Für Stromschienen werden in der Regel Aluminium- oder Kupferwerkstoffe eingesetzt. Auf Grund des hohen und stark schwankenden Kupferpreises soll zukünftig vermehrt Aluminium als Leiterwerkstoff verwendet werden. Gleichzeitig führt die Entwicklung hin zu höheren Leistungsdichten und höheren Betriebstemperaturen von bis zu 140 °C. Stromschienen werden in der Regel als Schraubenverbindungen gefügt. Zurzeit eingesetzte Aluminiumlegierungen weisen jedoch einen zu niedrigen Kriechwiderstand und dadurch ein signifikantes Nachlassen der Verbindungskraft auf. Dies kann zum Versagen der Verbindung führen.
Der Inhalt dieser Arbeit untersucht die gezielte Ausscheidung von temperaturstabilen Dispersoiden in Al-Mn-Legierungen, wodurch der Kriechwiederstand sowie die elektrische Leitfähigkeit erhöht wird. Es werden grundlegende Erkenntnisse zum Ausscheidungsverhalten von Dispersoiden in Al-Mn-Legierungen gewonnen. Die in-situ Messung der thermischen Leitfähigkeit mittels Laser Flash Analyse wird erstmals beschrieben und erfolgreich auf die Untersuchung der Dispersoidbildung übertragen. Die erzielten Ergebnisse dienen dazu, eine angepasste Homogenisierung für eine gezielte Dispersoidausscheidung in Al-Mn-Legierungen zu entwickeln. In der Legierung Al Mn0,5Mg0,5 wird ein hoher Volumenanteil feiner Dispersoide erreicht. Die elektrischen und mechanischen Eigenschaften stranggepresster Stromschienen werden signifikant verbessert. In Langzeitversuchen mit stromdurchflossenen Schraubenverbindungen wird im Vergleich zur aktuell eingesetzten Legierung Al MgSi ein deutlich geringerer Verbindungskraftabbau sichtbar. Zusammen mit der erhöhten elektrischen Leitfähigkeit ist die Legierung Al Mn0,5Mg0,5 ein vielversprechender Werkstoff für langzeitstabile elektrische Verbindungen.
Aktualisiert: 2020-01-28
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Saskia Wilmsen charakterisiert die Epidermiszellformen von 37 Blütenpflanzen, um einerseits den Einfluss epidermaler Mikrostrukturen in optisch wirksamen Bereichen von Petalen hinsichtlich ihrer Attraktivität auf Hummeln zu untersuchen und andererseits deren Unterschiede in Bezug auf spektrale Reflexion und Glanzeffekte zu analysieren. Die Autorin weist nach, dass blütennaive Individuen von eine spontane Präferenz für Blütenattrappen mit konischen Zellstrukturen zeigen und stellt die Bedeutung von spektral reinen und konstanten Farbsignalen bei unterschiedlichen Anflugwinkeln der Versuchstiere heraus.
Aktualisiert: 2023-04-01
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Aktualisiert: 2022-03-04
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Metalle und Legierungen werden in der technischen Praxis als Konstruktionswerkstoffe für Bauteile eingesetzt, die im Betrieb eine Wechselbeanspruchung erfahren. Als Folge dieser Beanspruchung laufen mikrostrukturelle Veränderungen ab, die sich makroskopisch im Wechselverformungsverhalten äußern und letztlich das Versagen des Bauteils verursachen können. Im vorliegenden Buch wird das zyklische Spannungs-Dehnungs-Verhalten metallischer Werkstoffe auf der Grundlage der mikrostrukturellen Vorgänge in wissenschaftlicher und gleichzeitig lehrbuchartiger Form behandelt. Die Einbeziehung der Mikrostruktur bei dieser Betrachtung dient dabei nicht nur zur Vertiefung des Verständnisses, sondern hat darüber hinaus das Ziel, ausgehend von einfachen Laborexperimenten, auf das Verformungsverhalten unter den meist komplexen Bedingungen des technischen Einsatzes schließen zu können. Es wird gezeigt, daß aufgrund der räumlichen Heterogenität der plastischen Verformung Vielkomponentenmodelle zur Beschreibung des zyklischen Verformungsverhaltens physikalisch gerechtfertigt sind. Die statistische Behandlung zweier einfacher Modelle liefert mathematische Beziehungen, die es erlauben, eine quantitative Modellierung des Spannungs-Dehnungs-Verlaufes durchzuführen. Die Voraussetzungen, der Anwendungsbereich und Erweiterungsmöglichkeiten dieser Modellierung werden dargestellt.
