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Characterization of an airborne laser-spark ion source for ambient mass spectrometry

Mar 23, 2017

Andreas Bierstedt; H. Kersten; Reto Glaus; Igor Gornushkin; Ulrich Panne; Jens Riedel

An airborne laser plasma is suggested as an ambient ion source for mass spectrometry. Its fundamental physical properties, such as an excellent spatial and temporal definition, high electron and ion densities and a high effective cross section in maintaining the plasma, make it a promising candidate for future applications. For deeper insights into the plasma properties, the optical plasma emission is examined and compared to mass spectra. The results show a seemingly contradictory behavior, since the emitted light reports the plasma to almost entirely consist of hot elemental ions, while the corresponding mass spectra exhibit the formation of intact molecular species. Further experiments, including ...

Wärmebehandlung und Korrosionsbeständigkeit von Messerstählen

Mar 23, 2017

Paul Rosemann

Härte, Schneidleistung und Korrosionsbeständigkeit sind die wichtigsten Qualitätsmerkmale von Schneidwaren, die nur durch eine optimal durchgeführte Wärmebehandlung des martensitischen nichtrostenden Messerstahls 1.4116 (X50CrMoV15) erreicht werden können. In den letzten Jahren wurden neue elektrochemische Untersuchungsmethoden für die Werkstoffgruppe der martensitischen nichtrostenden Stähle entwickelt, welche die geringe Lochkorrosionsbeständigkeit von Schneidwaren auf das Phänomen der Chromverarmung zurückführen. Aus diesem Grund wurde eine systematische Untersuchung der wichtigsten Wärmebehandlungsparameter: Härtetemperatur, Haltedauer, Abkühlrate und Anlasstemperatur durchgeführt, um den ...

Einfluss der Wärmebehandlung auf die Korrosionsbeständigkeit martensitischer nichtrostender Stähle (MNS)

Mar 23, 2017

Paul Rosemann

Die Korrosionsbeständigkeit martensitischer nichtrostender Stähle (MNS) wird wesentlich durch die Legierungszusammensetzung und die Wärmebehandlung (WB) bestimmt. Verschiedene wissenschaftliche Arbeiten haben bereits gezeigt, dass der Anteil an Chromkarbiden im Gefüge von MNS sehr stark durch die WB (Austenitisierungstemperatur, Abkühlgeschwindigkeit und Anlasstemperatur) beeinflusst wird. Jedoch wurde der Zusammenhang zwischen den einzelnen Teilschritten sowie Parametern der WB und der Korrosionsbeständigkeit von MNS bisher nur unzureichend hergestellt. Daher werden im Rahmen dieser Arbeit systematische Grundlagenuntersuchungen an vier technisch relevanten MNS (X20Cr13, X46Cr13, X50CrMoV15 und ...

Einfluss des Schwefelgehalts auf die Korrosionsbeständigkeit des nichtrostenden Stahls 1.4404

Mar 23, 2017

Paul Rosemann; Norman Kauss

Die Korrosionsbeständigkeit nichtrostender Stähle wird maßgeblich von ihrer chemischen Zusammensetzung bestimmt. Der tendenzielle Einfluss ist für die Hauptlegierungselemente in der wissenschaftlichen Fachliteratur beschrieben. Bei Begleitelement Schwefel gibt es dagegen keine konkreten Untersuchungen die belegen, ab welchem Gehalt mit einer Verringerung der Korrosionsbeständigkeit zu rechnen ist. Im Lichtbogenschmelzofen wurden verschiedene Legierungen mit abgestuftem Schwefelgehalten hergestellt, um den Einfluss dieses Begleitelementes auf die Korrosionsbeständigkeit systematisch zu untersuchen. Die KorroPad-Prüfung und die Bestimmung kritischer Lochkorrosionspotentiale wurden zur Charakterisierung ...

Einfluss der Oberflächennachbearbeitung auf die Korrosionsbeständigkeit von Schweiß-nähten des Duplexstahls 1.4062

Mar 23, 2017

Paul Rosemann

Die Korrosionsbeständigkeit geschweißter Konstruktionen aus nichtrostenden Duplexstählen wird von den Schweißparametern und der Nachbehandlung der Oberflächen bestimmt. Eine etablierte Methode der Schweißnahtnachbehandlung ist das Strahlen der Oberfläche mit Glasperlen. Diese Methode soll aus wirtschaftlichen Gründen durch das Strahlen mit Korund ersetzt werden, welches deutliche Zeit- und Kostenvorteile bietet. Besonders bei der Lochkorrosionsbeständigkeit hat sich das Schleifen mit Korund bereits als nachteilig erwiesen, weshalb diese Umstellung auch beim Stahlen kritisch hinterfragt wird. Daher wurden Probeschweißungen bei der Firma Modersohn hergestellt und mit verschiedenen Oberflächenbearbeitungsmethoden ...

