TY  - THES
A1  - Wellendorf, Robert
T1  - Kationenaustausch in K(TiO)PO4-Einkristallen im Kontakt mit Rb-haltigen Nitratschmelzen zur Erzeugung von mikrooptischen Strukturen
N2  - Das Ziel der Arbeit war die systematische Untersuchung zum Rb/K-Ionenaustauschverhalten von K(TiO)PO4-Einkristallen. Es wurde der Rb-Austauschgrad in Abhängigkeit von der Salzschmelzenzusammensetzung untersucht. Hierbei lag das Augenmerk auf der Einstellung des Austauschgleichgewichtes. Desweiteren wurde die Abhängigkeit des Rb/K-Diffusionskoeffizienten von der Salzschmelzenzusammensetzung untersucht. Die Austauschzeit wurde im Bereich 8 min - 16 h variiert. Mit einer Nitratschmelze aus 75 mol-% RbNO3 - 25 mol-% KNO3 wurde ein Rb-Austauschgrad von 0,29 +- 0,06 gefunden. Mit mehrfach geladenen Kationen betrug die Austauschzeit 8 min. Der höchste Rb-Austauschgrad wurde mit BiONO3 in der Schmelze gefunden (0,66) Der Rb/K-Diffusionskoeffizient erreicht mit mehrfach geladenen Kationen in der Schmelze Werte von etwa 1,0 * 10E-9 cm²/s. Die gefundene Anisotropie der Austauschgeschwindigkeit beträgt bei RbNO3-KNO3-Schmelzen etwa 100/1 und bei zweifach geladenen Kationen in der Schmelze etwa 250/1. Mittels Ionenaustausch wurde eine vorgegebene Gitterstruktur etwa 20 µm in die Tiefe eingebracht. Durch rein thermischen Ionenaustausch können extrem schmale und zugleich tiefe Austauschareale erzeugt werden.
N2  - The diffusion behaviour of Rb/K in K(TiO)PO4 single crystals has been investigated in the temperature range 350 °C - 450 °C in detail. After a contact of the crystals with Rb containing nitrate melts (8 min - 16 h) the degree of ion exchange and the counterdiffusion coefficient are anyalyzed in relevant crystallographic directions. The reached degree of ion exchange for Rb was found between 0.29 (75 mol-% RbNO3-25 mol-% KNO3 melts) and 0.66 (75 mol-% RbNO3-12.5 mol-% Ba(NO3)2-12.5 mol-% BiONO3). With multivalent cations were found Rb/K counterdiffusion coefficients of about 1.0 * 10E-9 cm²/s. The anisotropy of the exchange velocity was found between 1000/1 (RbNO3-KNO3-melts) and 250/1 (melts with Ba- or/and Pb-ions). It was possible to reach very narrow and deep exchange areas by a thermical ion exchange with a deepness of about 20 µm.
KW  - Kaliumtitanylphosphat
KW  - Kationenaustausch
KW  - Beugungsgitter
KW  - Nitrate
KW  - Salzschmelze
KW  - KTP-Einkristall
KW  - Anisotropie
KW  - Brechzahländerung
KW  - optisches Gitter
KW  - Rb/K-Diffusionskoeffizient
Y1  - 1999
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20040219-385
ER  - 
TY  - GEN
A1  - Schiecke, Steffen
T1  - Eignung alumosilikatischer Polymerbinder zur Modifizierung von Lehmbaustoffen
T1  - Applicability of alumosilicatic polymer binders for mofifikation of clay containing construction materials
N2  - Der Einsatz von Lehmbaustoffen stößt an Grenzen, wenn das Material Feuchtigkeit ausgesetzt ist. Die vorliegende Arbeit enthält Untersuchungen zur Verbesserung der Wasserbständigkeit von Lehmbaustoffen. Es konnte gezeigt werden, dass mittels alumosilikatischer Polymerbinder der Widerstand von Lehmbaustoffen gegen Feuchteeinwirkung erheblich verbessert werden kann. Die positiven bauklimatischen Eigenschaften werden dabei nicht negativ beeinflusst.