Aktualisiert: 2022-03-10
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Aktualisiert: 2022-02-23
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Das erfolgreiche, didaktisch ausgereifte Lehrbuch läßt die über zwanzigjährige Erfahrung des Autors in der Lehre erkennen. Es zeichnet sich durch eine prägnant kurze, mathematisch verständliche und anwendbare Einführung in die Grundlagen aus. In der 6. Auflage wurden erneut fachliche Ergänzungen vorgenommen, so in der Gasdynamik die Behandlung des Verdichtungsstoßes, bei den verlustbehafteten Strömungen. Es wurde der allgemeine Energiesatz aufgenommen. Auch diese Auflage enthält wieder Übungen. Das preiswerte Lehrbuch richtet sich an Maschinenbaustudenten an Technischen Universitäten und Fachhochschulen.
Aktualisiert: 2023-03-14
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Im Zuge der Weiterentwicklung von Downsizing Konzepten zu verbrauchsoptimierten Dieselmotoren nehmen die spezifischen Leistungen von Pkw- und Lkw-Motoren stetig zu. Aufgrund dessen zeigten sich neuartige Schadensbilder bei Aluminiumkolben, weshalb im Rahmen des Verbundprojektes „Wärmeübergang an Hochleistungs-Dieselmotoren-Kolben“ der Bayerischen Forschungsstiftung das Hauptaugenmerk auf die Interaktion zwischen dem brennenden Dieselspray und dem Kolben gelegt wurde. Im Rahmen dieser Arbeit wurden zunächst die Einsatzgrenzen aktueller Aluminiumkolben, sowohl für die Anwendung im Pkw, als auch im Lkw, untersucht. Auf den gewonnenen Erkenntnissen basierend, wurden die Auswirkungen eines selektiv umgeschmolzenen Muldenrandes und der Applikation von Wärmedämmschichten hinsichtlich einer Erweiterung des Anwendungsgebietes näher betrachtet. Darüber hinaus wurden zwei Stähle auf ihre Eignung als Kolbenwerkstoff untersucht und den Potentialen der zuvor erwähnten Werkstoffsysteme gegenübergestellt.
Aktualisiert: 2020-09-10
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Der heterogene Werkstoffe Beton ist wegen seiner Bedeutung als vielfältig einsetzbarer Baustoff Gegenstand zahreicher Forschungsarbeiten. Den Schwerpunkt der meist praxisorientierten Untersuchungen bildet die Ermittlung der Festigkeits- und Verformungskennwerte... Während auf dem mechanisch-technologischen Sektor heute sehr viele Versuchsergebnisse vorliegen, kann die Untersuchung der Struktur, die in erster Linie für die Reaktion eines Festkörpers auf eine Beanspruchung mechanischer oder thermischer Art verantwortlich ist, noch nicht als abgeschlossen betrachtet werden.
Aktualisiert: 2020-04-27
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The aim of the work was to provide a basis for the development of B-alloyed tool steels. To this end, the effect of the elements B and Cr on the microstructure formation, the stability and the micromechanical properties of hard phases in hypoeutectic Fe-C-B and Fe-C-B-Cr alloys was analyzed. Additionally, interactions of the elements B and Cr with Mn, Mo, V or Nb were investigated. Laboratory alloys of the systems Fe-C-B and Fe-C-B-Cr with additions of the elements Mn, Mo, V or Nb were casted and characterized experimentally. Based on these results, two B-alloyed cold-work steels (CWS) were developed and processed by means of melt and powder metallurgical manufacturing. The novel B-alloyed CWS achieve the same or higher toughness, strength and wear resistance compared to conventional CWS of the Fe-Cr-C and Fe-Cr-V-C systems, while material cost for the B-alloyed CWS are significantly lower.
