse auf die zulässige Menge an Mg-PSZ in der Schweißzone zuließen. Durch EBSD und TEM-Untersuchungen konnten Grenzzustände für die Aufschmelzung des Verbundwerkstoffs identifiziert werden. Im letzten Teil der Arbeit wurde erstmal ein EB-Lötprozess mit Hilfe einer im Rahmen der Arbeit entwickelt und optimierten temperaturgesteuerten Leistungsregelung erfolgreich realisiert. Durch numerische Berechnungen konnte sowohl die laterale Energieverteilungsfunktion des Elektronenstrahls als auch die Spaltfüllung durch Wärmeausdehnung optimiert werden. Die entstandenen Lotverbindungen wurden mittels lichtmikroskopischer Aufnahmen und ESBD-Untersuchungen charakterisiert, zeigen eine hervorragende Anbindung durch ein chemisches Schmelzen des TMC-Grundwerkstoffs und besitzen Zugfestigkeiten von Rm ≤ 390 MPa
Raman spectroscopy: from ferroelastic domain identification to strain tuning
Get PDFThis cumulative Habilitation thesis summarizes several examples related to the application of Raman spectroscopy for the investigation of coupling phenomena induced by epitaxially, mechanically or piezoeletrically applied strain. Methods for quantitative determination of strain by Raman spectroscopy are proposed for some materials such as BiFeO3 or strained Si. Raman spectroscopy was also used for understanding temperature induced phase transitions or orbital ordering, which are intimately related to specific phonon modes, as in the case of BiCrO3 or LaVO3, respectively.
A method based on the Raman tensor formalism, which allows an assignment of the BiFeO3 Raman modes of pure as well as mixed character/symmetries is proposed. Relying on this assignment it is shown that Raman spectroscopy is a powerful tool for the investigation of ferroelastic domain formation in multiferoic materials, being able to probe the tilt of the domain walls
Hairpin-Wicklungen für elektrische Fahrantriebe
Get PDFDieser Beitrag beschäftigt sich mit den zunehmend Verbreitung findenden Hairpin-Wicklungen unter den besonderen Randbedingungen elektrischer Fahrantriebe. Dabei wird bewusst auf den in der Literatur bekannten Vergleich zu konventionellen Wicklungen hinsichtlich Nutfüllfaktor und Kühlanbindung verzichtet. Stattdessen konzentriert sich der Beitrag zunächst auf die Stromverdrängung, ihre Abhängigkeiten sowie Möglichkeiten zur Reduzierung des Effekts, wobei ausschließlich Maßnahmen vorgestellt werden, die zum Stand der Technik großserientauglich sind. Darüber hinaus werden Potentiale im Layout der Spulenseiten und Wickelköpfe aufgezeigt, die weit über die Optionen von aus Endlosdraht hergestellten Wicklungen hinausgehen.This paper examines the increasingly popular hairpin windings under the dedicated boundary conditions of electrical drivetrains. A comparison to conventional windings regarding slot filling and cooling link will consciously be omitted since it is well known from literature. Instead, the paper concentrates on current displacement, its dependencies and possibilities for its reduction – with only measures being considered that state-of-the-art are suitable for mass-production. Furthermore, potentials in the layout of coil sides and end-windings are shown, which are far beyond the options of windings manufactured from continuous wire
Modellierung und Ladezustandsdiagnose von Lithium-Ionen-Zellen
Get PDFIn diesem Beitrag wird ein neuer Ansatz zur Modellierung von Lithium-Ionen-Zellen vorgestellt, bei dem neben einem Modell zur Beschreibung des Nominalverhaltens der Zelle ein Unbestimmtheitsmodell parametriert wird, welches die unvermeidbare Abweichung zwischen dem Nominalmodell und dem tatsächlichen Zellverhalten quantifiziert. Für diese Modellbeschreibung wird ein neuer Algorithmus zur Ladezustandsdiagnose entwickelt, der anstelle eines einzelnen (fehlerbehafteten) Wertes für den Ladezustand ein Vertrauensintervall angibt sowie Artefakte im zeitlichen Verlauf des geschätzten Ladezustandes vermeidet. Die Eigenschaften der Ladezustandsschätzung werden an einer Lithium-Ionen-Zelle und einem Einsatzszenario aus dem automobilen Bereich demonstriert.In this paper, a new approach to modeling lithium ion cells is presented. In addition to a model that describes the nominal behavior of the cell, an uncertainty model is parameterized which quantifies the unavoidable difference between the nominal model and the true system behavior. For this model description a new algorithm for state of charge estimation is developed, which provides a confidence interval instead of a single unreliable value for the state of charge and avoids artifacts in the progression of the estimated state of charge over time. The properties of the state of charge estimation are demonstrated on a lithium-ion cell in an automotive application scenario
