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Quantitative chemical depth-profiling by synchrotron-radiation-XPS: Investigation of SrF2-CaF2 core-shell nanoparticles

Dec 15, 2017

Anja Hermanns

SrF2 nanoparticles can be doped with trivalent earth metal ions such as Eu3+ and Tb3+ to generate materials exhibiting an intensive red or green fluorescence. A CaF2 shell increases intensity, fluorescence lifetie and quantum yield. The chemical composition of the nanoparticle core-shell region is investigated by XPS at different excitation energies corresponding to different information depths.

Anwendung der Laserimplantation zur Strukturierung verschleißgefährdeter Umformwerkzeuge

Dec 15, 2017

Felix Spranger

In einer Vielzahl technischer Anwendungen spielt die Aufrechterhaltung eines definierten Reibungs- und Verschleißverhaltens zwischen bewegten Oberflächen für die Sicherheit und Funktionalität eine ent-scheidende Rolle. Die Oberflächentechnik versucht durch geeignete Verfahren die Randschichten zu ertüchtigen, um Reibung und Verschleiß zu kontrollieren. Eine Verbesserung der Materialeigenschaften kann durch flächige Beschichtungen erreicht werden. Zusätzlich ermöglichen Oberflächenstrukturierun-gen breite Möglichkeiten zur Beeinflussung des Schmierungszustandes bzw. der Kontaktbedingungen. Neben immateriellen Strukturen bieten ebenfalls erhabene Mikrostrukturen großes Potenzial zur Beein-flussung ...

The influence of the support structure on residual stress and distortion in SLM Inconel 718 parts

Dec 15, 2017

Tatiana Mishurova; Tobias Thiede; Sandra Cabeza; Giovanni Bruno; Arne Kromm; Naresh Nadammal

The effect of support structure and of removal from the base plate on the residual stress state in Selective Laser Melted IN718 parts was studied by means of synchrotron X-ray diffraction. The residual stresses in subsurface region of two elongated prisms in as-built condition and after the cutting from the base plate were determined. One sample was directly built on a base plate and another one on a support structure. Also, the distortion on the top surface due to stress release was measured by contact profilometry. High tensile residual stress values were found, with pronounced stress gradient along the hatching direction. In the sample on support stress redistribution took place after removal ...

Multielectrode array probes for early detection of corrosion processes

Dec 15, 2017

Matthias Dimper; Marco Hampel

Multielectrodes are arrays of single electrodes arranged in a particular geometry. In our work, all the single electrodes are identical stainless steel X5CrNi18-10 (1.4301) wire electrodes. Using a multielectrode analyser all single electrodes are connected via zero resistance ammeters, simulating a galvanically coupled single electrode surface. The advantage of the multielectrode analyser (MMA) is that the currents flowing between single electrodes can be measured. Thus, real-time maps can be generated indicating where anodic and cathodic areas lie on the surface of the multielectrode and how they behave. The combination of the multielectrode analyser with the scanning electrochemical microscopy ...

Spektroelektrochemische Analyse der Korrosionsprozesse von eisenreduzierenden Mikroorganismen

Dec 15, 2017

Ozlem Ozcan

Der Vortrag ist eine Zusammenfassung der Forschungsaktivitäten im FB 6.2 im Rahmen des Themenfeldprojekts MIC (TF-Material).

Effect of adsorbed organic thin films on electrochemical interaction mechanisms of metal reducing bacteria with steel surfaces

Dec 15, 2017

Nina Wurzler

The interface of a metal substrate and a biofilm can differ significantly from the surrounding environment. Metal reducing bacteria (MRB), for instance, are capable of utilizing various metallic compounds as electron acceptors. Besides chromium, uranium and manganese as well as many organic compounds, Fe(III) is converted to the soluble form Fe(II) during the bacterial metabolism. This could lead to a weakening of the protective passivation layer on stainless steel and thereby facilitate microbiologically influenced corrosion (MIC). Even tough the processes of electron transfer are not yet entirely explained, the contribution of flavins and other humic substances as electron shuttles is widely ...

A new approach for high-resolution analysis of early-stage corrosion processes

Dec 15, 2017

Marco Hampel

The poster presentation summarizes the recent developments on the combination of scanning electrochemical microscopy with multielectrode arrays for the investigation of local corrosion processes.

2D nanomaterials with switchable pathogen binding

Dec 15, 2017

I. S. Donsky

Graphene derivatives have shown great promise in the field of pathogen binding and sensing. Due to their diverse applications, they show a variety of activities that range from bacterial adhesion to bacterial resistance. Therefore, domination of the graphene-pathogen interactions is highly relevant for producing 2D platforms with the desired applications. In order to gain control over the interactions between graphene and biosystems, mechanisms should be fully understood. The surface functionality of graphene is one of the most important factors that dominates its interactions with biosystems and pathogens. Covalent functionalization is a robust method through which functionality, chemical structure ...