Aktualisiert: 2019-08-08
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Eine wesentliche Anforderung für den Einsatz von Legierungen bei hohen Temperaturen ist die Oxidationsbeständigkeit. Mit dem Legierungselement Chrom bieten Kupfer-Chrom-Legierungen eine gute Voraussetzung zur Bildung schützender Cr2O3-Deckschichten, aufgrund der äußerst geringen Löslichkeit von Chrom in Kupfer unterscheiden sich diese Legierungen jedoch erheblich von konventionellen, chromhaltigen Hochtemperatur-legierungen. In der vorliegenden Dissertation wird daher der Frage nachgegangen, wie es um die Fähigkeit zur Ausbildung schützender Cr2O3-Deckschichten von Kupfer-Chrom-Legierungen steht.
Hierzu wurden mittels Laserauftragschweißen Kupfer-Chrom-Legierungen mit Chromgehalten bis zu 70 Masse-% hergestellt und das langfristige Oxidationsverhalten im Temperaturbereich von 700°C bis 1.000°C bei atmosphärischen Bedingungen unter Einbeziehung der Eigenschaften der Mikrostruktur systematisch untersucht. Die Charakterisierung des Oxidationsverhaltens stützt sich auf thermogravimetrische und metallographische Untersuchungen zur Erfassung des Oxidschichtwachstums. Hierbei werden insbesondere die Ergebnisse zur Ausbildung sogenannter verarmter Zonen im Gefüge unterhalb der Deckschicht vorgestellt und ein Modell zum Oxidationsverhalten von Kupfer-Chrom-Legierungen diskutiert. Auch auf die Wärmeleitfähigkeit und den thermischen Ausdehnungskoeffizienten sowie die mechanischen Eigenschaften des Materials wird eingegangen.
Aktualisiert: 2021-03-31
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Im Rahmen dieser Arbeit wurden die mikrostrukturelle Entwicklung und die daraus resultierenden mechanischen Eigenschaften der im SLM ® Verfahren (Selective Laser Melting) verarbeiteten Nickelbasis-Superlegierung Inconel 718 untersucht. Anschließend wurde der Einfluss des HIP-Prozesses (Heißisostatisches Pressen) auf die Porosität, die Mikrostruktur und die mechanischen Eigenschaften analysiert. Da der HIP-Prozess oberflächennahe Poren nicht schließen kann, wurden ausgewählte Proben durch das Arc-PVD-Verfahren (Physical Vapor Deposition) mit einer Ni-20Cr Beschichtung gekapselt. Da die typischen Zellstrukturen zusammen mit der γ´´- Ausscheidungen nach dem Lösungsglühen mit anschließender Ausscheidungshärtung auftreten, konnte die höchste Streckgrenze (Rp0,2) unter quasistatischer Belastung bei Raumtemperatur (RT) sowie bei 650 °C ermittelt werden. Unter zyklischer Belastung zeigen die beschichteten und heißisostatisch gepressten Proben die geringste Ermüdungsfestigkeit bei RT, sowohl vor als auch nach der Ausscheidungshärtung. Im lösungsgeglühten und anschließend ausscheidungsgehärteten Zustand weist das Material die höchste Lebensdauer, insbesondere bei einer niedrigen Dehnungsamplitude (Δε/2 = ±0,35 %), bei 650 °C auf.
Aktualisiert: 2020-01-07
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Zur Optimierung der Herstellung von Bauteilen aus Aluminium-Knetlegierungen haben sich in der Industrie computergestützte Simulationen ganzer Prozessketten etabliert. Eine Voraussetzung der Prozessmodellierung sind physikalisch basierte Werkstoffmodelle, welche ablaufende Ver- und Entfestigungsvorgänge bei plastischer Verformung auf Basis der Mikrostrukturentwicklung beschreiben können. Die Interpretation experimenteller Daten, auf denen die Werkstoffmodelle basieren, ist jedoch herausfordernd, da wirkende Verfestigungsmechanismen oftmals nicht entkoppelt voneinander untersucht werden können. Auch die Charakterisierung des temperatur- und dehnratenabhängigen Fließverhaltens metastabiler Werkstoffzustände stellt eine große Herausforderung dar.