Einfluss der Abkühlgeschwindigkeit auf die Korrosionsbeständigkeit martensitischer nichtrostender Stähle

Mar 23, 2017

C. Müller

Martensitische nichtrostende Stähle werden in verschiedenen technischen Bereichen eingesetzt, bei denen eine optimale Kombination aus hoher mechanischer Festigkeit und guter korrosiver Beständigkeit gefordert wird. Beide Eigenschaften werden in der Industrie primär durch die Wärmebehandlung gesteuert. Die Korrosionseigenschaften sind dabei stark von der diffusionsbedingten Bildung und Auflösung von Chromkarbiden abhängig. In vergangenen wissenschaftlichen Arbeiten konnte nachgewiesen werden, dass die Abkühlgeschwindigkeit nach dem Austenitisieren einen großen Einfluss auf die Bildung solcher Karbide hat. Der Einfluss der Abkühlgeschwindigkeit auf die Lochkorrosionsbeständigkeit wurde an den Stählen ...

Einfluss der Wärmebehandlung auf die Korrosionsbeständigkeit von Schneidwaren

Mar 23, 2017

Paul Rosemann

Härte, Schneidleistung und Korrosionsbeständigkeit sind die wichtigsten Qualitätsmerkmale von Schneidwaren, die nur durch eine optimal durchgeführte Wärmebehandlung des martensitischen nichtrostenden Stahls 1.4116 (X50CrMoV15) erreicht werden können. In der industriellen Fertigung wird die Korrosionsbeständigkeit von Schneidwaren durch Wechseltauchversuche überprüft, die herstellerübergreifend eine große Schwankung der Korrosionsbeständigkeit zeigen. In den letzten Jahren wurden neue elektrochemische Untersuchungsmethoden für die Werkstoffgruppe der martensitischen nichtrostenden Stähle entwickelt, welche die geringe Lochkorrosionsbeständigkeit von Schneidwaren auf das Phänomen der Chromverarmung ...

XPS surface chemical analysis of aqueous solutions with EnviroESCA

Mar 23, 2017

P. Dietrich; A. Thissen; N. Kulak; Marit Kjaervik; Wolfgang Unger

Water and aqueous reagents are essential in any biological process or system. But apart from a few special low vapor-pressure cases, liquids have not been accessible to any technique requiring UHV conditions. EnviroESCA opens up this exciting field of applications. In this paper first results from water based samples are presented as a proof of concept to demonstrate the special capabilities of EnviroESCA analyzing liquid samples. The following solutions were investigated under near ambient pressure conditions: i.) water, ii.) brine, iii.) an oil in water dispersion, iv.) aqueous iron(II) sulfate heptahydrate, and v.) a suspension of nano silver particles in water.

Einfluss von Stickstoff auf Mikrostruktur und Korrosionsverhalten martensitischer nicht-rostender Stähle

Mar 23, 2017

Paul Rosemann

Die Korrosionsbeständigkeit martensitischer nichtrostender Stähle (MNS) wird wesentlich von der chemischen Zusammensetzung und dem Wärmebehandlungszustand beeinflusst. Beides bestimmt die Verteilung der Legierungselemente im Gefüge und die daraus resultierenden Werkstoffeigenschaften. Das Legieren mit Stickstoff bewirkt im Allgemeinen eine Verbesserung der Lochkorrosionsbeständigkeit von nichtrostenden Stählen. Bei martensitischen nichtrostenden Stählen ist dieser Effekt nicht nur auf den Stickstoffgehalt selbst zurückzuführen, sondern auch auf den gleichzeitig verringerten Kohlenstoffgehalt, der ebenfalls das Ergebnis der Wärmebehandlung beeinflusst. In dieser Arbeit wird der Einfluss von Stickstoff ...

Influence heat treatment on microstructure and corrosion resistance of nitrogen alloyed martensitic stainless steels

Mar 23, 2017

Paul Rosemann

The corrosion resistance of martensitic stainless steels (MSS) depends strongly on the chemical composition and the applied heat treatment. Both determine the distribution of the alloying elements in the microstructure and the resulting material properties. The addition of nitrogen is known to be beneficial for the pitting corrosion resistance of stainless steels. In case of MSS this effect is not only connected to nitro-gen itself because nitrogen can be used to substitute carbon which also influences the result of the heat treatment process. This paper shows the effect of nitrogen on the corrosion resistance in relation to the hardening process of MSS. Therefore the effects of austenitization ...

