Das Batteriemanagementsystem (BMS-System) kontrolliert und regelt unter anderem die Wärmeentwicklung von Batterien. Sowohl  bei mobilen als auch in stationären Anwendungen muß das BMS-System gewährleisten, daß sich die Batterie im optimalen Betriebspunkt befindet und es nicht zu einer Überhitzung kommt. Eine thermische Zersetzung der einzelnen Batteriekomponenten wie der Elektroden, des Elektrolyten und des Separators, könnte die Folge sein - bis hin zum Thermal Runaway. [...Mehr]

Die Coulometrische Titration ist eine elektrochemische Untersuchungsmethode, welche zur Bestimmung thermodynamischer Daten verschiedenster Materialsysteme verwendet werden kann. Mit Hilfe der Nernst-Gleichung können hauptsächlich thermodynamische Aktivitäten, partielle und integrale molare Gibbs-Energien (freie Enthalpie), Enthalpien sowie Entropien aus den gemessenen Spannungen gewonnen werden. Das zu untersuchende Material wird hierbei als Kathode in eine spezielle Zelle eingebracht und durch verschiedene, sich an den gewünschten Daten orientierende, Strom- oder Spannungsprofile belastet.  [...Mehr]

Verdünnte Gase sind aufgrund ihrer geringen Dichte nicht als Kontinuum, sondern als Teilchensystem zu betrachten. In der DSMC-Methode wird das reale Gasverhalten anhand der Dynamik einer gegebenen Anzahl simulierter Partikel abgebildet. Die makroskopischen Größen wie z.B. Druck, Temperatur, Dichte, Strömungsgeschwindigkeit, Machzahl oder Reynoldszahl werden durch eine geeignete Mittelung der individuellen Molekülzustände bestimmt. [...Mehr]

Die Infrarot Thermografie basiert auf einem von Josef Stefan und Ludwig Boltzmann eingeführten Gesetz. Dieses besagt, dass jeder Körper oberhalb des absoluten Nullpunktes (-273,15°C) elektromagnetische Strahlung aussendet. Die Abstrahlung steht im Zusammenhang mit der Körpertemperatur. Durch Bestimmung der abgestrahlten Intensität kann die Temperatur des Körpers ermittelt werden. Thermografie-Kameras arbeiten entweder im kurzwelligen 3...5 µm oder im langwelligen Spektralbereich 8...14 µm. [...Mehr]

Der Dampfdruck über einer flüssigen oder festen Probe ist eine wesentliche physikalische Eigenschaft. Dieser kann mit der Knudsen-Effusions-Massenspektrometrie (KEMS) exakt bestimmt werden. Dampfdrücke zwischen 1x10^-10 – 1 mbar können in einem Temperaturbereich zwischen 20 – 3000 °C gemessen werden. Die massenspektrometrische Untersuchung der Dampfphase ermöglicht zudem die Analyse der Zusammensetzung der Gasspezies. Ist die Temperaturabhängigkeit des Dampfdruckes bekannt, können fundamentale thermodynamische Daten ermittelt werden. Dazu zählen die Enthalpie, die Entropie und die Gibbs-Energie. Diese sind für die Werkstoffentwicklung nach der "Integrated Computational Materials Engineering" (ICME) Methode von größter Wichtigkeit. [...Mehr]

Als „Particle Image Velocimetry“ wird eine bildgebende Messmethode bezeichnet, welche eingesetzt wird, um das Geschwindigkeitsfeld in einer Strömung zu ermitteln. Ein typischer Messaufbau besteht aus einem gepulsten Laser mit Lichtschnittoptik, einer Kamera und einem Computer, welcher sowohl zur Synchronisation der einzelnen Komponenten verwendet wird, als auch die rechenintensive Auswertung der Messergebnisse übernimmt. Da mit der Kamera das von der Strömung gestreute Licht aufgenommen wird, ist es in den meisten Fällen erforderlich, der Strömung Partikel beizumengen. Dabei müssen die Partikel ein möglichst gutes Strömungsfolgevermögen aufweisen und dürfen die Strömung selbst nicht beeinflussen, damit die Messergebnisse nicht verfälscht werden. [...Mehr]

Die Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA, englisch XRF X-Ray Fluorescence Analysis) wird eingesetzt, um die elementare Zusammensetzung eines Probenmaterials zu bestimmen. Neben dem qualitativen Nachweis von Elementen kann, durch Kalibrierung mit einem geeigneten Referenzmaterial, auch eine quantitative Analyse durchgeführt werden. Weiterhin ist die Methode bei nicht-biologischen Materialien zerstörungsfrei, wodurch sich ihr ein breites Anwendungsgebiet eröffnet. [...Mehr]

Als Strömungssimulation wird die computergestützte Untersuchung von Flüssigkeits- oder Gasströmungen bezeichnet. Sie hat sich als zuverlässige und leistungsstarke Analysemethode für eine Vielzahl von industriellen und akademischen Problemstellungen auf dem Gebiet der Fluidmechanik etabliert.  Im Gegensatz zu experimentellen Methoden, welche meist nur punktuell oder in einem kleinen Bereich Messdaten liefern, gibt eine Strömungssimulation Aufschluss über das gesamte Strömungsfeld und alle problembeschreibenden Größen. [...Mehr]

Mit der zur Verfügung stehenden STA-Anlage der Firma Netzsch können verschiedene thermische und thermodynamische Eigenschaften von Materialien untersucht werden. Neben der Charakterisierung von Werkstoffen sowie der Qualitätskontrolle ist die Bestimmung von thermodynamischen Daten der Werkstoffe ein zentrales Gebiet der Anwendung. Die Anlage kombiniert verschiedene Messmethoden, was die Bearbeitung einer Vielzahl unterschiedlicher Problemstellungen ermöglicht.  [...Mehr]