Diese Arbeit trägt dazu bei, bestehende Kenntnislücken zur Wirkweise der Hauptlegierungselemente in Al-Mg-Si-Knetlegierungen auf das Festigkeits- und Fließverhalten zu schließen. Dafür wurde eine Methodik entwickelt, die mechanische Werkstoffprüfungen an definierten, metastabilen Werkstoffzuständen unter variierenden Umformbedingungen ermöglicht. Um den Einfluss der Hauptlegierungselemente besser beurteilen zu können, erfolgten die experimentellen Untersuchungen an verschiedenen binären (Al-Mg, Al-Si) Modelllegierungen mit systematischer Variation der Legierungsgehalte und an einer ternären Al-Mg-Si-Legierung.
Da eine genaue Kenntnis der Mikrostruktur mechanisch geprüfter Werkstoffzustände von wesentlicher Bedeutung ist, wurden umfassende Untersuchungen zur Mikrostrukturentwicklung der Modelllegierungen durchgeführt. Die Charakterisierung des Fließverhaltens erfolgte systematisch durch thermomechanische Analysen an unterkühlten Werkstoffzuständen über einen weiten Temperatur- und Dehnratenbereich.
Aktualisiert: 2021-12-20
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In dieser Arbeit wird das modellgestützte Kathodendesign für Lithium-Ionen Batterien vorgestellt, welches eine systematische Minimierung der Verluste und Steigerung der Energie- und Leistungsdichte ermöglicht. Durch eine Kombination von Mikrostrukturanalyse mittels FIB/SEM-Tomographie und elektrochemischer Impedanzspektroskopie wird das Kathodenmodell unabhängig von Literaturdaten parametriert und anschließend validiert. The model-aided cathode design for lithium ion batteries is presented, which enables a systematically minimization of loss processes and an increase of power and energy density. The cathode model is parametrized without values from literature by combining microstructure analysis via FIB/SEM tomography and electrochemical impedance spectroscopy and finally validated.
Aktualisiert: 2021-02-11
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Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die werkstofftechnische Charakterisierung des Gefüges und der damit verbundenen Eigenschaften von austenitischen und martensitischen Stählen, die mittels selektivem Laserschmelzen (SLM) verdichtet wurden. Beim selektiven Laserschmelzen handelt es sich um einen additiven Fertigungsprozess, der eine ressourceneffiziente Herstellung komplex geformter Bauteile mit hohem Individualisierungsgrad und geringer Nachbearbeitung erlaubt.
Betrachtet wurden in dieser Arbeit der austenitische Stahl X2CrNiMo17-12-2, die Warmarbeitsstähle X40CrMoV5-1 und X38CrMo7-2 sowie der Schnell-arbeitsstahl HS6-5-3. Der Fokus der Arbeit lag auf der Erarbeitung eines grundlegenden Verständnisses zur Bildung und Entwicklung der Mikrostruktur während des Fertigungsprozesses. Dabei wurde die gesamte Prozesskette des SLM-Verfahrens in einem ganzheitlichen Ansatz, beginnend mit dem Ausgangspulver über die SLM-Verdichtung bis hin zu einem notwendigen Post-Processing, betrachtet. Zunächst erfolgten die Charakterisierung des Pulvers in Bezug auf die Eignung für den SLM-Prozess und der Wiederverwendbarkeit sowie die Untersuchung der Wechselwirkung zwischen dem Laser und der losen Pulverschüttung. Anschließend wurden geeignete Prozessparameter zur Verdichtung ausgewählter Stahlpulver mittels SLM evaluiert. Diesen Untersuchungen schloss sich die Charakterisierung der Proben hinsichtlich der Gefüge- bzw. Defektausbildung und den damit verbundenen Werkstoffeigenschaften an. Da neben der chemischen Zusammensetzung auch das Herstellungsverfahren maßgeblich das Gefüge und die Eigenschaften von Werkstoffen beeinflusst, sind die SLM-Proben mit schmelzmetallurgisch (Gießen und Umformen) oder pulvermetallurgisch (Heiß-Isostatisches Pressen (HIP)) hergestellten Proben verglichen worden. Darüber hinaus wurde der Einfluss eines Post-Processing (HIP-Nachverdichtung oder Wärmebehandlung) auf die Gefügeausbildung und die damit verbundenen Werkstoffeigenschaften betrachtet.
Aktualisiert: 2018-08-03
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Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die werkstofftechnische Charakterisierung des Gefüges und der damit verbundenen Eigenschaften von austenitischen und martensitischen Stählen, die mittels selektivem Laserschmelzen (SLM) verdichtet wurden. Beim selektiven Laserschmelzen handelt es sich um einen additiven Fertigungsprozess, der eine ressourceneffiziente Herstellung komplex geformter Bauteile mit hohem Individualisierungsgrad und geringer Nachbearbeitung erlaubt.
