Die Betriebsfestigkeit von Schmiedebauteilen unterliegt den fertigungsspezifischen Einflüssen des Umformverfahrens. Um das Festigkeitspotential von Schmiedewerkstoffen in Leichtbaukonstruktionen vollständig ausschöpfen zu können, ist die Anwendung spezifizierter Bemessungskonzepte erforderlich. Einsteigern und Anwendern wird ein Überblick zu den Einflussfaktoren und Methoden zur Berücksichtigung des bauteilgebundenen Werkstoffverhaltens bei der Bauteilauslegung gegeben.
Aktualisiert: 2023-06-29
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Die Betriebsfestigkeit von Schmiedebauteilen unterliegt den fertigungsspezifischen Einflüssen des Umformverfahrens. Um das Festigkeitspotential von Schmiedewerkstoffen in Leichtbaukonstruktionen vollständig ausschöpfen zu können, ist die Anwendung spezifizierter Bemessungskonzepte erforderlich. Einsteigern und Anwendern wird ein Überblick zu den Einflussfaktoren und Methoden zur Berücksichtigung des bauteilgebundenen Werkstoffverhaltens bei der Bauteilauslegung gegeben.
Aktualisiert: 2023-06-29
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Die Betriebsfestigkeit von Schmiedebauteilen unterliegt den fertigungsspezifischen Einflüssen des Umformverfahrens. Um das Festigkeitspotential von Schmiedewerkstoffen in Leichtbaukonstruktionen vollständig ausschöpfen zu können, ist die Anwendung spezifizierter Bemessungskonzepte erforderlich. Einsteigern und Anwendern wird ein Überblick zu den Einflussfaktoren und Methoden zur Berücksichtigung des bauteilgebundenen Werkstoffverhaltens bei der Bauteilauslegung gegeben.
Aktualisiert: 2023-06-29
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Die Kantenrissbildung beim Warmbandwalzen der Nickelbasislegierung Alloy C-276 wurde mit der Finiten Elemente Methode untersucht. Hierzu wurde das Materialmodell von Gologanu-Leblond mit dem Warmfließmodell von Sellars und dem Versagensmodell von Brown-Embury kombiniert. Die benötigten Materialparameter wurden aus Warmfließkurvenfeldern und metallographischen Untersuchungen ermittelt. Der Ort der Rissentstehung konnte präzise simuliert werden. Durch die Variation verschiedener Parameter des Warmwalzprozesses konnten Maßnahmen abgeleitet werden, durch welche das Ausmaß der Kantenrissbildung verringert wird.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Faser-Kunststoff-Verbunde (FKV) sind Hochleistungswerkstoffe des Leichtbaus. Bezogen auf ihre Dichte bieten sie extreme Steifigkeit und Festigkeit. Ihr komplexes Schädigungsverhalten erschwert jedoch die Abschätzung ihrer Lebensdauer unter Ermüdungsbelastung. Die vorliegende Arbeit untersucht daher die Auswirkung von Schädigung auf die Materialeigenschaften und bildet so die Grundlage für eine noch effizientere Auslegung von FKV-Bauteilen.
Aktualisiert: 2023-06-01
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In der vorliegenden Arbeit werden die materialspezifischen Grundlagen und die prozessspezifischen Einflussfaktoren zur Kristallisation von Poly(L-Lactid) (PLLA) und nukleierten PLLA-Compounds ausgewertet sowie die Basis für eine Methode zur Inline-Charakterisierung des Kristallisationsverlaufs während des Spritzgießvorgangs auf Bauteilebene erarbeitet und diskutiert.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Durch seine chemischen und physikalischen Vorteile hat sich Kohlendioxid in der Verfahrens- und Produktionstechnik in verschiedenen Anwendungen etabliert. Der reinigungstechnische Einsatz ist aktuell noch auf das Trockeneis- und CO2-Schneestrahlen beschränkt. Bei der Imprägnierung und Färbung von Kunststoffen gehört es zum etablierten Stand der Technik. Die Anwendung der flüssigen Phase des Kohlendioxids für die Lösemittelreinigung hat sich in der industriellen Praxis noch nicht durchsetzen können. Vor diesem Hintergrund besteht ein besonderes Potential der Technologie für medizintechnische Produktionsprozesse zur rückstandsfreien Reinigung von Kunststoffen, ohne eine anschließende Trocknung. Die vorliegende Arbeit fokussiert sich auf die Erarbeitung von Erkenntnissen zum Einfluss der Reinigung mit flüssigem Kohlendioxid auf die konstruktions- und fertigungstechnischen Materialeigenschaften von medizintechnischen Kunststoffen. Dazu werden aus der Gruppe der Elastomere sowie der amorphen und teilkristallinen Thermoplaste Kunststoffe im Rahmen des entwickelten Versuchsprogramms zum Einfluss der Reinigungszeit sowie der Parametrisierung des Übergangs zwischen Prozess- und Umgebungsbedingungen untersucht. Dies erlaubt die Beschreibung signifikanter Eigenschaftsänderungen der Materialien hinsichtlich der Gravimetrie, Geometrie, Zugfestigkeit, Oberflächenhärte und Quellung. Die dadurch erlangten Erkenntnisse erweitern das Prozessverständnis zur reinigungstechnischen Anwendung von flüssigem Kohlendioxid und erlauben die Ableitung von grundsätzlichen Anwendungshinweisen für den angestrebten Einsatz in der Praxis.