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Das Institut für Materialphysik im Weltraum in Köln erforscht Eigenschaften von Schmelzen und Ihre Erstarrung auf allen Längenskalen mit theoretischen und experimentellen Methoden. Ziel ist es, die Eigenschaften von Werkstoffen aus dieser Kenntnis vorherzusagen und somit Materialdesign aus der Schmelze zu ermöglichen.

Zur Bestimmung thermophysikalischer Parameter – Dichte, Oberflächenspannung und Viskosität – in der Gleichgewichts- wie auch der stark unterkühlten Schmelze werden behälterfreie Verfahren (Levitation) zum Prozessieren von Proben und berührungslose Verfahren zur Messung der thermophysikalischen Parameter angewandt. Für die Charakterisierung von Metall- und Halbleiterschmelzen wurde bislang die elektromagnetische Levitation sowohl am Boden als auch unter Schwerelosigkeit (Parabelflug & Höhenforschungsrakete) sowie die elektrostatische Levitation am Boden erfolgreich eingesetzt. Um das Spektrum der untersuchbaren Materialsysteme auf Oxide und Mischsysteme zu erweitern, wird derzeit die aerodynamische Levitation am Institut  als weiteres Messverfahren etabliert und weiterentwickelt.

Aufgaben:

Im Rahmen des ersten Teils der Masterprojektphase (3 Monate)  messen Sie mit dem derzeit vorhandenen aerodynamischen Levitationssystem  (Leihanlage der Aberystwyth University, Wales) thermophysikalische Eigenschaften (Dichte, Viskosität, Oberflächenspannung) von Al2O3 und einem weiteren geeigneten Modellsystem. Die aus diesen Messungen gewonnenen Erkenntnisse fließen dann in den Neuaufbau einer eigenen aerodynamischen Levitationsanlage und die Weiterentwicklung des akustischen Verfahrens der Schwingungsanregung levitierter Tropfen im Rahmen des zweiten Teils der vorbereitenden Masterprojektphase (3 Monate) mit ein. Im Rahmen der Masterarbeit (6 Monate) charakterisieren Sie die neuaufgebaute Anlage an Hand der Bestimmung thermophysikalischer Parameter der vorher betrachteten Modellsysteme. Nach erfolgreicher Charakterisierung führen sie erste Messungen zu thermophysikalischen Eigenschaften im System CaO-Al2O3 durch. 
Die oben skizzierte Aufgabenstellung kann in Absprache mit dem Bewerber und dem projektbetreuenden Professor an die fachlichen Voraussetzungen des Bewerbers und die jeweiligen Vorgaben durch die Prüfungsordnung der zugehörigen Universität angepasst werden.