Betrachtet wurden in dieser Arbeit der austenitische Stahl X2CrNiMo17-12-2, die Warmarbeitsstähle X40CrMoV5-1 und X38CrMo7-2 sowie der Schnell-arbeitsstahl HS6-5-3. Der Fokus der Arbeit lag auf der Erarbeitung eines grundlegenden Verständnisses zur Bildung und Entwicklung der Mikrostruktur während des Fertigungsprozesses. Dabei wurde die gesamte Prozesskette des SLM-Verfahrens in einem ganzheitlichen Ansatz, beginnend mit dem Ausgangspulver über die SLM-Verdichtung bis hin zu einem notwendigen Post-Processing, betrachtet. Zunächst erfolgten die Charakterisierung des Pulvers in Bezug auf die Eignung für den SLM-Prozess und der Wiederverwendbarkeit sowie die Untersuchung der Wechselwirkung zwischen dem Laser und der losen Pulverschüttung. Anschließend wurden geeignete Prozessparameter zur Verdichtung ausgewählter Stahlpulver mittels SLM evaluiert. Diesen Untersuchungen schloss sich die Charakterisierung der Proben hinsichtlich der Gefüge- bzw. Defektausbildung und den damit verbundenen Werkstoffeigenschaften an. Da neben der chemischen Zusammensetzung auch das Herstellungsverfahren maßgeblich das Gefüge und die Eigenschaften von Werkstoffen beeinflusst, sind die SLM-Proben mit schmelzmetallurgisch (Gießen und Umformen) oder pulvermetallurgisch (Heiß-Isostatisches Pressen (HIP)) hergestellten Proben verglichen worden. Darüber hinaus wurde der Einfluss eines Post-Processing (HIP-Nachverdichtung oder Wärmebehandlung) auf die Gefügeausbildung und die damit verbundenen Werkstoffeigenschaften betrachtet.
Aktualisiert: 2018-11-01
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Eine wesentliche Anforderung für den Einsatz von Legierungen bei hohen Temperaturen ist die Oxidationsbeständigkeit. Mit dem Legierungselement Chrom bieten Kupfer-Chrom-Legierungen eine gute Voraussetzung zur Bildung schützender Cr2O3-Deckschichten, aufgrund der äußerst geringen Löslichkeit von Chrom in Kupfer unterscheiden sich diese Legierungen jedoch erheblich von konventionellen, chromhaltigen Hochtemperatur-legierungen. In der vorliegenden Dissertation wird daher der Frage nachgegangen, wie es um die Fähigkeit zur Ausbildung schützender Cr2O3-Deckschichten von Kupfer-Chrom-Legierungen steht.
Hierzu wurden mittels Laserauftragschweißen Kupfer-Chrom-Legierungen mit Chromgehalten bis zu 70 Masse-% hergestellt und das langfristige Oxidationsverhalten im Temperaturbereich von 700°C bis 1.000°C bei atmosphärischen Bedingungen unter Einbeziehung der Eigenschaften der Mikrostruktur systematisch untersucht. Die Charakterisierung des Oxidationsverhaltens stützt sich auf thermogravimetrische und metallographische Untersuchungen zur Erfassung des Oxidschichtwachstums. Hierbei werden insbesondere die Ergebnisse zur Ausbildung sogenannter verarmter Zonen im Gefüge unterhalb der Deckschicht vorgestellt und ein Modell zum Oxidationsverhalten von Kupfer-Chrom-Legierungen diskutiert. Auch auf die Wärmeleitfähigkeit und den thermischen Ausdehnungskoeffizienten sowie die mechanischen Eigenschaften des Materials wird eingegangen.
Aktualisiert: 2021-03-31
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Ziel dieser Arbeit war es, technisch anwendbare, numerische Methoden zur Bestimmung der effektiven Leitfähigkeit mehrphasiger Stähle zu entwickeln und zu verifizieren. Dazu wurden Werkstoffe mit modellhaftem Charakter hinsichtlich ihrer effektiven physikalischen Eigenschaften und ihres Gefüges charakterisiert. Zusätzlich wurden die Eigenschaften einzelner Phasen an synthetisierten Proben ermittelt, sodass der direkte Vergleich zwischen den berechneten und den gemessenen makroskopischen Eigenschaften möglich war.