KW  - Lehm
KW  - Modifizierung
KW  - Ton <Geologie>
KW  - Anorganisches Bindemittel
KW  - Bindemittel
KW  - Wasserglas
KW  - Feuchtigkeit
KW  - Lehmbau
KW  - Lehmhaus
KW  - Metakaolin
KW  - Geopolymer
KW  - wasserbeständig
KW  - alumosilikatisch
KW  - china clay
KW  - alumosilicatic
Y1  - 2004
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20100702-15088
ER  - 
TY  - THES
A1  - Zellmann, Hans-Dieter
T1  - Metaphosphat – modifizierte Silikatbinder als Basis säurebeständiger Beschichtungsmaterialien
T1  - Metaphosphate modified silica-binder for acid resistant coating materials
N2  - Mörtel basierend auf erhärtetem Wasserglas als Binder weisen eine ausgesprochen gute Beständigkeit im Kontakt mit stark sauren Medien auf; unzureichend hingegen ist die che-mische Beständigkeit im Kontakt mit alkalischen bis schwachsauren Medien. Ziel der Un-tersuchungen ist eine Verbesserung der Wasserbeständigkeit von Natriumsilikatbindern durch gezielte chemische Modifikation mit verschiedenen Metaphosphaten. Durch eine systematische Charakterisierung der Zusammensetzung und des strukturellen Aufbaus der Binder werden dabei die Ursachen der bindertypischen Eigenschaften aufgeklärt. Eine Modifikation der Natriumsilikatlösung mit Natriumtrimetaphosphat hat eine Erhöhung des Kondensationsgrades und eine verbesserte mechanische Beständigkeit des verfestig-ten Natriumsilikatbinders zur Folge. Durch die reaktive Bindung der Basizität der Natriumsi-likatlösung beim Abbau der Metaphosphatstruktur wird die Wasserbeständigkeit mit Natri-umtrimetaphosphat modifizierter Natriumsilikatmörtel erhöht. Die gute Beständigkeit im Kontakt mit hochkonzentrierter Schwefelsäure bleibt nahezu unverändert erhalten. Eine Modifikation der Natriumsilikatlösung mit Aluminiumtetrametaphosphat führt durch Reaktion beider Komponenten miteinander zur Bildung eines alumosilikatischen Netzwer-kes. Das alumosilikatische Netzwerk des mit Aluminiumtetrametaphosphat modifizierten Natriumsilikatbinders ist auch in einer stark alkalischen Natriumhydroxidlösung beständig. Die gute Beständigkeit des Binders im Kontakt mit hochkonzentrierter Schwefelsäure bleibt trotz des Aluminates im Bindernetzwerk erhalten.
N2  - Mortars based on hardened water glass as binding agent present a very good resistance in contact with strongly acid fluids. Insufficient, however, is the chemical resistance in contact with alkaline to weakly acid fluids. Aim of the investigations is an improvement of the water resistance of sodium silicate binders by specific chemical modifications through various metaphosphates. Thereby the causes of the binder specific properties are defined by a systematic characterization of the composition and of the structure of the binders. A modification of the sodium silicate solution by sodium trimetaphosphate produces an in-crease of the condensation degree and an improved mechanical resistance of the solidified sodium silicate binder. The water resistance of sodium silicate mortars modified by sodium trimetaphosphate is increased by the reactive binding of the basicity of the sodium silicate solution during the reduction of the metaphosphate structure. The good resistance in con-tact with highly concentrated sulphuric acid is kept nearly unchanged. A modification of the sodium silicate solution by aluminium tetrametaphosphate produces due to the reaction of both components the formation of an aluminosilicate network. The aluminosilicate network of the sodium silicate binder modified by aluminium tetrameta-phosphate also remains resistant in a strongly alkaline sodium hydroxide solution. The good resistance of the binder in contact with highly concentrated sulphuric acid is main-tained despite the aluminate in the binder network.