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Steigendes Umweltbewusstsein machen Naturfasern wie Jutefasern als Verstärkung in Faserverbunden zunehmend attraktiv. Aufgrund der schlechten Fließfähigkeit im Fließpressprozess werden sie bisher nur selten als Faserverstärkung in Sheet oder Bulk Molding Compound eingesetzt. Der Fokus der Arbeit lag daher auf der verbesserten Integration von Jutefasern im SMC- und BMC-Prozess durch Optimierung der Pastenformulierung und dem Verarbeitungsprozess.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die Betriebsfestigkeit von Schmiedebauteilen unterliegt den fertigungsspezifischen Einflüssen des Umformverfahrens. Um das Festigkeitspotential von Schmiedewerkstoffen in Leichtbaukonstruktionen vollständig ausschöpfen zu können, ist die Anwendung spezifizierter Bemessungskonzepte erforderlich. Einsteigern und Anwendern wird ein Überblick zu den Einflussfaktoren und Methoden zur Berücksichtigung des bauteilgebundenen Werkstoffverhaltens bei der Bauteilauslegung gegeben.
Aktualisiert: 2023-06-01
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In der Arbeit wurde die Synthese von Ti2AlN MAX-Phasen-Schichten sowie ihre Performance bezüglich potenzieller Anwendungen als Barriereschichten untersucht. Zu Beginn lag der Fokus auf der Erarbeitung einer Synthese der Materialien mittels einem zweistufigen PVD-Abscheideverfahren und der mikrostrukturellen Charakterisierung. Hinsichtlich späterer Anwendungen wurden sowohl die Oxidationsbeständigkeit als auch die Barrierewirkung gegenüber Wasserstoffdiffusion untersucht.
Aktualisiert: 2023-06-01
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In dieser Arbeit wurden numerische Simulationen mit dreidimensionalen Modellen der Gefüge unterschiedlicher Blechwerkstoffe durchgeführt, um das plastische Fließverhalten in Abhängigkeit wesentlicher Mikrostrukturmerkmale zu bestimmen. Auf diese Weise ist es möglich, die auf Basis einer experimentellen Charakterisierung durchgeführte Bestimmung von Werkstoffeigenschaften durch Simulationsergebnisse für beliebige Belastungszustände zu ergänzen.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die Oxidation von Metallpartikeln ist mit hoher Energiefreisetzung verbunden. Kenntnisse über die Reaktionskinetik und ihrer Einflussfaktoren der chemischen Reaktionen ermöglichen es, Aussagen über den Reaktionsverlauf zu treffen und Reaktionen zu steuern. In der vorliegenden Dissertation werden (nicht-)isotherme Messungen zur Bestimmung der Reaktionskinetik von Titankarbid- und Zirkonkarbid-Partikeln präsentiert.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die vorliegende Arbeit untersucht Verfahrensintensivierungen von Reaktivextrusionen am Beispiel der Polymerisation von Polylactid (PLA) im Technikumsmaßstab, ausgehend von Lactid unter Nutzung von Zinn(II)-2-ethylhexanoat und Triphenylphospin als Katalysatorsystem. Zur Verfahrensintensivierung werden der Einsatz von Ultraschall und Mikrowellen innerhalb der Verfahrenslänge sowie die Nutzung der Nah-Infrarot-Spektroskopie evaluiert.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Seit Menschengedenken ist die Entwicklung differenzierter Werkzeuge sowohl Ausdruck als auch Bedingung des Fortschritts. Die effektive und ressourcenschonende Bearbeitung moderner Werkstoffe ist zukunftsweisend und bedarf geeigneter Werkzeuge und Materialsysteme, die es zu entwickeln gilt. Gehärteten Stahl oder Nickelbasislegierungen zu schneiden ist eine Extrembelastung für das Werkzeug. An der Schneidkante wirken hohe Kräfte in Kombination mit extremen Temperaturen. Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung von Verschleißschutzschichten für Zerspanwerkzeuge für Einsatztemperaturen von bis zu 1000 Grad Celsius und darüber hinaus. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit sind ein Beitrag für neue Werkzeugschichtsysteme und deren Applikation im industriellen Umfeld. Insbesondere die einzigartigen Materialeigenschaften von c-BN sind vielversprechend für innovative Entwicklungen. Mit den verbesserten, nanostrukturierten (Ti,Al,Cr,Si)N-Schichten steht ein gut skalierbarer Beschichtungsprozess zur Verfügung, der zu einer wirtschaftlichen Bearbeitung zukünftiger, schwer spanbarer Werkstoffe beitragen kann.