Bachelorarbeit, Masterarbeit, Projektarbeit oder Forschungslabor
© IKVThematische Einordnung:
Durch das Aufbringen funktionaler Schichten lassen sich beispielsweise die Gasbarriereeigenschaften, die Kratzfestigkeit, die Benetzbarkeit oder die chemische Beständigkeit von Kunststoffoberflächen an spezifische Anforderungen anpassen. Dadurch eröffnet die Plasmatechnik vielfältige Anwendungsmöglichkeiten in Branchen wie der Automobil-, Verpackungs-, Medizin- und Elektrotechnik und stellt eine Schlüsseltechnologie für die Entwicklung nachhaltiger Kunststoffprodukte dar.
Im PECVD-Prozess wird ein Prozessgas durch die Einkopplung von Mikrowellenenergie ionisiert und in einen Plasmazustand überführt. Die dabei entstehenden reaktiven Spezies initiieren eine Fragmentierungs- und Reaktionskaskade, die letztlich zur Bildung der gewünschten Beschichtung führt.
Die Effizienz und Qualität des Beschichtungsprozesses hängen dabei maßgeblich von der räumlichen Verteilung der Mikrowellenenergie innerhalb des Reaktors ab. Eine homogene Mikrowellenfeldverteilung trägt entscheidend zu einer gleichmäßigen Plasmaerzeugung und damit zu reproduzierbaren Schichteigenschaften bei. Um den Energieeintrag möglichst effizient zu gestalten und die erforderliche Mikrowellenleistung zu minimieren, ist eine gezielte Positionierung der Mikrowelleneinkopplungen erforderlich. Die Untersuchung und Optimierung der Mikrowellenverteilung im Reaktor stellt daher einen wesentlichen Schritt zur Weiterentwicklung energieeffizienter PECVD-Prozesse dar.
Zielsetzung:
Im Rahmen dieser Arbeit soll ein Simulationsmodell zur Analyse der Mikrowellenfeldverteilung in einem Plasmareaktor entwickelt werden. Zu Beginn erfolgt die Erstellung eines zweidimensionalen Modells einer rechteckigen Reaktorgeometrie mit einer einzelnen punktförmigen Mikrowellenquelle. Darauf aufbauend werden die Anzahl sowie die Position der Mikrowelleneinkopplungspunkte variiert, um deren Einfluss auf die Feldverteilung zu untersuchen. Darüber hinaus wird der Effekt eines in den Reaktor eingebrachten Körpers auf die Verteilung des elektromagnetischen Feldes analysiert.
Im weiteren Verlauf wird das Modell auf komplexere Reaktorgeometrien und Substratgeometrien erweitert. Hierbei werden die Positionen der Mikrowelleneinkopplungen als Optimierungsparameter betrachtet und hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf die Homogenität und Verteilung des Mikrowellenfeldes untersucht. Je nach Umfang der Arbeit wird die Komplexität des Modells kontinuierlich erhöht.
Deine Aufgaben:
| Für eine Bachelorarbeit bearbeitest du folgende Aufgabenstellungen: | Zusätzlich für eine Masterarbeit bearbeitest du: |
| Literaturrecherche | Kontinuierliche Erweiterung der Komplexität des Modells |
| Variation der Anzahl und Position der Einkopplungspunkte | |
| Analyse der Feldverteilung in Anwesenheit von eingebrachten Körpern |
Der inhaltliche Umfang und die zeitliche Planung der Abschlussarbeit werden individuell mit dir abgestimmt und an deine Vorkenntnisse sowie Interessen angepasst. Zudem besteht die Möglichkeit, das Thema in modifizierter Form im Rahmen eines Forschungslabors oder einer Projektarbeit zu bearbeiten.
Dein Profil:
- Technisches oder naturwissenschaftliches Studium (z. B. Simulationstechnik, Verfahrenstechnik, Maschinenbau, Wirtschaftsingenieurwesen, Physik, Mathematik, Materialwissenschaften, Umweltingenieurwissenschaften…)
- Lernbereitschaft für die Einarbeitung in neue Problemstellungen rund um die Plasmatechnik
- Selbstständige und strukturierte Arbeitsweise
- Erste Erfahrungen mit simulativen arbeiten sind wünschenswert, aber nicht notwendig
Die AG Plasma bietet dir ein offenes, junges Team, in dem du und deine Fähigkeiten im Zuge deiner Abschlussarbeit wachsen können, mit klaren Zielen und abwechslungsreichen Aufgaben. Wenn du daran Interesse hast, die Kunststofftechnik mit deinen kreativen Ideen mitzugestalten, melde dich sehr gerne bei mir!