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IMT 17-20 Bachelor- oder Masterarbeit zum Thema: Entwicklung eines keramischen Druckbehälters für NMR Anwendungen

Im hochrangigen Wettbewerb „Exzellenzstrategie des Bundes und der Länder“ zur weiteren Stärkung der Spitzenforschung an den Universitäten in Deutschland hat das KIT gemeinsam mit der Universität Heidelberg den Exzellenzcluster „3D Matter Made to Order” eingeworben. Dieser wird für sieben Jahre mit über 50 Mio. EUR gefördert und verfolgt in der Verbindung von Natur- und Ingenieurwissenschaften einen stark interdisziplinären Ansatz. Der Cluster nimmt dreidimensionale additive Fertigungstechniken in den Blick – von der Ebene der Moleküle bis hin zu makroskopischen Abmessungen. Ziel ist die vollständige Digitalisierung der 3-D-Fertigung und Materialverarbeitung. So sollen Bauteile und Systeme im Nanodruckverfahren mit höchster Prozessgeschwindigkeit und Auflösung entstehen und die Voraussetzungen für neuartige Anwendungen in Material- und Lebenswissenschaften schaffen.

Organisationseinheit

Institut für Mikrostrukturtechnik (IMT)

Stellenausschreibung/Aufgaben

Nuclear magnetic resonance (NMR, oder Kernspinresonanz) ist ein physikalischer Effekt, bei dem der Spin der Atomkerne durch magnetische Felder angeregt werden, um durch die Präzession des Kernspins elektromagnetische Wechselfelder zu erzeugen, die erfasst und ausgewertet werden können. Dieser Effekt stellt die Grundlage der Magnetresonanztomographie (MRT) und der Kernspinresonanzspektroskopie dar. Diese Methoden werden in vielen Feldern angewendet, wie beispielweise in der Chemie, in der Biophysik und in der Medizin. Am Institut für Mikrostrukturtechnik (IMT) wird derzeit ein Druckbehälter entwickelt, der In-situ NMR-Messungen bei hohen Drücken ermöglichen soll. Aufgrund der Prozessbedingungen sowie der Inkompatibilität von Metallen mit NMR wird der Behälter aus der Keramik Aluminiumoxid (Al2O3) gefertigt.

Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung des keramischen Druckbehälters sowie die Berechnung der Lebensdauer unter den Prozessbedingungen. Da die Entwicklung von spröden Druckbehältern nicht standardisiert ist wie die von duktilen Materialien, müssen zunächst die existierenden Normen und Ansätze für solche Apparate in der Literatur methodisch verglichen und auf die Bauteilkonstruktion angewandt werden. Basierend darauf soll der Behälter dimensioniert werden (z.B. mittels COMSOL), die Lebensdauer berechnet werden und ein Protokoll zum sicheren Umgang mit Rissen oder Schadstellen entwickelt werden. Eine andere wichtige Aufgabe dabei ist die Auswahl von geeigneten fluidischen Anschlüssen, die sowohl die Betriebsbedingungen aushalten als auch die Platzbegrenzung einhalten und NMR-Kompatibilität aufweisen.

Die Arbeit kann sowohl in deutscher als auch in englischer Sprache angefertigt werden.

Weitere Informationen zum Institut für Mikrostrukturtechnik (IMT) finden Sie unter: www.imt.kit.edu

Eintrittstermin

ab sofort

Persönliche Qualifikation

Kenntnisse in technischer Mechanik und Werkstoffkunde, Kenntnisse in der Simulationssoftware COMSOL, eigenständige und verantwortungsvolle Arbeitsweise, Interesse an der Arbeit in einer interdisziplinären und internationalen Umgebung

Studienrichtung: Maschinenbau, Materialwissenschaften, Physik oder vergleichbar

Vertragslaufzeit

6 Monate

Fachliche Ansprechpartner

M.Sc. Andrea Cristina Hurtado Rivera, IMT

Telefon 0721/608-29310 (E-Mail: andrea.rivera@kit.edu)

Prof. Dr. Jürgen J. Brandner, IMT

Telefon 0721 608-23963 (E-Mail: juergen.brandner@kit)

Was wir bieten

Bei entsprechender Eignung werden schwerbehinderte Menschen bevorzugt berücksichtigt.

Bitte bewerben Sie sich online über den unten stehenden Button für die Ausschreibungsnummer IMT 17-20.

Ausschreibungsnummer: IMT 17-20

Kontakt

Bei fachlichen Fragen:

Bei allgemeinen Fragen zur Bewerbung:
Frau Schaber
Telefon: +49 721 608-25184,

Hermann-von-Helmholtz-Platz 1, 76344 Eggenstein-Leopoldshafen