Am Beispiel des unlegierten Vergütungsstahls C45E wurde mit Hilfe von Gleichgewichtsberechnungen und Diffusionssimulationen der Lösungszustand nach dem isothermen Auslagern bei 700°C nach Zeiten von 2 s bis 2 Wochen berechnet. Mit der Anwendung von bekannten empirischen Einflussfaktoren wurde daraus die zeitabhängige Wärmeleitfähigkeit des Stahls berechnet und mit Messwerten verglichen. Dadurch konnten Erkenntnisse über die Kinetik der Zementitausscheidung von sehr kurzen bis zu gleichgewichtsnahen Zeiten gewonnen werden. Hier zeigte sich, dass die Wärmeleitfähigkeit stark vom Lösungszustand der Matrixphase abhängig ist und hochsensibel auf Ausscheidungsvorgänge und den damit einhergehenden Wechselwirkungen reagiert. Dennoch konnte mit der Kombination von Simulationen und empirischen Faktoren der Verlauf der Leitfähigkeit qualitativ und quantitativ annähernd beschrieben werden.
Im zweiten Teil wurden die makroskopischen Eigenschaften eines kupferinfiltrierten Kaltarbeitsstahls betrachtet und auf die Mikrostruktur und die Eigenschaften der einzelnen Phasen zurückgeführt. Hier zeigte sich wieder ein starker Einfluss des Lösungszustandes der Kupferphase auf die Wärmeleitfähigkeit, wodurch diese ebenfalls durch die Ausscheidung von Eisen durch Wärmebehandlungen beeinflussbar ist. Ähnlich stark wirkt sich jedoch die Topologie der beteiligten Phasen aus. Der vorliegende Durchdringungswerkstoff wurde daher anhand einer Computertomographie seiner Mesostruktur charakterisiert. Durch FEM-Simulationen der digitalisierten Topologie und dem Abgleich mit den realen Messdaten konnten so Einflüsse der Topologie auf die effektive Wärmeleitfähigkeit identifiziert werden. Zusätzlich konnte so die Grenzflächenleitfähigkeit zwischen den beiden Hauptkomponenten eingegrenzt werden.
Im letzten Teil wurden dann FEM-Modelle auf der Basis von repräsentativen Volumenelementen (RVE) entwickelt und getestet. Diese bestanden aus sich teilweise überschneidenden Sphäroiden in den bekannten KPP-, KRZ- und KFZ-Stapelfolgen. Diese Modelle wurden umfangreich hinsichtlich ihrer Topologie und ihrer effektiven Eigenschaften charakterisiert und ihre Eignung anhand der bereits analysierten Verbundwerkstoffe verifiziert. Zusammen mit der zuvor festgestellten Grenzflächenleitfähigkeit konnten damit genaue Vorhersagen der effektiven Wärmeleitfähigkeit bei Phasenverhältnissen zwischen 12 und 30% getroffen werden.
Aktualisiert: 2018-11-01
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Die abrasive Warmverschleißbeständigkeit von metallischen Werkstoffen spielt in der Technik eine zunehmend wichtigere Rolle. Warmgehende Arbeitsmaschinen und Anlagen stellen immer höhere Anforderungen an die verwendeten Konstruktionswerkstoffe. Diese sollen, bei hoher Temperatur, steigenden mechanischen und tribologischen Belastungen standhalten oder, bei gleichbleibender Belastung, zunehmende Temperaturen ertragen. In beiden Fällen ist eine Steigerung der Leistungsfähigkeit von metallischen Werkstoffen notwendig, um geforderte Entwicklungen und Produktivitätssteigerungen zu realisieren. Unter Berücksichtigung dieses technologischen Hintergrunds wird in der vorliegenden Arbeit das abrasive Warmverschleißverhalten von metallischen Werkstoffen auf Fe-, Ni- und Co-Basis betrachtet.
