Defekt-Engineering in funktionalen Nanokompositen durch ihre lokale hochenergetische Behandlung

- in der Forschungsgruppe "Funktionale Nanokomposite"

 

Bearbeiter:
Dipl.-Ing. Thomas Klotz

Inhalt:

Analyse der Strömungsvorgänge entlang der Oberflächen mit der Methode der Mikro-PIV. Dazu werden die gezielt strukturierten Oberflächen so vorbereitet, dass sie in einen Mikrokanal eingepasst werden können und mittels eines Mikroskops hinsichtlich des Strömungsverlaufs entlang der Oberfläche charakterisiert werden können.

In Abhängigkeit der optischen Reflexionseigenschaften der Oberflächen werden parallel dazu im Belichtungsverfahren Waferstrukturen mit identischer Oberflächenstruktur über strukturierte Masken erzeugt, um definierte Randbedingungen zu erzielen. Die Strömung entlang dieser Oberflächen kann durch Negativ-Abformen von transparenten Silikonmatten mit definiert eingestellten Benetzungseigenschaften, z.B. hydrophob oder hydrophil, gezielt untersucht werden.

Im weiteren Verlauf sollen großflächigere Oberflächen genutzt werden, an denen die Wechselwirkungen und insbesondere die Reibungsminderung bei turbulenten Grenzschichtströmungen bei hohen Reynolds-Zahlen untersucht werden kann. Dazu ist es notwendig, dass eine größere Oberfläche am Stück mit definierter Defekt-Struktur hergestellt wird und in einem Strömungskanal getestet werden kann. Ziel dieser Untersuchungen ist es, insbesondere die Beeinflussung der turbulenten Austauschprozesse in Wandnähe der umströmten Grenzschicht durch die gezielt hergestellten Defekt-Strukturen integral messen zu können.

(Auszug aus dem ADDE („Funktionales Strukturdesign neuer Hochleistungswerkstoffe durch Atomares Design und Defekt-Engineering“) Teilprojekt 13)


 

Originalausschnitt einer Hochgeschwindigkeitsaufnahme mit Darstellung der wandnahen Strömungstopologie in der späten Transitionsphase an einer ebenen Platte mittels Micro-Pillar Arrays. Die Untersuchungen zu den transitionellen Strömungen und deren wandnahen Signaturen wurden im Ölkanal der Universität Erlangen erstellt.