bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
Verminderung des Verformungsvermögens bei mehrachsigen Spannungszuständen unter Kriechbeanspruchung
Authors: Ewald J.
Published: May 2005

Es wird ein Verfahren zur Ermittlung des Einflusses mehrachsiger Spannungszustände auf das Verformungsvermögen im Kriechbereich vorgeschlagen. Dem Verfahren liegen Siebel'sche Gleichungen zur Bestimmung der Verhältnisse der Formänderungen in den 3 Hauptspannungsrichtungen bei beliebigen Beanspruchungen zugrunde:

Diese Werte für beliebige Spannungszustände werden mit den Zahlen für einachsige Zugbeanspruchung mit gleicher 1. Hauptspannung σIZV und mit der zugehörigen Grenz‐Formänderung φIZV ins Verhältnis gesetzt (normiert). Aus diesen Verhältniswerten werden dann die tatsächlichen Formänderungen (Gleichmaß bzw. Bruchformänderungen) für unterschiedliche Spannungszustände errechnet, indem z.B. die (Bruch‐) Formänderung des einachsigen Zugversuches, φIBZV, als Basiswert genommen wird:

Der Vergleich der so Vorhergesagten (Bruch‐) Formänderungen mit den vorhandenen Versuchsergebnissen zeigt, daß der Einfluß der Spannungszustände mit der richtigen Tendenz beschrieben wird.

Für Teile mit mehrachsigen Spannungszuständen im Kriechbereich wird auf die gegenläufigen Wirkungen der v. Mises'schen Vergleichsspannung (niedrigere Kriechgeschwindigkeit) und des verminderten Verformungsvermögens hingewiesen. Es wird ein Modell zur Bewertung der beiden Einflußgrößen vorgeschlagen.
Temperature dependence of the dynamic fracture toughness of the alloy incoloy 800 after Cold work
Authors: Krompholz K. , Ullrich G.
Published: May 2005

Temperaturabhängigkeit der dynamischen Bruchzähigkeit an der Legierung Incoloy 800 nach Kaltverformung

Angerissen ISO‐V‐Proben der Eisen‐Nickel‐Basis‐Legierung Incoloy 800 im Anlieferungszustand und nach Kaltverformung wurden mit Hilfe eines instrumentierten Pendelschlagwerkes im Temperaturintervall 293 ≤ T/K ≤ 1223 untersucht. Die spezifischen Schlagenergien wurden mit Hilfe des Schleppzeigers, der Integration des Kraft‐Zeit‐und des Kraft‐Weg‐Diagrammes ermittelt. In allen Fällen war die Übereinstimmung ausgezeichnet.

Die spezifischen Schlagenergien und die Impulse wurden sowohl mit der Versuchstemperatur als auch mit dem Verformungsgrad korreliert. Die dynamische Bruchzähigkeit wurde mit Hilfe der äquivalenten Energie‐Näherung ermittelt.

In allen Fällen wurde ein deutliches Absinken der mechanischen Eigenschaften zwischen dem Anlieferungszustand und 5% Kaltverformung gefunden. Die Temperaturabhängigkeit der Schlagenergien zeigt einen deutlichen Anstieg der Werte zwischen Reumtemperatur und 673 K. Dieser Anstieg wird nach Kaltverformung deutlich reduziert. Die dynamische Bruchzähigkeit sinkt mit steigender Temperatur.