Das Ziel der Arbeit war es, die Erkenntnisse von tribologischen Betrachtungen dazu zu nutzen um ein, an die Anforderungen des abrasiven Warmverschleißes optimal angepasstes, werkstofftechnisches Konzept zu entwickeln. Die Umsetzung dieses Vorhabens erfolgte durch eine Korrelation des Verschleißverhaltens mit den Verformungs- und Verfestigungsmechanismen sowie den zugrundeliegenden metallphysikalischen Hintergründen metallischer Legierungen. Als Ergebnis dieses Ansatzes konnten optimierte Werkstoffkonzepte auf Grundlage einer austenitischen Eisenbasis entwickelt werden, welche das Potential aufweisen im Bereich erhöhter Temperaturen mit Nickel- bzw. Kobaltbasiswerkstoffen zu konkurrieren und gleichzeitig, durch die Verwendung von kostengünstigen Eisenbasiswerkstoffen, einen ökonomischen Vorteil bieten.
Im Detail lassen sich die gewonnenen Erkenntnisse in drei Schwerpunkte unterteilen:
Der erste Schwerpunkt befasst sich mit den mikrostrukturellen und mechanischen Mechanismen der Abrasion von Fe-, Ni- und Co-Basiswerkstoffen. Diese Betrachtungen stellen das tribologische Verhalten von metallischen Werkstoffen als Funktion der Temperatur dar und heben die relevanten Werkstoffeigenschaften (z.B. die Stapelfehlerenergie) für einen hohen Verschleißwiderstand hervor. Auf Basis dieser Ergebnisse sind Rückschlüsse über den Einfluss der Konstitution eines Werkstoffs auf dessen Widerstand gegen eine abrasive Verschleißbeanspruchung bei erhöhter Temperatur möglich.
Im zweiten Schwerpunkt werden die temperaturabhängigen, metallphysikalischen Hintergründe des abrasiven Verschleißverhaltens der betrachteten Werkstoffe analysiert und mit den Werkstoffeigenschaften verknüpft. Durch diese Verknüpfung ist es möglich die Leistungsfähigkeit verschiedener Werkstoffe auf einzelne bzw. das Zusammenwirken von Werkstoffkennwerten zu beziehen.
Die Korrelation von metallphysikalischen Kennwerten, mechanischen Eigenschaften und dem tribologischen Verhalten werden im dritten Schwerpunkt dazu genutzt, ein Werkstoffkonzept mit einem hohen abrasiven Warmverschleißwiderstand abzuleiten. Diese Verknüpfung von mechanischen Kennwerten und analysierten Werkstoffcharakteristika macht es möglich, einzelne Eigenschaften eines Werkstoffs gezielt zu optimieren.
Aktualisiert: 2018-11-01
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In dieser Arbeit wird das oxidische Material Li₁₊ₓAlₓTi₂₋ₓ(PO₄)₃ (LATP) im Detail auf seine Eignung als Festkörperelektrolyt untersucht. Ausgehend von der Rohmaterialherstellung von LATP mittels Sol-Gel-Methoden über die Pulveraufbereitung bis zur Sinterung vollkeramischer Proben wird der vollständige Herstellungsprozess von LATP abgebildet und analysiert. In this work, the oxide material Li₁₊ₓAlₓTi₂₋ₓ(PO₄)₃ (LATP) is extensively investigated with the scope of using it as a solid state electrolyte. Starting with the synthesis of raw LATP material by sol-gel process, the whole production process of LATP is analyzed, including powder conditioning and sintering of ceramic samples.
Aktualisiert: 2021-02-11
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Schallabsorber für die Raum- und Fahrzeugakustik oder den Lärmschutz werden überwiegend aus porösen Materialien aufgebaut. Sehr gebräuchlich sind Produkte aus Mineralfasern und Weichschäumen. Eine Wirksamkeit bei tieferen Frequenzen erfordert hier allerdings dicke Auf-bauten. In jüngerer Zeit hat sich die Nachfrage nach schlanken Schallabsorbern deutlich erhöht. Durch den inzwischen weit verbreiteten Einsatz von bauteilaktivierten Geschossdecken lassen sich abgehängte Akustik-Unterdecken insbesondere im Büro- und Verwaltungsbau nur noch schwer umsetzen. Ziel des Vorhabens war es daher, ein poröses Absorbermaterial zu entwickeln, das bei geringen Schichtdicken auch bei tieferen Frequenzen noch wirkt.
Aktualisiert: 2023-03-31
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