Unveiling secrets of the Dead Sea scrolls

Dec 15, 2017

Ira Rabin

The first manuscripts from the Qumran caves were found in 1947. Within the following 10 years, clandestine and legal excavations revealed some 900 highly fragmented manuscripts from the late Second Temple period. This collection is generally known as Scrolls of the Judea Desert or Dead Sea Scrolls (DSS). For many years after their discovery, text analysis and fragments attribution were the main concern of the scholars dealing with the scrolls. The uncertain archaeological provenance of the larger part of the collection added an additional difficulty to the formidable task of sorting some 19000 fragments. After 60 years of scholar research the questions of origin, archaeological provenance and ...

Anomalous surface composition in thin films of a poly(vinyl methyl ether) / polystyrene blend

Dec 15, 2017

Jörg Radnik

Highly surface-sensitive X-ray photoelectron spectroscopy at HE-SGM beamline revealed in the outermost region (< 2nm) of thin films (15 -65 nm) of PVME/PS blends a relative high amount of PS, whereas in slightly deeper regions PVME was enriched. Such enrichment of PVME in the whole near-surface region was proposed in former investigations based on conventional XPS studies.

Distinguishing characteristic defect in additively manufactured Ti-Al6-V4 with synchrotron X-ray refraction radiography

Dec 15, 2017

René Laquai

Synchrotron X-ray refraction radiography (SXRR) is proven to identify different kinds of defects in Ti-Al6-V4 samples produces by selective laser melting. Namely, these defect types are empty pores and unprocessed powder, which are characteristic to the regions above and below the optimal laser energy density, respectively. Furthermore, SXRR detects small defects below the spatial resolution.

Material studies of inks

Dec 15, 2017

Ira Rabin

The course presents panorama of historic writing inks, their use the methods of their identification. First, we discuss the possible types of the inks and show how one can determine these types using very simple instrumentation. The change of the inks from those based on soot to the iron-gall inks commonly used in the Middle Age constitutes the second half of the course.

Recovery potential of Scandium and other critical raw materials from European industrial by-products

Dec 15, 2017

Marie Hoffmann

Technological evolution and modern advances in the field of renewable energies are connected to an increasing demand on critical raw materials and especially technological metals. Recently, interest in the element scandium (Sc) has started to grow due to its positive influence on material properties e.g. in high performance-alloys, solid-oxide-fuel cells and solid-state lasers. Therefore, a rise in value and demand is expected in the near future. This study focuses on the reliable and sufficient methodology of measuring Sc and other critical raw materials in secondary waste products from the Al2O3- and Ti2O producing industry. It also targets the examination of Sc-bearing phases and their potential ...

Degradation of the chemotherapy drug 5-fluorouracil on medical-grade silver surfaces

Dec 15, 2017

H. K. Risinggård; S. Cooil; F. Mazzola; D. Hu; Marit Kjaervik; E. R. Østli; N. Patil; A. Preobrajenski; A. D. Ewans; D. W. Breiby; T. T. Trinh; J. W. Wells

The degradation of the chemotherapy drug 5-fluorouracil by a non-pristine metal surfaces is studied.Using density functional theory, X-ray photoelectron spectroscopy and X-ray absorption spectroscopy we show that the drug is entirely degraded by medical-grade silver surfaces, already at body temperature,and that all of the fluorine has left the molecule, presumably as HF. Remarkably, this degradation is even more severe than that reported previously for 5-fluorouracil on a pristine monocrystalline silver surface(in which case 80% of the drug reacted at body temperature) [1]. We conclude that the observed reaction is due to a reaction pathway, driven by H to F attraction between molecules on the ...

Material analysis of manuscripts: methodological introduction

Dec 15, 2017

Ira Rabin

Natural sciences play auxiliary role in the studies of manuscripts. The success of their contribution depends strongly on the formulation of the question and the choice of the methods to obtain the requested answer. Therefore, one should try to go beyond the understanding of the basic principles of the scientific analysis. We will start with a glance at the basic principles of the techniques used in the material science for determination of the elemental composition (X-ray emission) and molecular composition (FTIR & Raman). We will move then to the bench and mobile equipment commonly used in the field of cultural heritage. At the end we will choose a question to be answered and design an ideal ...