Die Bruchflächen zeigen klar das elasto‐plastische Bruchverhalten des Materials im untersuchten Temperaturbereich.
Die Bildung nitrid‐ und/oder karbonitridhaltiger Schichten durch Anodische Erwärmung in wäßrigen Elektrolyten (ANEW)
Authors: Krysmann W.
Published: May 2005

Das nichtkonventionelle Verfahren der Anodischen Erwärmung (ANEW) in einem wäßrigen Elektrolyten, Suspension oder Emulsion erzeugt schon in kurzer Reaktionszeit (< 10 min) mehrphasige Hartstoffschichtsysteme von bis zu 90 μm Dicke, deren Passivitat gegenuber konventionell hergestellten GKN‐Schichtsystemen, we‐ sentlich besser sind. Ein weiterer Vorteil ist durch den Aufbau eines dunnen, aufgefritteten Porensaum gegeben, der z. B. das Einlaufverhalten derartig behandelter Bauteile verbessert.
Berechnung der Dauerschwingfestigkeit bei mehrachsiger Beanspruchung — Teil 3
Authors: Liu J. , Zenner H.
Published: May 2005

Hinsichtlich der gegenwärtigen teilweise unübersichtlichen Situation auf dem Gebiet der Dauerfestigkeitsberechnung bei mehrachsiger Beanspruchung wurde in der vorliegenden Arbeit eine systematische Untersuchung mit dem Ziel, die vorhandenen Festigkeitshypothesen für metallische Werkstoffe objektiv zu bewerten und ein Rechenverfahren für die praktische Anwendung zu erarbeiten, durchgeführt.
Zustandsdiagramme und Sinterhilfen (Rb2O) für SiO2‐Sinterglas
Authors: Kim Ki‐Dong , Ondracek Gerhard
Published: May 2005

Die nicht empirische Auswahl von Sinterhilfen kann mit Hilfe von Zustandsdiagrammen erfolgen. Binäre eutektische Zustandsdiagramme ohne Randlöslichkeit bieten dafür optimale Voraussetzungen. Ihre Selektion hinsichtlich der Verläßlichkeit darauf,

– daß die eutektische Temperatur wesentlich niedriger ist als der Schmelzpunkt von SiO2‐Glas,

– daß Randunlöslichkeit im SiO2‐Bereich vorausgesetzt werden kann,

ist durch Vergleich mit theoretischen Werten nach der Schröder‐van Laar‐Gleichung möglich. Im vorliegenden Fall wurde Rubidiumoxid auf dieser Grundlage als optimale Sinterhilfe ermittelt und eingesetzt. Wie die mit einem Netzsch‐Dilatometer durchgeführten Sinterstudien zeigen, wird erwartungsgemäß mit Rubidium‐oxid (≥ 6 Mol‐%) die Sintertemperatur von SiO2‐Glas auf weniger als 0,5 · Ts gesenkt (Ts = Schmelzpunkt von SiO2‐Glas) und liegt damit unterhalb der eutektischen Temperatur. Es handelt sich demnach nicht um Sintern mit flüssiger Phase.
Ursachen, Ermittlung und Bewertung von Randschichtveränderungen durch Kugelstrahlen
Authors: Scholtes B. , Vöhringer O.
Published: May 2005

Die in der Praxis durch Kugelstrahlen erreichbaren Verbesserungen der Bauteileigenschaften metallischer Werkstoffe sind eine Folge auftretender oberflächennaher Plastizierungen. Diese können im Vergleich zum Ausgangszustand Änderungen der Abmessungen, der Oberflächentopographie, der randnahen Werkstofffestigkeit, der Makro‐ und Mikroeigenspannungen. der Gefügezusammensetzung, der Porosität sowie der Textur bewirken. Nach einer Beschreibung der beim Strahlen auftretenden Elementarprozesse wird der Einfluß wichtiger Strahlparameter auf den Werkstoffzustand der Randschicht besprochen. Abschließend werden exemplarisch aktuelle Ergebnisse von Untersuchungen zum thermischen Eigenspannungsabbau vorgestellt und diskutiert.
Zum thèrmisch‐mechanischen Ermüdungsverhalten von NiCr22Co12Mo9
Authors: Kleinpaß B. , Lang K.‐H. , Macherauch E.
Published: May 2005