Functional polymer based on 2,6-diaminopyridine with tunable UCST behaviour in water/alcohol mixture

Mar 23, 2017

Annabelle Bertin

Thermoresponsive polymers are of great importance in numerous applications such as bioseparation, drug delivery, diagnostic and microfluidic applications. Only few thermoresponsive polymers that present an upper critical solution temperature (UCST), i.e. phase separate from solution upon cooling, in a relevant temperature range and green solvents such as water or ethanol have been reported. Indeed, polymers with UCST behavior below 60°C in alcohol or water/alcohol mixtures are extremely promising for the preparation of smart materials for sensing. In this work two novel functional polymers of based on a 2,6-diaminopyridine motif were synthesized by free radical polymerization. Their UCST-type ...

Temperature Sensitive Aggregation Behavior of Poly(Acrylamide-co-Acrylonitrile) in Water

Mar 23, 2017

Annabelle Bertin

Thermoresponsive polymers have shown great potential in applications such as bioseparation, drug delivery and diagnostic. Only few thermoresponsive polymers that present an upper critical solution temperature (UCST), i.e. phase separate from solution upon cooling, in a relevant temperature range have been reported so far. Herein, a robust UCST-type copolymer of acrylamide (AAm) and acrylonitrile (AN) (poly(AAm-co-AN)) was prepared by reversible addition fragmentation chain transfer (RAFT) polymerization and its thermo-induced aggregation behavior in aqueous media was studied. We propose a model for the temperature-induced aggregation behaviour of UCST-type poly(AAm-co-AN) copolymer in aqueous ...

Bioinspired hybrid organic-inorganic copolymers

Mar 23, 2017

Annabelle Bertin

The demand for high-performance materials has strongly increased over the last decade. One way to improve their performance is to introduce material gradients as found in Nature (for example squid beaks, spider fangs, mussel byssal threads). One path towards the achievement of such material gradients is the synthesis of hybrid (gradient) copolymers, for instance based on silane and organic monomers. Since not all gradient copolymers can be synthesized by utilising the reactivity ratios of the monomers, forced gradients have to be used. However, in order to obtain gradient copolymers at high conversions, living or pseudo-living copolymerizations have to be performed and so far only few hybrid ...

Phase transition and aggregation behaviour of an UCST-type copolymer poly(acrylamide-coacrylonitrile) in water: effect of acrylonitrile content, concentration in solution, copolymer chain length and presence of electrolyte

Mar 23, 2017

Asad Asadujjaman; B. Kent; Annabelle Bertin

An UCST-type copolymer of acrylamide (AAm) and acrylonitrile (AN) (poly(AAm-co-AN)) was prepared by reversible addition fragmentation chain transfer (RAFT) polymerization and its temperature-induced phase transition and aggregation behaviour studied by turbidimetry, static and dynamic light scattering, small angle neutron scattering (SANS) and cryo-transmission electron microscopy (cryo-TEM) measurements. The phase transition temperature was found to increase with increasing AN content in the copolymer, concentration of the solutions and copolymer chain length. A significant effect was observed onto the phase transition temperature by addition of different electrolytes into the copolymer solution ...

Thermal desorption analysis of hydrogen trapping in micro-alloyed high strength steels

Mar 23, 2017

Enrico Steppan

Hydrogen can have an extreme degradation effects in steels, particularly concerning the mechanical properties. These effects can lead to hydrogen assisted cracking in micro-alloyed high strength steels during fabrication and/or operation in industrial applications. The Carrier Gas Hot Extraction method, which functionally combines a mass spectrometer with a Thermal Desorption Analysis process, was used for the detection of ultra-low diffusible hydrogen concentrations in the material specimens. The work shows the interaction between hydrogen and lattice defects in different micro-alloyed materials and HAZ. These steels were prepared in a quenched and tempered condition and in a thermo-mechanically ...

Effect of surface degradation on high-density polyethylene for biofilm formation

Mar 23, 2017

Maren Erdmann

Renewable resources become more and more relevant to maintain energy demands for an increasing global population. Biosynthetic fuels like biodiesel might replace conventional petrochemical fuels. In this study the influence of microbial growth on biodiesel and diesel on the storage tank systems were investigated. Polymeric fuel storage tanks for diesel and biodiesel provide suitable environmental conditions for a broad spectrum of fungi and various bacteria, including cyanobacteria and aerobic heterotrophic, and even anaerobic, fermentative Bacteria. However, the questions whether and how ageing of the materials is affected by biofouling processes have not been answered so far. Therefore, a model ...