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Das Sintern dünner Keramikstreifen auf Substrat wurde mit einem partikel-basierten Simulationsverfahren untersucht. Ein direkter quantitativer Vergleich der Ergebnisse mit Werten aus abgestimmten Experimenten, bei denen gleichartige Keramikproben verwendet wurden, zeigte eine sehr gute Übereinstimmung. Zudem wurden in der Simulation einzelne Parameter systematisch variiert, um deren Einfluss auf bestimmte Effekte zu untersuchen.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die Detektion von CO(tief)2 wird durch bildgebende Technologien für den infraroten Spektralbereich ermöglicht. Die Detektorelemente basieren auf dem Materialsystem InAs/GaSb-Übergitter. Das von Avalanchedioden bekannte Rauschmodell lässt sich auf das experimentell gefundene Eigenrauschen der Übergitterdetektoren applizieren. Mithilfe der entwickelten Methodik, lässt sich eine Prognose über die zu erreichende Materialqualität der Übergitter abgeben.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die Festkörperkühlung auf der Basis des elektrokalorischen (EC) Effektes stellt ein vielversprechendes Konzept für alternative Kühltechnologien dar. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich sowohl mit der Entwicklung keramischer Werkstoffe, als auch mit der Komponentenentwicklung für mögliche elektrokalorische Anwendungen. Es werden zunächst Werkstoffe des Relaxorferroelektrikums Pb(Mg1/3Nb2/3)1-xTixO3 (PMN-PT) mit verschiedenen PbTiO3-Gehalten und Dotierungsmittelzusätzen hinsichtlich ihrer Eignung als EC-Material untersucht. Als bleifreie Alternative wird das System BaZrxTi1-xO3 (BZT) betrachtet und eine systematische Variation des Zirkoniumgehaltes durchgeführt. Ausgehend von den Ergebnissen der Werkstoffentwicklung an monolithischen Keramikproben werden ausgewählte Verbindungen mit Hilfe verschiedener keramischer Technologien in Dickschicht- und Mehrlagenstrukturen umgesetzt. Die hergestellten Komponenten werden hinsichtlich ihrer elektrischen, thermischen und elektrokalorischen Eigenschaften charakterisiert und verglichen.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die vorliegende Dissertation beschreibt einen neuartigen Bondprozess von Aluminiumnitrid auf Diamant. An der Grenze der beiden Oberflächen wird ein dünner Wasserfilm mit AlN in ein thermomechanisch stabiles Aluminiumhydroxid umgewandelt. Die Ausbildung der 30 nm dünnen Bondschicht erfolgt bei Temperaturen < 200 Grad Celsius und erzeugt vernachlässigbar kleine thermomechanische Verspannungen. Mit dieser Technologie werden AlGaN/GaN-Schottkydioden und -RF-Transistoren auf Diamant gebondet. Im Gegensatz zu anderen bisher entwickelten AlGaN/GaN-Diamant-Technologien wird keine zusätzliche Zwischenschicht eingebracht, um die Verbindung zu stabilisieren. Während der chemischen Umwandlung von AlN entstehen gelöste Hydroxide, welche bei einer Übersättigung rekristallisieren und somit die Grenze zwischen den Oberflächen atomar dicht ausfüllen. Der Herstellungsprozess kann außerhalb des Reinraums durchgeführt werden, da durchgehend in Flüssigkeiten gearbeitet wird. Die Möglichkeit, trotz niedriger Prozesstemperaturen eine mechanisch feste, elektrisch isolierende und thermisch gute Bondschicht auszubilden, ist unter den bisher dokumentierten GaN-Diamant-Technologien einmalig.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Nanomaterialien besitzen ein enormes Potenzial für die Entwicklung neuer Produkte und Verfahren. Dieses Buch bietet eine verständliche Einführung in die »Nano-Revolution«. Autoren aus den Instituten der Fraunhofer-Allianz Nanotechnologie beschreiben neue Materialien und Technologien, die an der Schnittstelle zwischen Molekül-, Mikro- und Makrowelt entstanden sind. Sie beziehen auch Stellung zum brisanten Thema Sicherheit beim Umgang mit Nanomaterialien. Erfolgreiche Produktentwicklungen und Perspektiven für weitere Entwicklungen in unterschiedlichsten Branchen werden dargestellt.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die elektrische Degradation von planaren SOFC-Stacks wird stark durch das Anwachsen von Chromoxid haltigen Oxidschichten auf integrierten Interkonnektormaterialien beeinflusst. In dieser Dissertation wird das Degradationsverhalten von vier oft verwendeten Interkonnektorlegierungen unter SOFC-Anodengas relevanten Gaszusammensetzungen in einer Temperaturspanne zwischen 725°C-875°C über Zeitperioden =1000 h getestet und umfassend charakterisiert.
Aktualisiert: 2023-06-01
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