Das Ermüdungsverhalten der Nickelbasis‐Legierung NiCr22Co12Mo9 (vergleichbar Inconel 617) unter überlagerter thermischer und mechanischer „in‐phase”︁‐ und „out‐of‐phase”︁‐ Wechselbeanspruchung wurde bei einer konstanten Untertemperatur von 473K und einer konstanten Totaldehnungsamplitude von 6,25% für Obertemperaturen zwischen 873K und 1473K untersucht. Dabei wurden das Wechselverformungsverhalten und die damit verbundene Entwicklung der Mikrostruktur während der Experimente unabhängig von der Versuchsführung hauptsächlich von den Obertemperaturen bestimmt. Zunehmende Obertemperaturen und zunehmende Erholungsprozesse führten zu charakteristischen Veränderungen der Mikrostruktur, die eine Abnahme der Wechselverfestigung ergaben. Die Oberflächenschädigungen, charakterisiert durch Oberflächenanrisse, und die Lebensdauern wurden dagegen sowohl von der Obertemperatur als auch von der Beanspruchungsart bestimmt. Bei den höchsten Temperaturen während der „in‐phase”︁‐Zyklen bewirkten die auftretenden Zugspannungen vergrößerte interkristalline Schädigung verbunden mit größeren Lebensdauerverkürzungen.
Strukturmodifizierung von Polyethylen durch plasmagepfropfte Acrylsäuregruppen
Authors: Rieß K. , Lühe P. , Marinow S.
Published: May 2005

Die Plasmatechnologie eröffnet neue effiziente Möglichkeiten für eine gezielt Struktur‐ und Eigenschaftsmodifizierung von Kunststoffen. In der vorliegenden Arbeit werden Untersuchungen zur Anwendung der Plasmapolymerisation für die Modifizierung von Polyethylen vorgestellt. Bei der Plasmapolymerisation wird organischer Dampf mit Hilfe des Plasmas aktiviert. Die dabei erzeugten Radikale und Ionen werden auf der Oberfläche des PE‐Pulver, das dem Plasma ausgesetzt ist, absorbiert und gehen eine feste Bindung ein. Dadurch entstehen funktionelle Gruppen auf der Oberfläche des PE‐Pulvers. Am Beispiel der Plasmapolymerisation mit Acrylsäure werden die erzielten Ergebnisse der Strukturmodifizierung von LDPE‐Pulver vorgestellt.
Studie zum Einfluß des plastisch anisotropen Werkstoffverhaltens auf technische Umformprozesse
Authors: Gemmel B. , Ismar H. , Ripplinger W.
Published: May 2005

Die in technischen Umformprozessen eingesetzten gewalzten Bleche weisen oft durch den Herstellungsprozeß bedingt ein Gefüge auf, in welchem die Körner des polykristallinen Kristallverbundes nahezu die gleiche Orientierung aufweisen. Die Folge sind richtungsabhängige (anisotrope) Werkstoffeigenschaften. Mittels Finite Element (FE) Simulationen wird in der vorliegenden Studie der Einfluß der Anisotropie auf das plastische Formgebungsverhalten metallischer Werkstoffe untersucht. Zunächst wird eine Stoffmodellierung vorgestellt, die die plastische Anisotropie mit unterschiedlichen Fließspannungen in den verschiedenen Richtungen beschreibt. Unterschiedliches plastisches Verhalten für Zug‐ und Druckbelastung findet darin ebenso Berücksichtigung wie mögliche plastische Volumenänderungen. Als einfaches Anwendungsbeispiel dient ein unter einer biaxialen gleichmäßigen Belastung stehendes Blech. In FE‐Simulationen wird die einsetzende Plastifizierung durch die Verläufe der plastischen Dehnungen in verschiedenen Richtungen dargestellt. Abgerundet wird die Studie durch die Simulation des Blechbiegens im V‐Gesenk. Im Vordergrund steht hier die Berechnung der Stempelkraft bei Plastifizierungsbeginn.
Messung von Festwalzeigenspannungsverteilungen an Bauteilen
Authors: Achmus C. , Betzold J. , Wohlfahrt H.
Published: May 2005

