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M933 – Elektronenstrahl-Technologien
Electron Beam Technology
Version: 1
Prof. Dr.-Ing. Gunther Göbel
gunther.goebel(at)htw-dresden.de
Prof. Dr.-Ing. Gunther Göbel
gunther.goebel(at)htw-dresden.de
Prof. Dr. rer. nat. Christoph Metzner
christoph.metzner(at)fep.fraunhofer.de
Deutsch
3.00 Credits
90 Stunden
3.00 SWS (2.00 SWS Vorlesung | 1.00 SWS Übung)
45.00 Stunden
Schriftliche Prüfungsleistung
Prüfungsdauer: 90 min | Wichtung: 100 %
- Vorlesung
- Übung
1. Grundlagen thermische und nicht-thermische Elektronen-
strahl-Technologien
- Wechselwirkung von Elektronen mit Materie
- Begriffe und Größen
- Detektoren für die Dosimetrie
- Dosimetrie an Elektronenstrahlanlagen
- Praktische Dosisermittlung in der nicht-thermischen Elektronenstrahltechnologie
2. Wirkung der Elektronen auf verschiedene Materialien
3. Elektronenstrahltechnik
- Elektronenstrahlerzeuger
- Strahlführungsprinzipien
- Anlagen für industrielle Anwendungen
4. Industrielle Anwendungen
5. Ausblick auf neue Anwendungen
Ziel der Lehrveranstaltung ist es, die Studierenden mit den chemischen, physikalischen und anwendungstechnischen Aspekten des Elektronenstrahls zur Behandlung von Oberflächen und Randschichten verschiedener Materialien vertraut zu machen. Dabei werden die engen Zusammenhänge zwischen Technologie, Struktur und Eigenschaften der Materialien erklärt, um davon ausgehend das Potential der Elektronenbehandlung zur Modifikation von Werkstoffen einschätzen, und im Hinblick auf die jeweilige Anwendung geeignete Werkstoffe und Technologien auswählen zu können. Die Studierenden werden in die Lage versetzt:
- die Auswirkung von Elektronenstrahlverfahren auf Werkstoffe zu verstehen
- geeignete Materialien für die Elektronenbehandlung auszu-wählen
- aufgrund der Zusammensetzung und Eigenschaften des Materials grundlegende Verfahrensbedingungen für die Elektronenstrahlbehandlung abzuleiten
- Möglichkeiten der Eigenschaftsmodifizierung und -optimierung anzugeben
- die Ergebnisse der Behandlungsmethoden anhand von Analysen- und Prüfverfahren kritisch zu beurteilen
Vermittlung von Kenntnissen, die sich im Besonderen auf die Elektronenstrahlanlage der HTW Dresden und periphere Technik beziehen:
Nutzung des 2008 aufgebauten Elektronenstrahltechnikums an der HTW mit dem Ziel, Kenntnisse aus der Vorlesung auf ausgewählte Versuche zu übertragen:
- Verständnis für die Funktionsweise der Anlage
- Schweißen unterschiedlicher Werkstoffe und Abgrenzung zu den konventionellen Schweißprozessen
- Elektronenstrahlbehandlung von Kunststoffoberflächen (PP, PVC) mit dem Ziel der Oberflächenmodifizierung (Haftverbesserung – Abreißtest, Reibwinkelprüfung, Prüfung des Benetzungsverhaltens - Kontaktwinkelmessung
- Charakterisierung der Oberflächen mit IR-Spektroskopie und Rasterelektronenmikroskopie Funktionalisierung der Oberflächen durch Plasmabehandlung mit reaktiven Gasen (N2, O2)
- Trainieren der technologischen Kompetenz bei der Bewertung von Anwendungen und deren Durchführung
- Trainieren der Bewertung von Aspekten der Wirtschaftlichkeit an Hand von Anwendungsbeispielen
- Trainieren der Teamfähigkeit durch gemeinsame selbständige Erarbeitung die Vorlesung ergänzender Materialien und bei der praktischen Arbeit
- Trainieren der schöpferischen Arbeit beim Übertragen beispielhafter Lösungen auf aktuelle Anwendungsfelder, Diskussion der Lösungsvorschläge und Diskussion der fachlichen Randbedingungen
Kenntnisse in den Wissensgebieten Physik, Elektrotechnik, Werkstofftechnik, Konstruktionslehre
- Schiller, Heisig, Panzer: Elektronenstrahltechnologie, Verlag Technik GmbH Berlin, 1995
- Heger, A.: Technologie der Strahlenchemie von Polymeren Carl Hanser Verlag München Wien, 1990
- Garratt, P. G.: Strahlenhärtung, Curt R. Vincentz Verlag Hannover, 1996
Lehrmaterial und Einschreiblisten sind über die Lehr- und Lernplattform OPAL verfügbar
⇒ Link zum OPAL-Katalog der Fakultät Maschinenbau