Entwicklung einer Methode zur mikroskopischen Untersuchung gedehnter rezyklierbarer Barriereschichten

Ziel deiner Arbeit ist es, eine Methode zu entwickeln, mit der plasmabeschichtete Folien mit einem definierten Dehnungszustand im Elektronenmikroskop untersucht werden können.

Rissuntersuchung im Laserscanningmikroskop (LSM) | Bilder: IKV

Thema der Arbeit:
Die Beschichtung von Folien mit einer Barrierebeschichtung aus Siliziumoxid (SiOx) reduziert die Permeabilität für Gase wie z.B. Sauerstoff stark. Aufgrund der geringen Schichtdicke (< 100 nm) können SiOx-beschichtete Folien wie Monomaterial behandelt werden. Sie sind daher im Gegensatz zu den oft verwendeten Mehrschicht-Barrierefolien sehr gut rezyklierbar. Durch diese geringe Schichtdicke sind sie jedoch empfindlich gegenüber Dehnungen. Daher ist ihre Funktionalität oft schon bei Dehnungen < 2 % beeinträchtigt. Um diese Eigenschaft genauer zu untersuchen, sollen Folien im gedehnten Zustand im Elektronenmikroskop untersucht werden.

Die Arbeit wird in dieser Arbeitsgruppe verfasst:
Du schreibst deine Arbeit in der Arbeitsgruppe Plasma- und Oberflächentechnik. Wir befassen u.a. mit der Barrierebeschichtung von Kunststoffen durch SiOx-Schichten. In diesem Rahmen beschäftigen wir uns zurzeit z.B. mit der Entwicklung von dehnungsresistenten Barrierebeschichtungen.

Zielsetzung:
Erste Untersuchungen am LSM wurden bereits durchgeführt (s. Bild) – für eine höhere Auflösung sollen jedoch Messungen im Elektronenmikroskop durchgeführt werden. Dafür muss sich die Probe in einer abgeschlossenen Vakuumkammer befinden, weshalb ein spezielles Einspannkonzept benötigt wird. Die Probe soll damit an einer Zugprüfmaschine gedehnt, eingespannt und die damit „eingefrorene“ Dehnung im Elektronenmikroskop untersucht werden.

Deine Aufgabenstellung:

Für eine Bachelorarbeit könntest du folgende Aufgabenstellungen bearbeiten:

  • Entwicklung eines Einspannkonzepts
  • Beschichtung von Proben im Plasmareaktor
  • Dehnung & Einspannung der Proben
  • Untersuchung der Proben im Elektronenmikroskop

Für eine Masterarbeit könntest du zusätzlich folgende Aufgabenstellungen bearbeiten:

  • Untersuchung von Einflussfaktoren wie Temperatur, Zeit, …
  • Optimierung der Dehnungsresistenz
  • Bestimmung der Sauerstoffpermeabilität

Dein Profil

  • Technisches oder naturwissenschaftliches Studium (Maschinenbau, Kunststofftechnik, Materialwissenschaften, etc.)
  • Erfahrungen mit CAD und in der Durchführung von Experimenten, z.B. Zugprüfung oder Mikroskopie sind hilfreich
  • Eigenständiges Bearbeiten von komplexen Problemstellungen und Spaß an praktischen Versuchen
  • Interesse an Plasmatechnologie, mechanischer Prüfung und Elektronenmikroskopie

Mit der Arbeit kann sofort begonnen werden. Alle notwendigen Anlagen und Prüfmethoden sind bereits vorhanden (mit Ausnahme des von dir zu entwickelnden Spannkonzepts). Wenn du Interesse hast, dann melde dich einfach bei mir. Deine Aufgaben und den zeitlichen Rahmen legen wir gemeinsam fest.

Dein Ansprechpartner:
Jonas Franke, M.Sc.
Telefon: +49 241 80-28361
E-Mail: jonas.franke@ikv.rwth-aachen.de