KW  - Wasserglas
KW  - Mörtel
KW  - Metaphosphat
KW  - säurefeste Beschichtungen
KW  - water-glass
KW  - metaphosphate
KW  - motars
KW  - acid resistant coating material
Y1  - 2008
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20081127-14385
ER  - 
TY  - THES
A1  - Kirsten, Heike
T1  - Herkunft, Eigenschaften und Konservierungsmöglichkeiten von Lettenkeuper- und Schilfsandsteinen an Baudenkmalen in Thüringen
T1  - Occurrences, parameters and damage appearances of the Lower and Middle Keuper sandstones on historic buildings in Thuringia
N2  - Lettenkeuper- und Schilfsandsteine sind in Thüringen weit verbreitet und wurden häufig als Werk- und Bildhauersandsteine verwendet. Die überwiegend tonig-ferritisch gebundenen Steine sind stark witterungsanfällig. Inzwischen droht ein unwiederbringlicher Substanzverlust an vielen denkmalpflegerisch wertvollen Gebäuden und an plastischen Bildwerken. Die Dissertation gibt einen Überblick über die Vorkommen, Eigenschaften und Schadbilder dieser Sandsteine in Thüringen. Konservierungsmaßnahmen, die in Thüringen in den vergangenen 20 Jahren an Lettenkeuper- und Schilfsandsteinen vorgenommen wurden, werden ausgewertet und neue Erkenntnisse zur Konservierung dieser Sandsteine vorgestellt.
N2  - Sandstones of the Lower and Middle Keuper are widely spread in Thuringia. They were often used as building stones or as material for exposed masonry as well as for sculptures. Lower and Middle Keuper sandstones contain a high percentage of cements and are therefore very susceptible to weathering damages. Many valuable historic buildings and plastics are facing an irrecoverable stone erosion. This thesis provides an overview of the occurrences, the parameters and damage appearances of the Lower and Middle Keuper sandstone in Thuringia. Previous conservation strategies will be described and their results analysed.
KW  - Konservierung
KW  - Restaurierung
KW  - Denkmalpflege
KW  - Naturstein
KW  - Baustein
KW  - Steinkonservierung
KW  - Steinfestigung
KW  - Lettenkeupersandstein
KW  - Schilfsandstein
KW  - natural building stone
KW  - stone decay
KW  - stone consolidation
KW  - Lower Keuper Sandstone
KW  - Middle Keuper Sandstone
Y1  - 2009
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20091116-14900
ER  - 
TY  - THES
A1  - Posern, Konrad
T1  - Untersuchungen von Magnesiumsulfat-Hydraten und Sulfat/Chlorid-Mischungen für die Eignung als Aktivstoff in Kompositmaterialien für die thermochemische Wärmespeicherung
N2  - Die thermochemische Wärmespeicherung über reversible Salzhydratation stellt einen aussichtsreichen Weg zur Speicherung von Niedertemperaturwärme, wie z.B. solarer Energie, dar. 
Untersuchungen an Magnesiumsulfat-Hydraten zeigen, dass das bei 130°C entwässerte Magnesiumsulfat-Heptahydrat seinen thermodynamisch stabilen Endzustand während der Reaktion mit gasförmigem Wasser nicht wieder erreicht. Um diese kinetische Hemmung zu überwinden und den Einfluss von unterschiedlichen Porenräumen auf die Hydratation bzw. Sorption des Magnesiumsulfates zu charakterisieren, wurde das Magnesiumsulfat in Trägermaterialien auf Basis offenporiger Gläser mit durchschnittlichen Porendurchmessern von 4 nm bis 1,4 µm eingebracht und diese Kompositmaterialien untersucht. Dabei ist festgestellt worden, dass jede salzbezogene Sorptionswärme im Porenraum höher ist, als die des ungeträgerten Salzes und mit kleiner werdendem Porenradius weiter zunimmt. 