Digital X-ray cross laminography for evaluation of crack fields in large concrete blocks after impact

Dec 15, 2017

Uwe Ewert

- Impact tests of concrete blocks - High energy facility for laminographic testing - Laminographic arrangement - Cross-Laminography - Measurement range extension by detector tiling - Reconstruction methods - Fast “shift averaging” method “next to base plane” - reconstruction --> Removal of reinforcement indications - 3D-Data analysis - Crack-Segmentation by „Template Matching“

Referenzmaterialien zur Qualitätssicherung von Emissionsprüfungen - Aktueller Stand und Ausblick

Dec 15, 2017

Matthias Richter

Aus alltäglichen Produkten, wie Baumaterialien oder Möbeln können flüchtige organische Verbindungen (VOC) emittieren. Eine gesunde Innenraumluftqualität kann daher durch Produktkontrolle und Auswahl emissionsarmer Produkte erreicht werden. Untersuchungen von Materialemissionen werden in der Regel in sogenannten Emissionsprüfkammern unter kontrollierten, innenraumähnlichen Bedingungen durchgeführt. Zur Sicherung der Zuverlässigkeit solcher Prüfungen müssen Prüflaboratorien Qualitätssicherungs- und -kontrollmaßnahmen implementieren. Zur Überprüfung der Emissionsprüfkammermethode werden Referenzmaterialien, die in ihren Eigenschaften konstant sind und sich wie reale Prüfstücke verhalten, benötigt ...

Antibodies on Beads - Nanokonjugate für die Analytik

Dec 15, 2017

Rudolf Schneider

Potentials of niobium carbide (NBC) as cutting tools and for wear protection

Dec 14, 2017

Mathias Woydt; H. Mohrbacher; J. Vleugels; S. Huang

Niobium is today largely available. NbC displayed lower dry sliding friction over WC grades. The softer Ni- and NiMo-bonded NbC1.0-grades have a higer abrasive wear resistance (ASTM G65), even with lower toughnesses, than the tougher WC-Co grades and harder NbC-Co grades.

Laser Thermography – Evolution from a highly specialized into a versatile tool for NDE

Dec 14, 2017

Philipp Myrach

Laser thermography has its roots in the late-1960s when Kubiak first used a focused light source to raster-scan a specimen containing surface breaking cracks and employed an infrared detector to monitor the blocking effect of the cracks on the heat flow. Nowadays, this technique has evolved into the flying-spot laser thermography. In the mid-1970s, when Rosencwaig and Gersho worked out the theory for the photoacoustic effect, they laid the foundation for the development of the photothermal testing methodology. The decisive difference to the flying-spot technique is that in the photothermal methodology, a high-frequency modulated laser beam is used, which explicitly uses the concept of the thermal ...

Zerstörungsfreie Materialanalyse an Kunst- und Kulturgut – Möglichkeiten und Grenzen

Dec 14, 2017

Oliver Hahn

Naturwissenschaftliche Verfahren sind zunehmend von Bedeutung bei der Untersuchung von Kunst- und Kulturgut und der Entwicklung von Konservierungskonzepten. Neben bildgebenden Verfahren sind materialanalytische Methoden von großer Wichtigkeit. Mobilen, zerstörungsfreien Verfahren ist grundsätzlich den Vorzug zu geben. Es ist jedoch zu konstatieren, dass Probenentnahmen unumgänglich sind, wenn spezielle Fragen an die Materialanalyse gestellt werden.

Monitoring von Bodenmaterialien zu Verwertungszwecken

Dec 13, 2017

Rene Schatten; Tony Szuppa

Auf den 7. Sächsisch-Thüringischen Bodenschutztagen wurden dem Fachpublikum die Ziele und erste Ergebnisse des laufenden UFOPLAN-Forschungsvorhabens „Monitoring zur Verwertung von Bodenmaterial“ vorgestellt. Ziel eines laufenden UFOPLAN-Vorhabens ist es, Datendefizite für Bodenmaterialien, die unter die neuen Kriterien der Verwertungsmöglichkeiten außerhalb der durchwurzelbaren Bodenschicht nach den §§ 6 bis 8 der Novelle der BBodSchV fallen, zu schließen und potenzielle Verwertungsmöglichkeiten aufzuzeigen. Neben den Feststoffwerten wird dabei das Elutionsverhalten zur Bewertung herangezogen. Durch die Umstellung des Elutionsverfahrens von einem W/F von 10 l/kg (bisherige Regelung in ...

Monitoring von Bodenmaterialien zur Einschätzung potenzieller Verwertungswege

Dec 13, 2017

Rene Schatten

Auf dem Rostocker Bodenschutzsymposium 2017 wurden dem Fachpublikum die Ziele und erste Ergebnisse den laufenden UFOPLAN-Forschungsvorhabens "Monitoring zur Verwertung von Bodenmaterial" vorgestellt und diskutiert. Ziel eines laufenden UFOPLAN-Vorhabens ist es, Datendefizite für Bodenmaterialien, die unter die neuen Kriterien der Verwertungsmöglichkeiten außerhalb der durchwurzelbaren Bodenschicht nach den §§ 6 bis 8 der Novelle der BBodSchV fallen, zu schließen und potenzielle Verwertungsmöglichkeiten aufzuzeigen. Neben den Feststoffwerten wird dabei das Elutionsverhalten zur Bewertung herangezogen. Durch die Umstellung des Elutionsverfahrens von einem W/F von 10 l/kg (bisherige Regelung ...

