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Entwicklung von ausscheidungshärtbaren Cr-Si-Basis-Legierungen für Hochtemperaturanwendungen: Mikrostruktur und Oxidation

Entwicklung von ausscheidungshärtbaren Cr-Si-Basis-Legierungen für Hochtemperaturanwendungen: Mikrostruktur und Oxidation von Ulrich,  Anke Silvia
Heat-treatable Cr-Si-based alloys for high temperature applications with Cr ≥ 89 at.% were developed and optimized with respect to their oxidation and nitridation resistance as well as their microstructure. Therefore Ge, Mo and Pt were chosen as additional alloying elements. All investigated alloys developed a two-phase microstructure consisting of a chromium solid solution, Crss, matrix and A15 phase precipitates, which was proven using EPMA, SEM and XRD. Depending on alloy composition and heat treatment, the fraction of A15 precipitates and thereby the alloy properties can be adjusted. Annealing at 1200°C led to a maximum A15 phase fraction of 37% with respect to the investigated alloy compositions. Si, Ge, and Pt are A15 phase formers while Mo was found in comparable concentrations in both phases. The precipitates formed in Mo-containing alloys were smaller compared to the other systems. Oxidation tests at temperatures of 1050 - 1350°C were conducted for up to 200 h in synthetic air to investigate the alloys’ oxidation and especially nitridation resistance. For an improved description of oxidation kinetics of Cr-based alloys, a kp-kv-P-model was developed to analyse TGA measurements with mass discontinuities due to oxide scale cracking. It was found that by additional alloying with Ge, Mo and Pt both oxidation and nitridation resistance were improved in comparison to the binary system. Cr3PtN forms in the presence of Pt instead of detrimental Cr2N. Additionally, Ge decreases the effect of local scale failure on the oxidation kinetics and improves scale adhesion. Alloying with Mo enhances SiO2 formation and reduces the evaporation rate constant, most likely due to a morphological change in the Cr2O3 scale.
Aktualisiert: 2020-07-02
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Oxidations- und Sauerstoffdiffusionsverhalten der Zirconiumlegierung ZrNb7 für tribologische Anwendungen

Oxidations- und Sauerstoffdiffusionsverhalten der Zirconiumlegierung ZrNb7 für tribologische Anwendungen von Mosbacher,  Mike
Die vorliegende Arbeit beschreibt zwei Wärmebehandlungsverfahren um eine Oberfächenmodifikation der Zirconiumlegierung ZrNb7 zu erzielen. Dadurch ist es möglich, die Sauerstoffdiffusionszone unterhalb der Oxidschicht erheblich zu vergrößern. Dabei handelt es sich zum einen um eine dreistufige Wärmebehandlung, bei der nach der ersten Oxidation die Oxidschicht in einem Reduktionsschritt wieder aufgelöst wird. Sauerstoff wird im metallischen Gefüge gelöst und bildet eine dicke Sauerstoffdiffusionszone aus. Im letzten Schritt wird die Oberfläche erneut oxidiert, wobei ein Teil der Sauerstoffdiffusionszone erhalten bleibt. Eine weitere Wärmebehandlungsmethode verringert die Oxidationsgeschwindigkeit von ZrNb7 durch das Absenken des Sauerstoffpartialdrucks derart, dass während der Oxidation genügend Sauerstoff in das Metall diffundieren kann, um eine ausreichend dicke Sauerstoffdiffusionszone auszubilden. Diese Wärmebehandlungsverfahren führen zu einer deutlich besseren Anbindung der keramischen Deckschicht an das metallische Substrat. Ein wichtiger Unterschied der beiden Oxide ist in der Morphologie zu erkennen. Das weiße Oxid zeigt viele feine Mikrorisse in der gesamten Schicht, die aufgrund der hohen Druck- und Zugspannungen beim Aufwachsen entstehen. Sauerstoffleerstellen im schwarzen Oxid wirken wie elastische Puffer, die die Druck- und Zugspannungen beim Aufwachsen ausgleichen können und damit zu einer dichteren und weniger rissbehafteten Oxidschicht führen. Sowohl beim Kalottenverschleiß, als auch am Kniegelenksprüfstand zeigt das dichte, schwarze Oxid deutlich bessere Verschleißeigenschaften als das rissbehaftete, weiße Oxid. Damit eignet sich die Oxidation bei geringem Sauerstoffpartialdruck besonders, um Oxidschichten für tribologische Anwendungen zu erzeugen.
Aktualisiert: 2020-07-01
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Chemisches Praktikum für Mediziner

Chemisches Praktikum für Mediziner von Hilt,  Gerhard, Rinze,  Peter
Das Chemische Praktikum stellt für Studierende der Medizin und der Zahnmedizin einen wichtigen Abschnitt in ihrer vorklinischen Ausbildung dar. In ihm werden praktische Kenntnisse über experimentelles Arbeiten vermittelt. Die Versuche umfassen chemische Umsetzungen und analytische Verfahren, die die Grundlagen biochemischer und physiologischer Laborarbeiten bilden. Gleichzeitig führt die praktische Beschäftigung mit der Chemie auch zur Vertiefung der in Vorlesungen und Übungen erarbeiteten theoretischen Kenntnisse. In 65 Aufgaben an 11 Kurstagen werden Gesetze und Modellvorstellungen der Chemie exemplarisch erarbeitet. Dabei wird auch auf den sicheren Umgang mit Gefahrstoffen und deren Entsorgung aus der Sicht der Gefahrstoffverordnung und des Umweltschutzes eingegangen. Die Auflage wurde grundlegend überarbeitet, insbesondere wird auch die neue Gefahrstoffverordnung berücksichtigt.
Aktualisiert: 2020-01-16
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Chemisches Praktikum für Mediziner

Chemisches Praktikum für Mediziner von Aurich,  Hans Günter, Rinze,  Peter
Das Chemische Praktikum stellt für Studierende der Medizin und der Zahnmedizin einen wichtigen Abschnitt in ihrer vorklinischen Ausbildung dar. In ihm werden praktische Kenntnisse über experimentelles Arbeiten vermittelt. Die Versuche umfassen chemische Umsetzungen und analytische Verfahren, die die Grundlagen biochemischer und physiologischer Laborarbeiten bilden. Gleichzeitig führt die praktische Beschäftigung mit der Chemie auch zur Vertiefung der in Vorlesungen und Übungen erarbeiteten theoretischen Kenntnisse. In 65 Aufgaben an 11 Kurstagen werden Gesetze und Modellvorstellungen der Chemie exemplarisch erarbeitet. Dabei wird auch auf den sicheren Umgang mit Gefahrstoffen und deren Entsorgung aus der Sicht der Gefahrstoffverordnung und des Umweltschutzes eingegangen.
Aktualisiert: 2020-01-18
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