Weiterhin wurden Teile des Magnesiumsulfates mit niedrig deliqueszierenden Salzen substituiert, um die Wasseraufnahme und somit die Wärmespeicherkapazität zu erhöhen. Dies stellt einen neuen Weg zur Herstellung von Kompositmaterialien dar, über den man Eigenschaften wie Deliqueszenzfeuchte und Desorptionstemperatur einstellen und an die Sorptionsbedingungen eines Speichers anpassen kann. Als niedrig deliqueszierende Salze wurden Magnesiumchlorid und Lithiumchlorid
als Zusätze untersucht, wobei ein Ansteigen der Sorptionswärme und Wasseraufnahme mit steigendem Chloridanteil festgestellt wurde. Aufgrund der geringeren Deliqueszenzfeuchte des Lithiumchlorides gegenüber dem Magnesiumchlorid wurden bei gleichen Massenverhältnissen höhere Sorptionswärmen erzielt. Untersuchungen zu Zinksulfat in Verbindung mit Chloriden bescheinigen diesem Salz -speziell bei tieferen Entwässerungstemperaturen- eine gute Eignung als Aktivstoff zur Wärmespeicherung. 
Zusammenfassend konnte festgestellt werden, dass sich die Wärmespeicherkapazitäten über die Porengröße, in die das Salz eingebracht wird, und die gewählte Mischungszusammensetzung steuern lassen. Die gemessenen Sorptionswärmen ermöglichen insbesondere bei niedrigen Sorptionstemperaturen und hohen Luftfeuchtigkeiten den Schluss, dass die Verwendung von Salzmischungen als Aktivkomponente in Kompositmaterialien einen geeigneten Weg zur thermochemischen Speicherung solarer Wärme (≤130 °C) darstellt.
N2  - Thermochemical heat storage based on reversible salt hydration is a promising way for low temperature storage, like solar energy. 
Investigations on magnesium sulfate hydrates, which were dehydrated at 130 °C show, that the thermodynamic stable product of the reaction with gaseous water is not reached. To overcome this kinetic hindrance different host materials were impregnated with magnesium sulfate and the composite materials were characterized. The sorption behavior of the dehydrated sulfate within host materials with different pore sizes (4 nm – 1.4 µm) was investigated. It could be found, that the heat of sorption of magnesium sulfate increases with decreasing pore sizes and correlates with the water sorption.
Additionally different parts of magnesium sulfate were substituted with low deliquescent salts to improve the water uptake and the heat storage capacity. The using of such salt mixtures is a new way to set parameters like deliquescence relative humidity and temperature of desorption on the performance of a heat storage system. Magnesium chloride and lithium chloride were used as low deliquescent salts. The heat of sorption and the water uptake increase with an increasing amount of the chloride. Due to the lower deliquescence relative humidity of lithium chloride compared to the magnesium chloride, higher heats of sorption could be measured at the same mass ratios. Mixtures of zinc sulfate with chlorides are suitable for thermochemical heat storage applications, in particular at low temperatures of desorption.
In summary, it was found that the heat storage capacities are influenced by the pore size of the host material and the chosen salt mixture. At low sorption temperatures and high relative humidities the using of salt mixtures is an appropriate way for the thermochemical storage of solar heat (≤130 °C).
KW  - Thermische Energiespeicherung
KW  - Anorganische Salze
KW  - Thermochemische Wärmespeicherung
KW  - Sorptionswärme
KW  - poröse Trägermaterialien
KW  - Salzmischungen
KW  - Magnesiumsulfat
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20120704-16784
ER  - 
TY  - THES
A1  - Schneider, Jens
T1  - Untersuchungen zum Alterungsverhalten und zur Langzeitstabilität von Y-TZP/Al2O3-Dispersionskeramiken (ATZ) für die Anwendung in der Hüft-Endoprothetik
N2  - 6	Zusammenfassung und Ausblick
Die hydrothermal induzierte Phasentransformation konnte für ATZ-Keramik mit tiefenge-mittelten und tiefenaufgelösten Methoden charkterisiert und quantifiziert werden.
Die zeit- und temperaturabhängige Alterungskinetik von ATZ wurde durch neun Tempera-turstufen in einem Temperaturbereich von 50 °C bis 134 °C untersucht und die kinetischen Parameter nummerisch bestimmt. Für 3Y-TZP wurde diese Prozedur bei drei Temperaturen im Temperaturbereich von 70 °C bis 134 °C angewendet. Aufgrund des ARRHENIUS-Verhaltens der Umwandlungskinetik konnte der zeitliche Verlauf der isotherm stattfinden-den hydrothermal induzierten Phasentransformation bei Körpertemperatur simuliert wer-den. Die Simulation dient zur Bewertung der Langzeitstabilität von medizinischen Implanta-ten aus ATZ bzw. 3Y-TZP. Die Untersuchungen wurden in Wasser und in Wasserdampf bzw. wasserdampfgesättigter Luft durchgeführt. Die Langzeitsimulation für 3Y-TZP wurde an-hand von Explantat-Untersuchungen verifiziert.