Chemical and electrochemical interaction mechanisms of metal-reducing bacteria with gold surfaces

Dec 13, 2017

Elaine Kastanias

The ubiquity of biofilms is accompanied by significant health and safety risks. Clarifying the interaction mechanisms of sessile bacteria with metal and metal oxide surfaces is of great interest to advance the development of new control strategies and novel anti-fouling surfaces which mitigate the detrimental effects of bio-fouling. The Shewanella genus is a faculatively aerobic, Gram-negative, exoelectrogenic bacterium known to demonstrate exceptional adaptability in respiratory capacities. Shewanella is often found in microbial communities within aquatic and sedimentary settings. During aerobic conditions, Shewanella utilizes oxygen as a terminal electron acceptor. During anaerobic conditions ...

Multielectrode array probes for early detection of corrosion processes

Dec 13, 2017

Matthias Dimper; Marco Hampel

Sensors for the detection of general corrosion are well established. However, the detection of early phases of localized corrosion still remains a challenging task since the initiation steps can proceed without showing significant contribution to the electrochemical signal of a macroscopic surface. Along with electrochemical noise based methods, utilization of multielectrode arrays can be used to address this problem. The aim of this study is to develop and test multielectrode arrays for early detection of corrosion processes. By means of a multielectrode analyser the current flow, potential and impedance spectra on each single electrode can be measured as a function of time. Thus, maps of ...

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Entwicklung immunchemischer Methoden zur Spurenanalytik der Sprengstoffe Nitropenta und Trinitrotoluol

Aug 30, 2017

Almut Hesse

Pentaerythrityltetranitrat (PETN), ein in jüngster Vergangenheit häufig von Terroristen verwendeter Sprengstoff, ist äußerst schwer zu detektieren. Ein verbesserter Antikörper gegen PETN wurde durch Anwendung des Konzepts des bioisosteren Ersatzes entwickelt,indem ein Nitroester durch einen Carbonsäurediester ersetzt wurde. Biostere Moleküle haben eine ähnliche Struktur wie die Referenzsubstanz und zeigen eine vergleichbare biologische Wirkung. Dieser Ansatz führte zu polyklonalen Antikörpern mit extrem guter Selektivität und Sensitivität. Die Nachweisgrenze des Enzyme-Linked Immunosorbent Assays (ELISAs) beträgt 0,15 μg/L. Der Messbereich des Immunassays liegt zwischen 1 und 1000 μg/L. Die Antikörper ...

Thermomechanisches Verhalten von semikristallinem Polyester-Urethan

Apr 27, 2017

Nikolaus Mirtschin

Formgedächtnispolymere werden durch thermomechanische Vorbehandlung, die Programmierung, in eine temporäre Form überführt. In die Ursprungsform kehren sie dann erst nach externer Stimulierung, durch Auslösen des Formgedächtniseffekts, wieder zurück. Um diesen Effekt zu optimieren, werden in dieser Arbeit thermomechanische Designoptionen analysiert und Stellschrauben der Programmierung diskutiert. Quantifiziert wird das Materialverhalten eines physikalisch vernetzten Polyurethans mit semikristalliner Polyester-Weichsegmentphase (PEU) in thermomechanischen Messungen, in denen das Polymer Dehnungen bis über 1000% fixiert. Deformationen im breiten Schmelzübergangsbereich der Weichsegmentphase ermöglichen ...

Numerische Modellierung der Fahrzeug-Fahrweg-Wechselwirkung an Eisenbahnfahrwegen und ihre Anwendung im Brückenübergangsbereich

Mar 29, 2017

Jeffrey Bronsert

Im Mittelpunkt der vorliegenden Arbeit steht die numerische Modellierung der Fahrzeug-Fahrweg-Wechselwirkung von Eisenbahnfahrwegen, die auch für Fahrwege mit einer Diskontinuität einsetzbar ist. Der Fokus wurde hier auf Fahrwege mit einem Brückenbauwerk gelegt, weil es an den Übergängen zu einer erhöhten Beanspruchung kommt. Daher wurde für den Fahrweg mittels der Finiten Elemente Methode (FEM) ein dreidimensionales Modell mit einer Lösung im Zeitbereich entwickelt, das die wesentlichen Elemente des Schienenverkehrs, das Fahrzeug, den Fahrwegoberbau und den Untergrund, enthält. Aufgrund der unendlichen Ausdehnung des Untergrundes wurde für den Rand des endlichen FE-Gebiets, die sogenannte ...

