Institute of Microstructure Technology (IMT)

Entwicklung eines keramischen Druckbehälters für NMR Anwendungen

Tätigkeitsbeschreibung

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.

 

 

Eintrittstermin: ab sofort

Vertragsdauer: 6 Monate

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

Fachliche Auskünfte

M.Sc. Andrea Cristina Hurtado Rivera
Karlsruher Institut für Technologie
Institut für Mikrostrukturtechnik
Postfach 3640
76021 Karlsruhe

Telefon: +49 721 608-29310
E-Mail: andrea riveraHpg9∂kit edu

 

Prof. Dr. Jürgen Brandner
Karlsruher Institut für Technologie
Institut für Mikrostrukturtechnik
Postfach 3640
76021 Karlsruhe