KIP-Veröffentlichungen

Jahr 2019
Autor(en) Joshua Bossert
Titel Programmierung der Prozesssteuerung für Festkörpersynthesen und Anwendung zur Herstellung von LiFe_xMn_1-xPO4
KIP-Nummer HD-KIP 19-59
KIP-Gruppe(n) F25
Dokumentart Bachelorarbeit
Abstract (de)

In der vorliegenden Arbeit wurde in das Gassystem eines Hochtemperatur-Rohrofens ein MKS T3B Drosselventil integriert. Zur Überwachung und Steuerung von Temperatur, Druck und Gasfluss wurde ein LabVIEW Programm implementiert und die Hardware des Drosselventils an die Konfiguration des Systems angepasst. Die Systemcharakteristika wie Temperaturprofil, Parameter der Druckregelung und Leckrate wurden untersucht. Des Weiteren konnte LiFexMn1-xPOmit Dotierungen von x = 0,5 bis x = 0,9 mittels Hochtemperatur-Festkörpersynthese erfolgreich mit diesem Aufbau hergestellt werden. Die Untersuchung der strukturellen Eigenschaften der LiFexMn1-xPO4-Proben erfolgte mittels Röntgendiffraktometrie und Rasterelektronenmikroskopie. Weiter wurden die magnetischen Eigenschaften mittels SQUID-Magnetometrie untersucht. Der lineare Zusammenhang nach der Vegardschen Regel zwischen Gitterkonstanten und Eisendotierung bei LiFexMn1-xPO4 konnte nachgewiesen und somit die vollständige Mischbarkeit von LiFePO4 und LiMnPO4 bestätigt werden. Die Kristallitgrößen sowie die Partikelgrößen der einzelnen LiFexMn1-xPO4-Proben weisen keine Abhängigkeit zur Dotierung auf. Die Untersuchung der magnetischen Eigenschaften zeigt den erwarteten Anstieg der Néel-Temperatur zu höheren Eisendotierungen.

Abstract (en)

In the present work, an MKS T3B throttle valve was integrated in the gas system of a high temperatur tube furnance. To monitor and control temperature, pressure and gas flow a LabVIEW program was implemented. Further, the hardware of the throttle valve was adapted to the configuration of the system. The system characteristics such as temperature profile, pressure control parameters and leakage rate were investigated. LiFexMn1-xPO4 with dopings from x = 0.5 to x = 0.9 was successfully produced using high temperature solid state synthesis with this setup. The structural properties of the LiFexMn1-xPO4-samples were investigated by X-ray diffraction and scanning electron microscopy. Furthermore, the magnetic properties were investigated by SQUID magnetometry.  The linear connection between lattice constants and iron doping of the LiFexMn1-xPO4-samples according to Vegard's law could be proven. By that, the complete mixability of LiFePO4 and LiMnPO4 could be confirmed. The crystallite sizes as well as the particle sizes of the individual LiFexMn1-xPO4-samples do not show any dependence on the doping. The investigation of the magnetic properties shows the expected increase of the Néel temperature to higher iron doping.

bibtex
@mastersthesis{Bossert2019,
  author   = {Joshua Bossert},
  title    = {Programmierung der Prozesssteuerung für Festkörpersynthesen und Anwendung zur Herstellung von LiFe_xMn_1-xPO_4},
  school   = {Universität Heidelberg},
  year     = {2019},
  type     = {Bachelorarbeit}
}
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