Immunochemical determination of caffeine and carbamazepine in complex matrices using fluorescence polarization

Feb 27, 2017

Lidia Oberleitner

Pharmacologically active compounds are omnipresent in contemporary daily life, in our food and in our environment. The fast and easy quantification of those substances is becoming a subject of global importance. The fluorescence polarization immunoassay (FPIA) is a homogeneous mix-and-read format and a suitable tool for this purpose that offers a high sample throughput. Yet, the applicability to complex matrices can be limited by possible interaction of matrix compounds with antibodies or tracer. Caffeine is one of the most frequently consumed pharmacologically active compounds and is present in a large variety of consumer products, including beverages and cosmetics. Adverse health effects of ...

Microstructure-property relationship in microalloyed high-strength steel welds

Feb 15, 2017

Lei Zhang

High-strength steels are favoured materials in the industry for production of safe and sustainable structures. The main technology used for joining the components of such steel is fusion welding. Steel alloy design concepts combined with advanced processing technologies have been extensively investigated during the development of High-Strength Low-Alloy (HSLA) steels. However, very few studies have addressed the issue of how various alloy designs, even with limited microalloy addition, can influence the properties of high-strength steel welds. In high-strength steel welding practices, the challenges regarding microstructure evolution and the resulting mechanical properties variation, are of ...

Zuverlässigkeitsanalyse von digitalen Radiographie-Systemen bei der Prüfung von realen Materialdefekten

Jan 3, 2017

Daniel Kanzler

Die zerstörungsfreie Prüfung (ZfP) ist aus solchen Bereichen unseres Lebens nicht mehr wegzudenken, in denen Schäden mit hohen Folgekosten oder Gefährdungen von Menschenleben entstehen können (Beispiele: Transportwesen, Energieerzeugung, Chemieindustrie). In der Praxis kann ein Prüfsystem an seine Grenzen geraten, z.B. bei kleinen Defekten. Defekte mit kritischer Größe werden möglicherweise nicht detektiert. Daher müssen probabilistische Bewertungsverfahren das Prüfsystem beschreiben. Es wird eine objektive Qualitätskennzahl gesucht, auf deren Basis die Anwendbarkeit der Prüfmethode definiert werden soll. Die Auffindwahrscheinlichkeit (engl. probability of detection - POD) erfüllt diese Anforderung ...

Instrumental analysis, metabolism and toxicity of cis- and trans-zearalenone and their biotransformation products

Dec 8, 2016

Sarah Drzymala

Trans-Zearalenone(ZEN)is a non-steroidal estrogenic mycotoxin which frequently contaminates cereal grains worldwide. Ingestion of food and feed containing ZEN causes numerous mycotoxicoses in animals and possibly humans with pronounced estrogenic effects. Due to the trans-configurated double bond, ZEN isomerizes to the cis-configuration upon the influence of light. This work investigates the instrumental analysis, metabolism and toxicity of ZEN and cis- ZEN. The first part focused on the determination of ZEN in edible oils. Due to a maximum level of 400 µg/kg ZEN in the European Union (EU), reliable analytical methods are needed. A comprehensive method comparison proved dynamic covalent hydrazine ...

Konzept zur ganzheitlichen Nachhaltigkeitsbewertung des Abbruchs und der Aufbereitung von Mauerwerk

Nov 29, 2016

Tristan Herbst

Mit der vorliegenden Arbeit wurde ein methodisches Konzept zur ganzheitlichen Nachhaltigkeitsbewertung des Abbruchs und der Aufbereitung von Mauerwerk bereitgestellt. Das Bewertungskonzept ermöglicht einen ganzheitlichen Vergleich verschiedener Szenarien für den Abbruch und die Aufbereitung von Mauerwerk unter Berücksichtigung der Anwendung von Mauerwerkbruch und aussortierter Fremdstoffe zur Verwertung. Es kombiniert die Kosten-Wirksamkeitsanalyse, die Stoffflussanalyse, die Ökobilanzierung, die Betrachtung sozialer Aspekte und Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen bei gleichzeitiger Berücksichtigung der Materialqualitäten. Das Bewertungskonzept basiert im Kern auf der Kosten-Wirksamkeitsanalyse ...

Hydrogen Diffusion and Effect on Degradation in Welded Microstructures of Creep-resistant Low-alloyed Steels

Sep 19, 2016

Michael Rhode

Low-alloyed heat-resistant steels have a fundamental contribution to the currently applied steel grades in pressurized and temperature loaded components like membrane walls(water walls)or pressure vessels. Here, the main advantages of the low-alloy concept can be used in terms of superior high temperature mechanical properties, workability and decreased amounts of expensive alloy elements. The main challenge for the future is to further increase the power plant thermal efficiency independent of the type of power plant concept, i.e. fossil-fired or nuclear power plant, where the material selection can directly affect reduction of CO2 emissions. In power plant design, welding is the most applied ...