ATZ zeigt gegenüber 3Y-TZP eine höhere Alterungsstabilität bezogen auf die zeitliche Ent-wicklung der monoklinen Phase. Im Hinblick auf die Oberflächenhärte, die durch die Pha-senumwandlung stark beeinflusst wird, erweist sich ATZ über einen langen Alterungszeit-raum stabiler als 3Y-TZP. Bis zu einem monoklinen Gehalt von 40 % beweist ATZ einen deutlichen Härtevorteil gegenüber 3Y TZP, dieser entspricht in der Langzeitsimulation für die Wasserlagerung ca. 35 Jahre. Das wirkt sich insbesondere bei Verschleißpaarungen wie beim künstlichen Hüftgelenk positiv aus. 
Verschleißuntersuchungen an einer neu entwickelten Kugel-auf-Scheibe-Geometrie mit li-nearer Kinematik, die dem Hüftgelenk nachempfunden wurde, belegen die vorteilhaften Verschleißeigenschaften von ATZ in Form von sehr geringen Abtragsraten und einer intak-ten Oberfläche nach 720 000 absolvierten Zyklen. Dabei wurde sogar eine Aufhärtung der Oberfläche durch die Verschleißbeanspruchung um bis zu 8 % nachgewiesen. 
Bei der tiefengemittelten Charakterisierung der hydrothermalen Alterung wurde in beiden Materialtypen festgestellt, dass die Geschwindigkeit der Phasentransformation neben der Temperatur merklich von der Änderung der H2O-Stoffmengenkonzentrantion an der Ober-fläche der Keramik abhängig ist, was sich mit den unterschiedlichen Aktivierungsenergien für Wasser- bzw. Wasserdampflagerung belegen lässt. Die Aktivierungsenergie Ea der hyd-rothermalen Phasentransformation wurde mit Hilfe der ARRHENIUS-Beziehung ermittelt und beträgt für ATZ bei Wasserdampflagerung 102 kJ/mol und bei Wasserlagerung 92 kJ/mol. Für Y-TZP beträgt die Aktivierungsenergie 114 kJ/mol bei Wasserdampflagerung und 102 kJ/mol bei Wasserlagerung. Der resultierende präexponentielle Faktor k0 unterscheidet sich für Wasserlagerung und Wasserdampflagerung um eine Größenordnung, was auf einen leicht andersartigen thermisch aktivierten Gesamtprozess hinweist.
Der Avrami-Exponent n, der einen Hinweis auf den Mechanismus der Keimbildung sowie deren geometrische Ordnung geben kann, zeigte keine signifikante Abhängigkeit von der Temperatur und vom Umgebungsmedium. Er ist dagegen zeitabhängig und fällt mit zuneh-mender Alterungszeit, d.h. mit zunehmendem monoklinem Gehalt von ca. 4 auf 0,5 ab, was auf eine abnehmende Keimbildungsrate hindeutet. In Verbindung mit weiteren Untersu-chungen durch unabhängige und zum Teil tiefenauflösende Methoden wie GIXRD, NRA und Knoop-Mikrohärte-Messungen lässt sich der Alterungsmechanismus, bzw. sein zeitlicher und örtlicher Ablauf, durch die drei Stadien A, B und C beschreiben:
A	0-5 ma. % m-ZrO2	Quasi-homogene Keimbildung an bevorzugten Orten wie Kornkan-ten und Kornecken (n≈4), Wassertransport wahrscheinlich via Korngrenzendiffusion, Aufhärtung der Oberfläche
B	5-40 ma. % m-ZrO2	Keimbildung an den Korngrenzflächen bis zur Keimsättigung (n≈2), monokline Randschicht wächst zeitlich linear, Wassertransport konvektiv über Mikrorisse, deutlicher Härteverlust der Oberfläche 
C	≥ 40 ma. % m-ZrO2	Wachstum der monoklinen Kristallite von den Korngrenzflächen in die tetragonalen Kristallite unter starker Verzwillingung (n≈0,5), Abnahme der tetragonalen Kristallitgröße, starke Mikrorissbildung, dramatischer Rückgang der Oberflächenhärte

Die Kristallitgröße der monoklinen Phase verbleibt im ATZ über alle drei Abschnitte bei 30 ±5 nm. Ein Anwachsen der Kristallite ist mechanische behindert. Kleinere monokline Kristallite sind im ATZ thermodynamisch instabil. Die Kristallitgröße der tetragonalen Phase fällt in den Abschnitten A und B sehr langsam und in C sehr schnell bis auf 25 nm ab. Bei dieser Kristallitgröße ist die tetragonale Phase gegenüber der monoklinen Phase thermody-namisch stabil. Diese residualen tetragonalen Kristallite weisen nach vollständigem Reakti-onsablauf einem Anteil von 7 ma. % auf. Der Sättigungsgehalt der monoklinen Phase betrug in beiden Materialen unabhängig von der Temperatur bzw. dem Umgebungsmedium 75 % der ZrO2-Phase. 
