Auswahl von Veröffentlichungen im Berufsleben

Pardon, diese Seite wird nur allmählich mit viel mehr "Leben" erfüllt.

 

Kondensatoren

An den Anfang wollen wir das bemerkenswerte Schicksal des Buches "Festkörperelektrolytkondensatoren" vom Betreiber dieser Seite beleuchten, das in gewissem Sinne das des Autors selbst widerspiegelt. Es erschien im Jahr 1982 im Akademie-Verlag zu Berlin, zu einer Zeit also, in der man als Bürger der Deutschen Demokratischen Republik (DDR) mit 42 Jahren glaubte, am Zenit zu sein:

   

 

Dann kam aber 7 Jahre später die sogenannte ´friedliche Revolution` mit der Folge der Wiedervereinigung Deutschlands im Jahr 1990. Die DDR ging unter, und mit ihr der Akademieverlag Berlin. Wie die Verlagsrechte an die weltweit agierende Verlagsgruppe John Wiley & Sons, Inc., mit Sitz in Hoboken in New Jersey geriet, wissen wir nicht:

 

 

Doch holte sich der Autor - als er den Deal bemerkte - nach vielen Jahren die Nutzungsrechte zurück: 

 

 

Man kann das Buch tatsächlich noch beim Autor bestellen, wenn man für sich ein Geschenk benötigt. Zuvor ist der käufliche Erwerb des Buches bis ins Jahr 2014 in "sehr gutem Zustand" bei ebay möglich gewesen:

 

 

Zu diesem Werk gibt es von dem westdeutschen Fachmann M. Handschuh eine Rezension in der bekannten wissenschaftlichen Zeitschrift "Crystal Research and Technology":

 

 

Die Rezension:

 

 

Nach so viel Anerkennung möchte nun der Autor und Betreiber dieser Seite jedem die Gelegenheit geben, das Buch selbst aufzuschlagen, um die Grundlagen der Physik und Technologie von Festelektrolytkondensatoren kennenzulernen, denn sie sind heute - nach fast 40 Jahren - immer noch gültig und können zum Verständnis der Herstellung und Funktion dieser elektronischen Bauelemente beitragen. Doch auch alle jene, die mit beliebigen Festkörper-Porensystemen und gegebenenfalls deren Imprägnierung und oder Beschichtung zu tun haben, können sich so manche Anregung holen. (Bitte klicken Sie auf das nachstehende Bild.):


Tantal, Sinterkörper, Tantaloxid, Anodische Oxidation, Manganoxid, Impägnierung, Bauelemente-Funktion, 3D-Simulation

 

Ein Ausgangspunkt der Tantal-Technologie ist das Tantalpulver. Zur Charakterisierung dieses wichtigen Ausgangsstoffes veröffentlichte der Autor gemeinsam mit Kollegen aus den damaligen Keramischen Werken Hermsdorf, dem Hersteller der Ta-Sinteranoden, im Jahr 1980 einen Beitrag unter dem Titel "Charakterisierung von Tantalpulver für Elektrolytkondensatoren mit Sinteranoden":
/data/_uploaded/Ta-Pulver.pdf


Einige eigene Arbeiten (z.T. mit Koautoren) ergänzen das theoretische Rüstzeug zum tieferen Verständnis und zur Optimierung der technologischen Prozess-Schritte von Kondensatoren mit porösen Anoden . (Bitte klicken Sie auf die nachstehenden Bilder bzw. Links.):

"Geometrieoptimierung poröser Anoden von Festelektrolytkondensatoren" (gemeinsam mit H.-U. Döring)

Sinterkörper, Formoptimierung, 3D-Simulation

Eine spezielle Form der Geometrieoptimierung poröser Anoden für Festelektrolytkondensatoren führt im Anschluss in einen Sonderdruck zum Problem der Anode mit Schlitz. Zugleich wird von Dr. W. Barthel mathematisches Rüstzeug zur theoretischen Behandlung von Anoden beliebiger Form an die Hand gegeben:

/data/_uploaded/Sonderdruck.pdf

 

Hier nun folgen Beispiele der Prozessmodellierung der anodischen Oxidation poröser Anoden:


"Ein Modell zum Prozess der anodischen Oxydation poröser Tantal-Elektrolytkondensatoren" (gemeinsam mit J. Richter)


Anodische Oxidation, Technologische Prozeß-Simulation

Theoretisch (und am Ende selbstvertändlich auch praktisch) interessant ist ein Kontinuumsmodell der anodischen Oxidation poröser Anoden:

/data/_uploaded/F-Bericht%20Kontinuumsmodell%20der%20Anodischen%20Oxidation-1.pdf

In der Praxis interessiert die reale Formierkinetik, in deren Ergebnis sich eine kapazitäts- und stabilitätsbestimmende Verteilung der Oxid-dicke am und im porösen  Anodenkörper (Sinterkörper, Folienband, Wickelkörper) einstellt. Diverse Abschirmeffekte des elektrischen Feldes und hydrophobe Bereiche sind dabei technologisch zu überwinden. Wenn dies im Gesamtprozess nicht ausreichend gelingt, ist mit Funktionsausfällen (Spannungsfestigkeit, Alterungsverhalten) zu rechnen. Auch dafür ist es nützlich, Prozesssimulationen und spezielle experimentelle Untersuchungen durchzuführen. Entsprechende Ansätze zeigen die nachfolgenden Beiträge:

/data/_uploaded/Ta-Formier-Simulation-1.pdf

/data/_uploaded/Abschirm-Simulation.pdf

 

 

Der Autor hatte Gelegenheit, den Abschnitt "Kondensatoren" im  "Taschenbuch Elektrotechnik" (1988) im Band 3/I auf den Seiten 243 bis 271 zu gestalten. (Bitte auf das Bild klicken.):
                                                                                                                                            Bauformen, Bauelemente-Funktion, Schaltungapplikation

 

 

 

Dünne Schichten

Unterschiedliche technologische Prozesse bringen für das gleiche Material voneinander abweichende Anwendungsparameter hervor. Wer diese "Kunst" mit dem notwendigen physikalischen Rüstzeug meisterlich beherrscht, kann im Wettbewerb gewinnen. Er muss sich aber stets mit den Material- und Verfahrensgrundlagen gut auskennen. Wie oben gezeigt, können physikalische Modelle sehr hilfreich sein. Man sollte jedoch auch stets schauen, ob nicht ein anderer Werkstoff noch nützlichere Effekte bringt.

Mit diesem Ziel vor Augen hatte der Autor in der Pionierzeit der Dünnschicht-Technologie sowohl im Rahmen seiner Dissertation als auch seiner Habilitation - also etwa im Zeitraum 1965 bis 1984 - reichlich die Gelegenheit, in Forschungszusammenarbeit mit Industriebetrieben (mit etablierten Dünnschichtapplikationen) Alternativen zu untersuchen, und dies u.a. als reine Grundlagenforschung. Beispiele hierfür sind insbesondere die Keramischen Werke Hermsdorf (Hybridtechnik auf Al-Keramik-Basis) und das Kondensatorenwerk Freiberg (Ta-Festelektrolytkondensatoren/FEK) gewesen. Im ersten Fall konnte alternativ die Ta-Dünnschicht-Technologie untersucht werden, im anderen Fall ging es eher um die Qualität und Variabilität der Schichtbestandteile im und am porösen Sinterkörper des FEK.

Mit dem Fokus auf Tantal interessierte insbesondere sein (amorphes) Pentoxid, auch im Vergleich mit anderen Dünnschicht-Dielektrika. Ein entsprechender Review vom Autor zum Thema "Oxidische (und andere anorganische) Dielektrika - dünne Isolatorschichten für Kondensatoren" kann hier eingesehen werden:

/data/_uploaded/Dielektrika.pdf

 

Im Buch "Grundlagen passiver elektronischer Bauelemente" (1973)
                                                                                                                                                                                                              Metallische Vakuum-Dünnschichten, Elektronenmikroskopische Feinstruktur, Elektrische Eigenschaften

auf den Seiten 93 bis 124 veröffentlichte der Autor einen Beitrag zum Thema "Realstruktur und elektrische Eigenschaften von dünnen Metallschichten". (Bitte auf das Bild klicken.)

 

Auf den Seiten 293 bis 303 des Buches "Elektronenstruktur" (1972)
                                                                                                                                                                                                          Dünne Metallschichten, Elektronenstruktur-Effekt, Elektronenstrahl-Verdampfung,
                                                                                                                                                                                                          Herstellung von Legierungsschichten hochschmelzender Metalle, Tantal, Rhenium

 

wird vom Autor über einen "Elektronenstruktur-Effekt binärer Übergangsmetall-Legierungen als Grundlage stabiler elektronischer Dünnschichtbauelemente" berichtet. (Bitte auf das Bild klicken.)