Naturmessungen und numerische Simulationen zur Untersuchung von Freileitungsseilen im natürlichen Wind

Sep 1, 2016

Dominik Stengel

Für Tragmasten von Freileitungen ist meist die Windeinwirkung bemessungsrelevant. Mit den großen Spannweiten der Hochspannungsebene trägt dabei die Windeinwirkung auf die Leiterseile einen maßgebenden Anteil zur Gesamtbeanspruchung dieser Tragstrukturen bei. Daher ist es offensichtlich, dass das Tragverhalten der Freileitungsseile eine wichtige Rolle für die zuverlässige Bemessung bei Neubauten oder der Bewertung der Zuverlässigkeit des Bestands spielt. Hierfür sind insbesondere die Extremwindereignisse, das sog. 50-Jahres-Windereignis von Bedeutung. Bei diesen hohen Windgeschwindigkeiten treten vor allem windinduzierte Schwingungen der Leiterseile auf. Die für die Bemessung herangezogenen Konzepte ...

Verhalten reaktiver Brandschutzsysteme auf kreisförmigen Zuggliedern aus Blank- und Baustahl

Aug 31, 2016

Dustin Häßler

Im Bauwesen werden Zugglieder aus Stahl in der Regel für Aussteifungsverbände, Abhängungen und Unterspannungen von Trägern verwendet. Die dafür verbauten, meist kreisförmigen Vollprofile dienen häufig der Stabilisierung des Tragwerks. Ein Versagen der Stahlzugglieder kann zu einem Einsturz der gesamten Konstruktion führen. Unter Brandeinwirkung verlieren ungeschützte Stahlkonstruktionen aufgrund der schnellen Erwärmung frühzeitig ihre Tragfähigkeit. Durch den Einsatz reaktiver Brandschutzsysteme auf Stahlbauteilen kann deren Erwärmung verlangsamt und dadurch der Feuerwiderstand verbessert werden. Die Optik der oftmals filigranen Stahlzugglieder bleibt dabei im Wesentlichen unverändert. Für ...

Einfluss der Porosität von Beton auf den Ablauf einer schädigenden Alkali-Kieselsäure-Reaktion

Jun 6, 2016

Katja Voland

This thesis deals with the question of how the porosity of concrete influences the process of a damaging alkali-silica-reaction (“ASR”). In particular, it is examined whether the use of slip form pavers and the reduced porosity resulting from this use have an effect on the process of a damaging ASR. Since the 1980s slip form pavers have been used, which modifies the structure of concrete. However, these modifications have not yet been taken into consideration in the relevant technical guidelines. The use of slip form pavers instead of conventional concrete pavers results in a denser structure. Due to the denser structure the ductility and the porosity of the concrete decrease. Thus it is more ...

Human Factors in Non-Destructive Testing (NDT): Risks and Challenges of Mechanised NDT

May 19, 2016

Marija Bertović

Non-destructive testing (NDT) is regarded as one of the key elements in ensuring quality of engineering systems and their safe use. A failure of NDT to detect critical defects in safetyrelevant components, such as those in the nuclear industry, may lead to catastrophic consequences for the environment and the people. Therefore, ensuring that NDT methods are capable of detecting all critical defects, i.e. that they are reliable, is of utmost importance. Reliability of NDT is affected by human factors, which have thus far received the least amount of attention in the reliability assessments. With increased use of automation, in terms of mechanised testing (automation-assisted inspection and the ...

A Numerical Model for Self-Compacting Concrete Flow through Reinforced Sections: a Porous Medium Analogy

Apr 20, 2016

Ksenija Vasilić

This thesis addresses numerical simulations of self-compacting concrete (SCC) castings and suggests a novel modelling approach that treats reinforcement zones in a formwork as porous media. As a relatively new field in concrete technology, numerical simulations of fresh concrete flow can be a promising aid to optimise casting processes and to avoid on-site casting incidents by predicting the flow behaviour of concrete during the casting process. The simulations of fresh concrete flow generally involve complex mathematical modelling and time-consuming computations. In case of a casting prediction, the simulation time is additionally significantly increased because each reinforcement bar occurring ...

Wirkungsweise von Polypropylen-Fasern in brandbeanspruchtem Hochleistungsbeton

Apr 15, 2016

Klaus Pistol

Das Hauptanliegen der Arbeit besteht in der experimentellen Erforschung der faserbedingten mikrostrukturellen Schädigungsprozesse in brandbeanspruchtem HPC. Dazu werden das thermische Degradationsverhalten von Polypropylen-Fasern (PP-Fasern) mithilfe thermoanalytischer Verfahren aus der Polymerforschung untersucht und die Wechselwirkung der schmelzenden PP-Fasern mit dem umgebenden Betongefüge unter Verwendung hochtemperaturmikroskopischer Methoden analysiert. Des Weiteren werden erstmalig akustische und röntgentomographische Methoden zur zerstörungsfreien Untersuchung der Rissgenese in thermisch beanspruchten Betonproben kombiniert. Zur Validierung der Ergebnisse und zur Visualisierung von mikroskopischen ...