Influence of microalloy design on HAZ toughness of S690QL steel

Mar 23, 2017

Enrico Steppan

Three high strength Nb-, Ti- and Ti+V- bearing S690QL steels were welded to investigate and compare the effects of microalloy addition on HAZ toughness. Charpy V notch impact tests from three microalloyed welds under different cooling rates have been performed. Fractographic examination shows that several factors including large-sized grain, upper bainite or hard second phase, interact to determine the brittle fracture mode and impaired toughness of Nb bearing weld at high heat input. In contrast to this reduced toughness, Ti bearing welds exhibits satisfied toughness regardless of at a fast or slow cooling rate as a result of limited austenite grain and refined favourable intragranular acicular ...

Eigenschaftsdegradation durch Wasserstoff in höherfesten Feinkornbaustählen

Mar 22, 2017

Enrico Steppan

Wasserstoff kann in Überlagerung mit Beanspruchungen zu einem unerwarteten Werkstoffversagen in höherfesten Stählen führen (wasserstoffunterstützte Schädigung von Metallen, starke Abnahme des Verformungsvermögens). In der Schweißtechnik besteht die Gefahr der wasserstoffunterstützten Kaltrissbildung. Die Aufnahme von Wasserstoff während des Schweißens lässt sich gänzlich nicht verhindern. Höherfeste Feinkornbaustähle um 700 MPa werden zunehmend mit unterschiedlichen Legierungskonzepten und Herstellungsrouten produziert. Diese Unterschiede erzeugen ein differentes Gefüge und Aussscheidungscharakteristik bei nominell ähnlichen Festigkeiten. Wichtige Vertreter sind der S690QL und der S700MC. Die ...

BAM strategies for studies on microbial corrosion - Focus area: Materials - Microbially induced corrosion (MIC)

Mar 22, 2017

Janin Sameith

Presentation of the MIC-project (Microbially Induced Corrosion) within the focus area Materials of the BAM. Strategies, developments and innovations in the area of analytical tools, surface modifications, polymer stability and biofilm-enhanced deteriorations of materials in the context of microbially induced corrosion processes.

Thermische Desorptionsanalyse in höherfesten Feinkornbaustählen

Mar 22, 2017

Enrico Steppan

Wasserstoff kann in Überlagerung mit Beanspruchungen zu einem unerwarteten Werkstoffversagen in höherfesten Stählen führen (wasserstoffunterstützte Schädigung von Metallen, starke Abnahme des Verformungsvermögens). Hierbei besteht in der Schweißtechnik die Gefahr einer wasserstoffunterstützten Kaltrissbildung. Der Fokus des Vortrags liegt auf das Wasserstoffbindungsverhalten (Trapping) im Grundwerkstoff und im schweißsimulierten Gefüge. Die Ergebnisse zeigen Unterschiede hinsichtlich der Bindungsenergie und des Fallencharakters. Anhand dieser lassen sich Rückschlüsse ziehen über eine effektive Wärmebehandlung zur Wasserstoffreduktion im Gefüge. Das Ziel ist eine Reduzierung des Risikos einer ...

Lebensdauerverlängerung von Offshore-Windenergieanlagen im Betrieb

Mar 22, 2017

Dominik Stengel

Vorschlag zur möglichen Lebensdauerverlängerung einzelner Bauteile einer im Betrieb befindlichen Offshore-Windenergieanlage durch Beschreibung der Versagenswahrscheinlichkeiten Beschreibung der Versagenswahrscheinlichkeit durch geeignete Schädigungsmodelle Aktualisierung der Versagenswahrscheinlichkeiten aufgrund von Inspektionsergebnissen und möglichen Reparaturen auf Basis der Bayes‘schen Entscheidungstheorie Quantifizierte Bewertung von Inspektionsmethoden und Reparaturmaßnamen im Hinblick auf die Zuverlässigkeit der Bauteile Grundlage für Entscheidungen für Inspektionen und Reparaturen

Bench-scale fire testing tailored for research and development

Mar 22, 2017

Bernhard Schartel

- STT MuFu+ oven for intumescent coatings - Rapid Mass Calorimeter for high throughput screening - Bench-scale Cable Testing Module - Fire stability of composites

The sources of human error

Mar 22, 2017

Marija Bertovic

Perfect flawless performance does not exist. Yet we expect people in organisations with high safety and reliability demand to perform at their best so that the systems designed, operated and maintained by people do not fail. Still, even the best guarded systems fail. The goal of the study of human factors is avoiding the negative effects of the interaction between humans and technology as well as decreasing them to increase the well-being of people, functioning of the systems, and safety. This is achieved by identifying human performance problems, by applying human knowledge to the design of the system, and by utilizing gained knowledge to other similar situations that exist currently or will ...