In vielen Fällen der technischen Praxis stellen die Randschichten von Bauteilen die höchstbeanspruchten Werkstoffbereiche dar. Zur Schwingfestigkeits‐ und Verschleißfestigkeitssteigerung werden daher seit Jahren thermische, thermochemische und mechanische Randschichtbehandlungsverfahren wie Induktionshärten, Einsatzhärten, Nitrieren, Kugelstrahlen und Festwalzen eingesetzt. Die Wirkung dieser Verfahren beruht vorwiegend auf einer Steigerung der Werkstoffestigkeit und der Erzeugung von Druckeigen‐spannungen 1. Art in den beanspruchten Bauteiloberflächen. Beiden mechanischen Verfahren wird darüber hinaus die Oberflächenrauhigkeit verändert bzw. verringert, wenn die Prozeßparameter geeignet gewählt werden. Durch diese Randschichtbeeinflussung lassen sich beim Festwalzen Schwingfestigkeitssteigerungen um bis zu 200% erzielen [1], so daß bei gekerbten Proben vielfach eine Aufhebung der Kerbwirkung beobachtet werden konnte [2].

Das Festwalzen hat in der Industrie u. a. bei Kurbelwellen, Schrauben, Ventilschäften und Antriebswellen Anwendung gefunden. Zur Qualitätsprüfung von festgewalzten Bauteilen wird hier die direkte Überprüfung der Randschichteigenschaften, d. h. der Eigenspannungen und der Verfestigung, mittels röntgenografischer Messungen an axialen Bauteilschnitten vorgestellt. Das Meßverfahren kann weiterhin zur Überprüfung von Ergebnissen aus FEM‐Simulationen dienen, mit deren Hilfe die Beeinflussung der Eigenspannungen durch die einen starken Eingriff darstellende Präparation abgeschätzt werden kann.
Einfluß einer Mitteldehnung auf das Ermüdungsverhalten der Aluminiumlegierung AlMg5Mn
Authors: Christ H. ‐J. , Frenz D. , Hammer J. , Koch S.
Published: May 2005

Das zyklische Spannungs‐Dehnungs‐Verhalten der Aluminium‐legierung AlMg5Mn wird unter dem Einfluß einer überlagerten konstanten Mitteldehnung bzw. ‐spannung in drei unterschiedlichen Festigkeitszuständen untersucht. Das Wechselverformungsverhalten ist in allen Wärmebehandlungszuständen durch eine ausgeprägte zyklische Sättigung gekennzeichnet. Mit abnehmender Werkstoffestigkeit steigt das Ausmaß der Mittelspannungsrelaxation bzw. des zyklischen Kriechens, wobei sich diese transienten Vorgänge weitgehend auf den Anfangsbereich der zyklischen Lebensdauer beschränken. Vor dem Hintergrund einer Absicherung der ermittelten Lebensdauerdaten werden diese mit Literaturwerten verglichen. Da die Literaturangaben meist in Versuchen ohne Mittelspannung bzw. ‐dehnung ermittelt wurden, ist es erforderlich, diese schädigenden Einflüsse auf die zyklische Lebensdauer durch Verwendung eines Schädigungsparameters zu berücksichtigen. Hierbei erweist sich der Schädigungsparameter PSWT nach Smith, Watson und Topper für die beiden festeren Zustände als gut geeignet. Für den weichen Zustand erfolgt eine Unterschätzung der durch die plastische Mitteldehnung hervorgerufenen Schädigung, so daß die gemessenen zyklischen Lebensdauern an der unteren Grenze des Streubandes der Literaturdaten liegen.
Predictability of Eutectic Microstructures
Authors: Fritscher K.
Published: May 2005