Analyse der Schallemissionssignale aus Ermüdungsrisswachstum und Korrosionsprozessen Untersuchung der Möglichkeiten für die kontinuierliche Zustandsüberwachung von Transportbehältern mittels Schallemissionsprüfung

Mar 9, 2016

Janne Wachsmuth

Die Schädigung von Gefahrgutbehältern während ihres Transports durch Korrosion und Ermüdungsrisswachstum sind Ursache von Unfällen, die Menschenleben gefährden, die Umwelt schädigen und hohe Sachschäden verursachen. Um solchen Unfällen vorzubeugen, werden präventive Intervallprüfungen durchgeführt. Diese sind jedoch kostenintensiv, unter anderem durch die Standzeit der Transportmittel. Eine Alternative bietet die Idee einer kontinuierlichen Zustandsüberwachung mittels Schallemissionsprüfung (SEP). So sollen Materialfehler sofort nach dem Entstehen entdeckt und repariert werden können. Die Schallemissionsprüfung ist eine online Methode der Familie der zerstörungsfreien Prüfung. Schallemission ...

Reactive Boundary Layers in Metallic Rolling Contacts

Mar 9, 2016

John Burbank

In order to meet the goal of reducing CO2 emissions, automotive industry places significant importance on downsizing components to achieve greater efficiency through lower weight and reduced friction. As friction reductions are associated with energy efficiency and wear protection with resource conservation, ever greater attention has been given to adamantine carbon- based coatings and high-alloyed steels. Such applications are, however, associated with high production costs and energy expenditures, as well as many technical difficulties. Therefore a key issue in meeting the goals of friction reduction, wear protection and development of comprehensive lightweight strategies is whether or not ...

Kurzfaserverstärktes Polyamid — Charakterisierung der Mikroschädigungsentwicklung unter zweiachsiger mechanischer Last

Mar 9, 2016

Karoline Lenke

In der vorliegen Arbeit wird ein kurzglasfaserverstärktes Polyamid 6 unter zweiachsiger mechanischer Belastung charakterisiert. Die Analyse umfasst das einachsige und zweiachsige Ermüdungsverhalten unter Zug-, Torsions- und Zug-Torsionslast sowie die dabei auftretende charakteristische Mikroschädigungsentwicklung. Zur Beschreibung des Ermüdungsverhaltens unter zweiachsiger Axial-Torsionslast kann das auf Ermüdungslasten angepasste, nicht-differenzierende Tsai-Hill-Kriterium angewendet werden. Die Mikroschädigungsanalyse erfolgt begleitend zu den mechanischen Belastungsversuchen mit der zerstörungsfreien Prüfmethode der Röntgenrefraktionsanalyse. Durch fraktographische Analysen des Werkstoffes ...

Experimentelle Untersuchung und Analyse der Schädigungsevolution in Beton unter hochzyklischen Ermüdungsbeanspruchungen

Mar 9, 2016

Marc Thiele

Im Mittelpunkt der vorliegenden Arbeit steht das Ermüdungsverhalten von Beton unter hochzyklischen Druckschwellbeanspruchungen. Der aktuelle Wissensstand bezüglich des Ermüdungsverhaltens ist nach wie vor sehr lücken

Signatur der Streuung von Radarwellen durch die Heterogenität von Beton

Jan 18, 2016

Thomas Kind

Das Radarverfahren ist ein schnelles bildgebendes Verfahren für die Untersuchung der inneren Struktur von Stahlbeton-Bauwerken und wird seit längerem erfolgreich für die zerstörungsfreie Untersuchung von Brückenbauwerken eingesetzt. Für die Rekonstruktion der Lage der Bewehrung reicht die Annahme einer homogenen Materialeigenschaft des Betons meistens aus. Nähere Untersuchungen der empfangenen Streuungen der Radarwellen zeigen, dass neben der starken Streuung der Radarwellen an den metallischen Einbauteilen auch schwache Streuungen existieren. Diese schwachen Streuungen im Beton wurden nun erstmals in dieser Arbeit untersucht und können der Heterogenität des Betons zugeordnet werden. Die schwachen ...