Emission of train-induced ground vibration — Prediction of axle-load spectra and its experimental verification

Mar 22, 2017

Lutz Auersch

Train passages induce forces on the track, train-induced vibrations propagate through the soil and excite neighbouring buildings. The emission, which is the first part of the prediction of vibrations near railway lines, is presented by focusing on the dynamic axle loads. The calculation of the axle loads is based on the vehicle-track-soil interaction. This interaction calculus utilises the dynamic stiffness of the vehicle (the inertia of the wheelset) and the dynamic stiffness of the track-soil system. Based on various time consuming finite-element boundary-element calculations, an approximate track-soil model has been established. The vehicle-track-soil analysis yields several transfer functions ...

Advanced Experiments and Particle Finite Element Modelling on Dripping V-0 Polypropylene

Mar 22, 2017

Melissa Matzen

Melt flow and dripping of polymeric materials can be both beneficial and detrimental during fire. In the vertical UL 94 test, a well adjusted dripping behaviour of flame retarded polypropylene (PP-FR) resulted in a non-flaming dripping V-0 classification. Melt flow and dripping reduce flame spread and even result in extinction, as mass and heat are removed from the actual pyrolysis zone. For the polymer samples and their drops collected in UL 94, the decomposition and viscosity was investigated. Particle finite element method (PFEM) was successfully used to simulate the material behaviour in the UL 94 test. The competition between gasification, combustion and melt dripping is evaluated.

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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 ...

Modellierungsansätze und neue Brennhilfsmittelkonzepte für die LTCC-Drucksintertechnologie

Jul 27, 2015

Björn Mieller

Niedrigsinternde Glas-Keramik-Komposite (LTCC, low temperature co-fired ceramics) werden erfolgreich als kompakte, mehrlagige Schaltungsträger in der Automobilindustrie und Hochfrequenztechnik eingesetzt. Dazu werden sie mit Verfahren der Folien- und Multilayertechnik verarbeitet und gemeinsam mit aufgedruckten Metallisierungen bei Temperaturen bis 900 °C co-gesintert. Besonders bei hohen Anforderungen an die Reproduzierbarkeit der Sinterschwindung hat sich das Sintern mit axialer Druckunterstützung etabliert, wodurch unter anderem die Schwindung in der Ebene der Einzelfolien unterdrückt werden kann. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die LTCC-Drucksintertechnologie unter zwei Gesichtspunkten ...

Development, Characterization and Durability of Switchable Information Carriers based on Shape Memory Polymers

Jun 16, 2015

Melanie Ecker

The aim of this thesis was the development of switchable information carriers based on shape memory polymers (SMPs) and the investigation of their durability. Deployed as a new kind of security label, such technology may be an effective tool to prevent counterfeiting and product piracy. Thermoplastic as well as thermoset SMPs turned out to be applicable as a specific substrate for the fabrication of switchable information carriers. In particular, a physically cross-linked and semi-crystalline poly(ester urethane) (PEU), and a chemically cross-linked epoxy-based polymer were investigated. Both SMPs were able to undergo distinct changes in shape upon triggering, which is commonly known as the ...

Silbernanopartikel und Silberionen: Physikalisch-chemische Charakterisierung und molekulare proteomische Effekte auf humane Enterozyten

Jun 11, 2015

Ulf Hansen

Silbernanopartikel (Ag-NP) können, bedingt durch ihre wachsende Anwendung im Lebensmittelbereich, vermehrt oral aufgenommen und über den Intestinaltrakt resorbiert werden. Die Diversität der physikalisch-chemischen Eigenschaften, der in toxikologischen Studien eingesetzten Nanopartikel (NP), macht eine allgemein gültige Aussage zu ihren physiologischen Wirkungen nicht trivial. Auch die Ursachen ihrer zytotoxischen Eigenschaften werden weiterhin kontrovers diskutiert. Basierend auf diesen Fragestellungen, wird in dieser Arbeit die physikalisch-chemische Charakterisierung von toxikologisch relevanten Partikeleigenschaften vorgestellt, welche das Zellkulturmedium (ZKM) als chemische Umgebung ...

Die vollständige Bibliografie finden Sie im Publikationsserver der BAM (PUBLICA).

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