In Abschnitt C besitzt die residuale tetragonale Phase eine starke Orientierung. Dadurch wird die geometrische Bedingtheit der hydrothermal induzierten Phasenumwandlung ver-deutlicht. Die monokline Phase ist über den gesamten Alterungsprozess stark nach m(1 1  1) orientiert, was mit einer bevorzugten Umklapprichtung der c-Achse zur freien Oberfläche hin verbunden ist. 
Mit Hilfe der tiefenaufgelösten Phasenanalyse konnte die Wachstumsgeschwindigkeit der monoklinen Randschicht von der Oberfläche in das Volumen untersucht werden. Die Ge-schwindigkeit des Schichtwachstums ist in Abschnitt B nicht zeit- und tiefenabhängig, son-dern konstant mit ausgeprägtem ARRHENIUS-Verhalten (Temperaturabhängigkeit). Die Akti-vierungsenergie der Schichtwachstumsgeschwindigkeit km liegt in der gleichen Größenord-nung wie die der Transformationskonstante k. 
Die Umwandlungszone schreitet also mit konstanter Geschwindigkeit in das Volumen fort und hinterlässt ein verzweigtes Mikro- und Nanoriss-System. FESEM-Aufnahmen bestätigen das Vorhandensein einer porösen Randschicht, durch die das Wasser nahezu ungehindert eindringen kann. 
NRA Untersuchungen deuten in Stadium A auf Korngrenzendiffusion hin und bestätigen in Stadium B einen konvektiven Transport des Wassers an die Transformationszone. Eine Dif-fusion über Sauerstoffleerstellen im Gitter konnte anhand von Proben aus 8YSZ nicht nach-gewiesen werden. Dagegen kommt es in dem verzweigten Riss- und Porensystem in der gealterten Randschicht zum Rücktransport des Wassers an die Oberfläche, sobald die Pro-ben aus der hydrothermalen Atmosphäre genommen, an Luft gelagert oder in die Hochva-kuumkammer der NRA-Messapparatur eingeschleust werden. 
Mikrostrukturelle Untersuchungen an eigens entwickelten Verschleißpaarungen zeigten  nach 720000 Zyklen ähnliche Oberflächeneigenschaften wie im Alterungsstadium A. Man kann daher davon ausgehen, dass die Stadien B und C aus Stabilitätsgründen in der tribolo-gischen Kontaktzone nicht existieren können und es dass sich im Falle einer gleichzeitigen, hydrothermalen und tribologischen Beanspruchung um einen stationären Alterungs- und Verschleißprozess handelt. Durch quasiplastische Deformation der monoklinen und tetra-gonalen Kristallite wird die Verschleißrate und die Abriebpartikel bei einer hart /hart Paa-rung aus ATZ deutlich minimiert, so dass ATZ für die Hüftendoprothetik ein durchaus geeig-neten Werkstoff darstellt, der sich auf der Grundlage der in dieser Arbeit gewonnenen Daten über eine Imlantationsdauer von .mehr als 15 Jahre stabil verhalten kann.