Beitrag zur Ermittlung vorrangig konstruktiver Einflussgrößen auf die Heißrissinitiierung an geschweißten Bauteilen

Nov 9, 2015

Christian Gollnow

Die bisherigen Forschungsergebnisse ermöglichen, ungeachtet der Vielzahl existenter experimenteller und numerischer Ergebnisse, keine allgemeingültige Heißrisscharakterisierung und speziell Erstarrungsrisscharakterisierung. Ursächlich hierfür ist vor allem die Vielzahl von Einflussgrößen und damit die komplexe Interaktion dieser Mechanismen, die eine generelle Beschreibung des Heißrissphänomens erschwert. Die Heißrissentstehung und somit die Erstarrungsrissinitiierung werden durch die Interaktion von Schweißprozess, Metallurgie und Design beschrieben. Die Literaturrecherche zeigt, dass bei der Erstarrungsrisscharakterisierung der konstruktive Aspekt vielfach unterschätzt wird. Hierbei werden ...

Abscheidung ultradünner funktionalgruppentragender Polymerschichten auf Metalloberflächen mittels Elektrospray Ionisation

Sep 22, 2015

Korinna Altmann

Funktionalisierte Oberflächen sind in vielen Bereichen, z. B. als Haftvermittler in Polymerkompositen, für katalytische Anwendungen oder als Sensoren von Interesse. Für viele solcher Anwendungen ist es ausreichend, den verwendeten Werkstoff mit einem ultradünnen Polymerfilm zu überziehen. Dazu gibt es bislang einige Verfahren, wie z. B. Chemical Vapour Deposition, Layer-by-Layer-Technik, Langmuir-Blodgett-Technik oder Spin-Coating, die alle bestimmte Nachteile haben. In der vorliegenden Arbeit wurden wenige Nanometer dicke Polymerschichten auf metallischen und nicht-metallischen Substraten mittels Elektrospray Ionisation abgeschieden. So wurden typischerweise etwa 10 nm dicke Schichten von ...

Herstellung, Charakterisierung und Funktionalisierung polymerer Nanopartikel und Untersuchung der Wechselwirkungen mit biologischen Systemen

Aug 20, 2015

Regina Bleul

Die Nanomedizin beschäftigt sich unter anderen mit der Frage, wie sich die Behandlung gefährlicher Krankheiten effizienter und sicherer gestalten lässt, deren konventionelle Therapie oftmals mit schweren Nebenwirkungen einhergeht. Die Vision ist, ein theranostisches Wirkstoffträgersystem zu schaffen, das seinen therapeutischen Cargo sicher an den Wirkort transportiert, dort freisetzt und gleichzeitig in Echtzeit verfolgt werden kann, um die Therapie individuell anzupassen. Die Grundlage für die erfolgreiche Entwicklung eines Wirkstoffträgersystems bilden Untersuchungen zum Verhalten von nanopartikulären Substanzen in physiologischer Umgebung. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden polymere ...

Zum Einfluss der Wärmeführung auf die Rissbildung beim Spannungsarmglühen dickwandiger Bauteile aus 13CrMoV9-10

Aug 17, 2015

Thomas Lausch

Wirtschaftliche und ökologische Aspekte führten in den letzten Jahren zu deutlich gesteigerten Anforderungen an die Effizienz und die Flexibilität petrochemischer Anlagen. Die heutzutage geforderten Prozesstemperaturen und -drücke lassen sich nur durch den Einsatz neuer warmfester Stahlgüten erreichen. Der mit Vanadium modifizierte Stahl 13CrMoV9-10 weist eine bessere Kriech und Druckwasserstoffbeständigkeit auf und wird seit Mitte der 90er Jahre im petrochemischen Reaktorbau eingesetzt. Aufgrund der niedrigen Zähigkeit und hohen Festigkeit des Schweißgutes im geschweißten, nicht spannungsarm geglühten Zustand sowie einer erhöhten Sensitivität gegenüber Spannungsrelaxationsrissen bedarf dieser ...

Charakterisierung von Gesteinsbewuchs und -verwitterung durch einen Modellbiofilm

Aug 6, 2015

Franz Seiffert

Natürliche Gesteinsformationen und von Menschen aus Gesteinsmaterial erschaffene Gebäude oder Monumente werden bei genügend langer Inkubation von zahlreichen Mikroorganismen besiedelt, welche komplexe Ökosysteme bilden. Dies führt oft zu Verfärbungen der Gesteinsoberflächen durch Pigmente der Mikroorganismen. Zudem können die Organismen das Gestein angreifen und zusammen mit abiotischen Faktoren eine Auflösung herbeiführen, was von essenzieller Bedeutung für die Bildung von Böden und gleichzeitig kritisch für die Erhaltung von Kulturgütern ist. Ein profundes Verständnis der Primärbesiedlung auf Gesteinen ist eine Voraussetzung, um Prozesse der Sukzession und der Gesteinsverwitterung besser nachvollziehen ...

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