The interphase spacings σ in the microstructures of most binary and pseudobinary “normal” metallic eutectics can roughly be quan‐ tified with regard to their respective solidification rates v according to a general relationship

constant the constant being commonly between 10−10 and 10−11 cm3 −1 The designation “normal” relates to similar degrees of undercooling of either phase on a plain‐front solidification process at variance with anomaleous eutectics which solidify at different degrees of under‐ cooling in an uncoupled or weakly‐coupled manner. The “constant”, however, is an individual value for each eutectic system. It is lowest for “simple” eutectics forming no intermetallic com‐ pounds and having low terminal solid solutions. The constant is raised for systems by 3 orders of magnitude or more if extensive terminal solid solutions are present. A closer fit for deliberate normal eutectics is presented in this pragmatic approach if the concentration differences between the terminal phases in eutectics ΔCE [at%] are attributed to them as a square term according to λ2 + · v · ΔCE2 = constant. The data based on this relation still show some scatter but they are grouping to distinct material families e. g. to Pb‐, Ag‐ or Al‐based eutectics. The remanent differences are estimated to disappear as soon as the relation is extended by the interdiffusion coefficient D according to

as is confirmed in cases where reliable D values are available. These findings are in contrast to the current published theories on eutectic solidification. Suggestions are given where the bound‐ ary conditions have to be altered in order to attain full accord be‐ tween experiment and theory.
Gas‐ und Plasmanitrieren der (α + β)‐ Titanlegierung TiAl6V4. Vergleichende Untersuchungen zu Schichtaufbau und Schichteigenschaften
Authors: Wilsdorf K. , Spies H.‐J
Published: May 2005

Der geringe Verschleißwiderstand von Titanwerkstoffen kann mittels thermochemischer Randschichtbehandlung durch Nitrieren erhöht werden. Im Ergebnis von vergleichenden Untersuchungen zum Gas‐ und Plasmanitrieren wird die Möglichkeit einer gezielten Veränderung der Eigenschaften im beanspruchten Randbereich durch beide Verfahren am Beispiel der (α + β)‐Legierung TiAl6V4 aufgezeigt. Der Gas‐ und Plasmanitrierprozeß erfolgte im Temperaturbereich von 650 bis 800°C über 4 bis 48 h in den verschiedenen Gasatmosphären 100% NH3 (Gas), 100% N2 (Gas und Plasma), 20% H2 + 80% N2 und 20% Ar + 20% H2 (Plasma). Es wurden Temperaturen im mittleren (α + β)‐Gebiet gewählt, da sich die Kerneigenschsften bei einer Behandlung im Bereich der β‐Transustemperatur verschlechtern. Die Beziehungen zwischen den angewandten Nitriertechnologien, dem Schichtaufbau (chemisch, phasenmäßig, geometrisch) und ausgewählten Schichteigenschaften (Mikrorauheit, Mikrohärte, Bruch‐ und Verschleißverhalten) werden beschrieben.
Spritzgießen keramischer Bauteile
Authors: Sterzel H.‐J.
Published: May 2005

Das Pulverspritzgießen vereinigt die Vorteile des Spritzgießens thermoplastischer Kunststoffe mit den Materialeigenschaften keramischer Werkstoffe. Es ermöglicht die Fertigung sehr komplexer Bauteile, die in hohen Stückzahlen benötigt werden. Nahezu alle gestalterischen Möglichkeiten des Kunstoffspritzgießens können auf keramische Werkstoffe übertragen werden. Bei Beachtung der speziellen Gegebenheiten des Spritzgießens hochgefüllter Thermoplaste und der strikten Befolgung der bekannten Konstruktionsgrundsätze für Spritzgießwerkzeuge kann die Realisierung von Bauteilen in den notwendigen kurzen Zeiten erfolgen. Es wird insbesondere auf die Parameter für die Spritzgießverarbeitung, auf Grundsätze zur Konstruktion von Bauteilen und Spritzgießwerkzeugen sowie auf ein neues Entbinderungsverfahren eingegangen.
Mit TiN‐Partikeln Lasermodifizierte Al2O3‐Keramik im reversierenden Gleitkontakt unter Variation der Luftfeuchte und Temperatur
Authors: Lenke I. T. , Gahr K.‐H Zum
Published: May 2005