KW  - Dispersionskeramik
KW  - Hüftgelenkprothese
KW  - ATZ
KW  - Alterung
KW  - Simulation
KW  - GIXRD
KW  - NRA
KW  - Tribologie
KW  - Knoop Mikrohärte
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20121130-17761
ER  - 
TY  - THES
A1  - Seiffarth, Torsten
T1  - Sorptionsverhalten von Cu2+ und NH4+ an Bentoniten unter Berücksichtigung von Nebengemengteilen sowie Strukturänderungen nach moderater Wärmebehandlung
N2  - Bentonite sind quellfähige Tone, die häufig in der Umwelttechnik (in Abdichtungsbauwerken oder in der Bodensanierung) eingesetzt werden. Ziel der Arbeit war die Klärung, wie eine unterschiedliche Kationenbelegung mit Cu2+ und NH4+ die Eigenschaften der Bentonite bei Raumtemperatur und nach moderater Wärmebehandlung (300 – 450°C) beeinflusst. Im Blickpunkt stand insbesondere die gleichzeitige Präsenz von Kupfer- und Ammoniumionen, die als Vertreter für häufig auftretende Inhaltsstoffe von Wässern in der Umgebung von technischen Bentoniten ausgewählt wurden.
Die Untersuchungen zur Cu2+-Sorption bei Raumtemperatur und nach moderater Wärmebehandlung (300 – 450°C) erfolgten an Pulverproben von zwei technischen Bentoniten, die sich in der ursprünglichen Kationenbelegung, Art und Anteil an Nebengemengteilen, sowie der Schichtladungsverteilung in den Montmorilloniten unterscheiden. Vor der Wärmebehandlung wurden die Bentonite durch Kontakt mit verschieden konzentrierten Kupfer- und Ammoniumlösungen mit unterschiedlichen Gehalten der Kationen Cu2+, NH4+, Na+, Ca2+, Mg2+ belegt.
Der Eintrag von Kupferionen in die Bentonite durch Kationenaustausch bei Raumtemperatur wurde erwartungsgemäß durch präsente Nebengemengteile (wie Carbonat) beeinflusst, so dass die Kupferionen zusätzlich spezifisch adsorbiert und in festen Phasen angereichert wurden.
Die Cu2+-Fixierung infolge der Wärmebehandlung wurde vom Cu2+-Totalgehalt in den Bentoniten, der Präsenz von Nebengemengteilen und die Schichtladungsverteilung in den Montmorilloniten beeinflusst. Es waren generell Behandlungstemperaturen von > 400°C erforderlich, um Cu2+-Fixierungsraten von > 95% zu erzielen.
Waren während der Wärmebehandlung neben Cu2+-Ionen gleichzeitig NH4+-Ionen in den Bentoniten präsent, konnte die Cu2+-Fixierungstemperatur herabgesetzt werden. Die Deammonisierung (NH4+ --> NH3 + H+) der NH4+-belegten Bentonite fand größtenteils unterhalb der Dehydroxylierungstemperatur der Bentonite statt.
Durch Untersuchungen (XRD, FTIR, NMR, ESR) zum Mechanismus der Cu2+-Einbindung in die Bentonite an speziell aufbereiteten Proben (carbonatfrei, < 2 µm) konnte nachgewiesen werden, dass in den Cu2+-belegten Montmorilloniten die Cu2+-Ionen infolge der Wärmebehandlung nicht bis in die Oktaederschicht der Tonminerale vordringen, sondern nur bis in die Tetraederschicht wandern. In den NH4+-belegten Montmorilloniten treten im Zusammenhang mit der Deammonisierung keine zusätzlichen Strukturänderungen (wie Auflösung der Oktaederschicht) infolge der Wärmebehandlung auf.