Der Einfluss der Grenzfläche bei der Filterkuchenwaschung mit nicht mischbaren Waschflüssigkeiten
Get PDFDie steigende Anzahl an Verfahren, in denen eine Filtration und eine Aufreinigung des gebildeten Filterkuchens durch Waschung notwendig ist, und die Steigerung deren Effizienz und Wirtschaftlichkeit verlangen nach einer Optimierung der Prozesse. Die Erarbeitung eines grundlegenden Verständnisses der Verdrängungsprozesse zwischen polaren und unpolaren Flüssigkeiten in einem Haufwerk schafft Erkenntnisse, die bei der Auswahl der verwendeten Lösungsmittel/Feststoffkombinationen während des Syntheseweges hilfreich sind. Durch die Verwendung von Silanen als Beschichtung kann die Oberflächeneigenschaft der Partikel variiert werden, während granulometrische Eigenschaften konstant bleiben. So dienen die Partikelsysteme als Basis der Untersuchungen zum Einfluss der Benetzungseigenschaften auf die Waschung unter Ausschluss anderer prozessbestimmender Variablen. Bei der Waschung der Partikelsysteme muss die Bedeutung der sich ausbildenden Phasengrenze herausgestellt werden. Sind Wasch- und Porenflüssigkeit nicht mischbar, bestimmt die auftretende Flüssig/Flüssig-Phasengrenze die Phänomenologie und die Effizienz des Prozesses. Das Auftreten einer Phasengrenze zwischen beiden Flüssigkeiten erlaubt die Aufnahme einer Flüssig/Flüssig-Kapillardruckkurve, die als Grenzkurve die zu erwartenden technischen Waschergebnisse darstellt. So kann eine Aussage darüber getroffen werden, welche Austauschverhältnisse und Restgehalte an Verunreinigung im Kuchen bei der Auswaschung mit nichtmischbaren Flüssigkeiten maximal zu erwarten ist.:ABBILDUNGSVERZEICHNIS
SYMBOLVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG
2 GRUNDLAGEN
2.1 FILTRATION
2.1.1 Kuchenbildung
2.1.2 Entfeuchtung
2.2 FILTERKUCHENWASCHUNG
2.3 SYSTEMEIGENSCHAFTEN
2.3.1 Feststoffe
2.3.2 Flüssigkeiten
2.3.3 Suspension
2.3.4 Haufwerk- und Kuchenstruktur
2.4 GRENZFLÄCHEN UND BENETZUNG DISPERSER SYSTEME
2.4.1 Oberflächenenergie
2.4.2 Benetzung
2.4.3 Kapillarität
2.5 BENETZUNG UND KAPILLARITÄT IN BEZUG ZUR FILTRATION
2.5.1 Die Kapillardruckkurve
2.5.2 Zusammenspiel von Benetzung und Filtration
2.5.3 Die Umnetzungskurve
2.6 SILANE – AUFBAU UND FUNKTION
3 MATERIALIEN UND METHODEN
3.1 STOFFSYSTEME
3.1.1 Partikelsystem
3.1.2 Flüssigkeiten
3.1.3 Silane
3.2 SILANISIERUNG ZUR VARIATION ZUR BENETZUNG
3.3 FESTSTOFFCHARAKTERISIERUNG
3.3.1 Laserbeugung
3.3.2 Statische Bildanalyse
3.3.3 Rasterelektronenmikroskopie
3.3.4 Energiedispersive Röntgenspektroskopie
3.3.5 Stickstoffadsorption
3.3.6 Thermogravimetrische Analyse
3.3.7 Ellipsometrie
3.3.8 Goniometrie
3.4 PROZESSRELEVANTE FLUID- UND SUSPENSIONSCHARAKTERISIERUNG
3.4.1 Tensiometrie
3.4.2 Grenzflächenrheometrie
3.4.3 Sedimentations- und Kompressionsmessung
3.5 VERSUCHSDURCHFÜHRUNG
3.5.1 Filtration
3.5.2 Waschung
3.5.3 Bestimmung Filtrat- und Retentatkonzentration
3.5.4 Kapillardruckkurve
3.5.5 Umnetzungskurve
4 OBERFLÄCHENKONFIGURATION DER PARTIKELSYSTEME
MITTELS SILANEN
4.1 VARIATION DER OBERFLÄCHENENERGIE
4.2 AUSBILDUNG DER SILANSCHICHT
4.3 KONSISTENZ DER DISPERSEN FESTSTOFFEIGENSCHAFTEN
5 BENETZUNGSEFFEKTE BEI DER WASCHUNG VON
FILTERKUCHEN
5.1 STRUKTURBILDUNG BEI DER FILTRATION
5.1.1 Sedimentationseigenschaften
5.1.2 Filterkuchenbildung
5.2 KUCHENWASCHUNG
5.2.1 Kuchenwaschung mit mischbaren Systemen
5.2.2 Kuchenwaschung mit nichtmischbaren Systemen
5.2.3 Viskositätsdifferenz
5.2.4 Nachweis der aufgestellten Theorien
6 DARSTELLUNG DES WASCHUNGSGLEICHGEWICHTES ÜBER
EINE UMNETZUNGSKURVE
6.1 MESSTECHNISCHE ERFASSUNG
6.1.1 Technische Methode
6.1.2 Druckmethode
6.2 HAUPTEINFLUSSPARAMETER AUF DIE UMNETZUNGSKURVE
6.2.1 Variation der Benetzung
6.2.2 Variation der Partikelform
6.2.3 Variation der Partikelgröße
6.3 VERGLEICH: UMNETZUNGS- UND KAPILLARDRUCKKURVEN
7 SCHLUSSWORT
LITERATURVERZEICHNIS
ANHAN