Infiltration geschlossenporiger pulvermetallurgischer Aluminiumschäume mit Phase-Change-Material und Evaluierung des Potentials des Materialverbundes

Beschreibung

Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung und Motivation 2 Stand der Technik 2.1 Aluminiumschaum 2.1.1 Einteilung 2.1.2 Herstellung 2.1.3 Strukturelle Eigenschaften 2.1.4 Mechanische Eigenschaften 2.1.5 Thermische Eigenschaften 2.1.6 Schaummodelle 2.1.7 Sandwichstrukturen 2.1.8 Anwendungen 2.2 Phase-Change-Material 2.2.1 Wirkprinzip und Einteilung 2.2.2 Herstellung 2.2.3 Eigenschaften 2.2.4 Konfektionierung 2.2.5 Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit 2.2.6 Anwendungen 2.3 Thermische Grundlagen 2.3.1 Grundlagen der Wärmeübertragung 2.3.2 Grundlagen der dynamischen Differenzkalorimetrie zur Bestimmung der spezifischen Wärmekapazität und Enthalpie 2.3.3 Messverfahren zur Bestimmung der Temperatur- und Wärmeleitfähigkeit 3 Zielstellung und Präzisierung der Aufgabenstellung 4 Infiltrationstechnologie 4.1 Grundlagenbetrachtungen zur Infiltration 4.1.1 Infiltrierbarkeit geschlossenporiger Aluminiumschäume 4.1.2 Verteilung des PCM innerhalb der Probe 4.2 Konzeptentwicklung für Infiltrationsverfahren 4.2.1 Konzepte PCM-Tauchinfiltration 4.2.2 Konzepte PCM-Vakuuminfiltration ohne Werkzeug 4.2.3 Konzepte PCM-Vakuuminfiltration mit Werkzeug 4.3 Fertigung und Modifikation von Aluminiumschaumproben 4.3.1 Herstellungsprozess von Aluminiumschaumhalbzeugen 4.3.2 Probenabdichtung 4.3.3 Infusions- und Injektionsanschlüsse 4.4 Berechnung des Infiltrationsgrads 4.5 Infiltrationsversuche 4.5.1 PCM-Tauchinfiltration 4.5.2 PCM-Vakuum-Infiltration ohne Werkzeug 4.5.3 PCM Vakuum-Infiltration mit Werkzeug 5 Messtechnische Untersuchungen 5.1 Strukturelle Charakterisierung 5.1.1 Dichte und Porenstruktur 5.1.2 Dichteverteilung 5.1.3 Ebenheit 5.1.4 Permeabilität 5.2 Thermische Charakterisierung 5.2.1 Wärmeleitung 5.2.2 Wärmekapazität 5.2.3 Zersetzungstemperaturen 5.2.4 Zyklenbeständigkeit 5.2.5 Experimente auf Bauteilebene 5.3 Mechanische Charakterisierung 5.3.1 Druckversuche 5.3.2 Kopfzugversuche 5.3.3 Schubversuche 5.3.4 Intrusionsversuche - Impaktverhalten 5.3.5 4-Punkt-Biegeversuche 5.3.6 Akustische Charakterisierung 6 Berechnung und Simulation 6.1 Thermische Dimensionierung und Validierung mittels FEM 6.1.1 Auslegung der Latentwärmespeicher-Systeme 6.1.2 Berechnung der Verbundeigenschaften 6.1.3 Implementierung der Verbundeigenschaften in die FEM-Umgebung 6.1.4 Validierung der thermischen Charakterisierung 6.2 Mechanische Dimensionierung und FEM-Validierung 6.2.1 Implementierung in die FEM-Umgebung 6.2.2 Validierung mechanischer Charakterisierung 7 Auswertung und Diskussion 7.1 Auswertung der Infiltrationstechnologie 7.2 Vergleich der thermischen Eigenschaften mit Literaturdaten 7.3 Vergleich der mechanischen Eigenschaften mit Literaturdaten 7.4 Evaluierung des Anwendungspotentials 8 Zusammenfassung 9 Ausblick 10 Literaturverzeichnis Anmerkungen Anhang

Autor*in

Rico Schmerler

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