KW  - Bentonit
KW  - Montmorillonite
KW  - Kupfersilicate
KW  - Sorption
KW  - Wärmebehandlung
KW  - Kupferfixierung
KW  - Deammonisierung
KW  - Kationenaustausch
KW  - Ammonium-Ton
KW  - Mikrostruktur
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20130718-19791
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Linnow, Kirsten
A1  - Niermann, Michael
A1  - Bonatz, Dennis
A1  - Posern, Konrad
A1  - Steiger, Michael
T1  - Experimental Studies of the Mechanism and Kinetics of Hydration Reactions
JF  - Energy Procedia
N2  - The mechanism and the kinetics of hydration reactions are important for the application of a salt hydrate as a thermochemical heat storage material. MgSO4·H2O and Na2SO4 were chosen in this study because they are both promising candidates for such an application. Considering that the hydration of these salts yields MgSO4·7H2O and Na2SO4·10H2O as the reaction products, the maximum overall heat effect can be calculated from the heat of condensation of water vapor (44 kJ mol–1) and the heats of hydration of 75 kJ·mol-1 (for MgSO4·H2O) and 81 kJ mol-1 (for Na2SO4). Based on the densities of the two hydrated phases, this results in the very high theoretical energy densities of 2.3 GJ·m-3 and 2.4 GJ·m-3, respectively, for MgSO4·7H2O and Na2SO4·10H2O. Not only the energy density is important for the dimensioning of a storage system, but also the kinetics of hydration reactions play a major role for the application as storage material. In the present study, hydration reactions under varying climatic conditions were investigated by using water vapor sorption measurements and in-situ Raman microscopy. Using the phase diagrams, it can be clearly shown that the mechanism and the kinetics depend on the climatic conditions. Below the deliquescence humidity of the lower hydrated phase the hydration proceeds as solid state reaction, whilst above the deliquescence humidity a through solution mechanism takes place.
KW  - Wärmespeicherung
KW  - Hydratation
KW  - Magnesiumsulfat
KW  - Natriumsulfat
KW  - hermochemical heat storage, hydration mechanism, magnesium sulfate; sodium sulfate
Y1  - 2014
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20170425-31484
SP  - 394
EP  - 404
ER  - 
TY  - JOUR
A1  - Motra, Hem Bahadur
A1  - Hildebrand, Jörg
A1  - Dimmig-Osburg, Andrea
T1  - Assessment of strain measurement techniques to characterise mechanical properties of structural steel
JF  - Engineering Science and Technology, an International Journal
N2  - Strain measurement is important in mechanical testing. A wide variety of techniques exists for measuring strain in the tensile test; namely the strain gauge, extensometer, stress and strain determined by machine crosshead motion, Geometric Moire technique, optical strain measurement techniques and others. Each technique has its own advantages and disadvantages. The purpose of this study is to quantitatively compare the strain measurement techniques. To carry out the tensile test experiments for S 235, sixty samples were cut from the web of the I-profile in longitudinal and transverse directions in four different dimensions. The geometry of samples are analysed by 3D scanner and vernier caliper. In addition, the strain values were determined by using strain gauge, extensometer and machine crosshead motion. Three techniques of strain measurement are compared in quantitative manner based on the calculation of mechanical properties (modulus of elasticity, yield strength, tensile strength, percentage elongation at maximum force) of structural steel. A statistical information was used for evaluating the results. It is seen that the extensometer and strain gauge provided reliable data, however the extensometer offers several advantages over the strain gauge and crosshead motion for testing structural steel in tension. Furthermore, estimation of measurement uncertainty is presented for the basic material parameters extracted through strain measurement.
KW  - Baustahl
KW  - Werkstoffprüfung
KW  - Zugversuch
KW  - Affecting factors; Measurement uncertainty; Materials testing; Quantitative comparison; Strain comparison; Tensile test
Y1  - 2014
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20170425-31540
SP  - 260
EP  - 269
ER  - 
TY  - THES
A1  - Buchwald, Anja
T1  - Der Einfluss des Kalziums auf die Kondensation von (Alumo-)Silikaten in alkali-aktivierten Bindern
N2  - Es werden geopolymere und alkali-aktivierte Bindemittel definiert und ihre prinzipiellen technischen und ökologischen Eigenschaften diskutiert.
KW  - Bindemittel
KW  - Geopolymer
Y1  - 2014
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:gbv:wim2-20140124-21046
ER  -