Über einen zweistufigen Laserprozeß wurde eine handelsübliche Al2O3‐Keramik in einer Randschicht von 170 μm Dicke durch Einlagerung von TiN‐Partikeln modifiziert. Das entstandene mehrphasige Gefüge setzte sich aus ca 12 Vol.‐% TiN, 16 Vol.‐% Korngrenzenphase und 72 Vol.‐% Aluminiumoxid zusammen. Die tribologische Charakterisierung erfolgte im reversierenden, ungeschmierten Gleitkontakt gegen Al2O3‐Gegenkörper. Variiert wurde die Versuchstemperatur zwischen 28°C und 500°C und die relative Luftfeuchte bei Raumtemperatur zwischen 3% und 70%. Zusätzlich wurden Versuche in destilliertem Wasser unter Mischreibung durchgeführt. Als Referenzmaterialien wurden je eine handelsübliche, dichte Al2O3‐und TiO2‐Keramik mit in die Untersuchungen einbezogen.

Die durch Oberflächenmodifizierung entstandenen, mehrphasigen Gefüge zeigten in verschiedenen Temperaturbereichen deutlich reduzierte Reibungszahlen und Verschleißbeträge im Vergleich mit der hochdichten, monolithischen Al2O3‐Referenzkeramik. Aus den Untersuchungen zum Einfluß der relativen Luftfeuchte (rF) folgte, daß sich die mit TiN‐Partikeln modifizierte Al2O3‐Keramik oberhalb von 35 % rF durch niedrigere und von der Feuchte unabhängige Reibungszahlen und Verschleißbeträge auszeichnete.
Versuchsführungsbedingte Unterschiede im zyklischen Verformungsverhalten von Vergütetem 42 CrMo 4 bei Spannungs‐ und Totaldehnungskontrolle
Authors: Schulze V. , Lang K.‐H. , Vöhringer O. , Macherauch E.
Published: May 2005

Die bei nennspannungs‐ und totaldehnungskontrollierter Zug‐Druck‐Wechselverformung von vergütetem 42 CrMo 4 erhaltenen Zyklischen Spannungs‐Dehnungs‐kurven und Manson‐Coffin‐Auftragungen hängen stark von der Versuchsführung ab. Ursachen dafür sind einerseits die bei Totaldehnungskontrolle vergleichsweise großen Anfangsspannungsamplituden, die zu ausgeprägten Wechselentfestigungen führen. Andererseits bilden sich bei beiden Beanspruchungsarten, wie sich spannungsoptisch und lichtmikroskopisch nachweisen läßt, unterschiedliche inhomogene Deformationserscheinungen aus, die voneinander abweichende plastische Dehnungsverteilungen und integrale Dehnungswerte ergeben.
Größeneinfluß auf die Schwingfestigkeitseigenschaften von Schweißverbindungen
Authors: Jaenicke B.
Published: May 2005

Der Einfluß von Bauteilgröße und Fertigungsbedingungen auf die Ermüdungsfestigkeit von Stumpfstößen und Längskehlnähten wurde anhand von Einstufen‐Wöhlerversuchen (R = − 1 und 0) mit großen geschweißten I‐Blechträgern (Stelghöhe 500 mm, Länge 12 m bzw. 7 m) untersucht. Die Mehrzahl der Schweißnähte wurde im Lichtbogenhandschweißverfahren hergestellt. Das Konzept der Mittelspannungsunabhängigkeit der zulässigen Spannungen, das in den neueren Stahlbauvorschriften propagiert wird, wird für die Nahtformen Stumpfstoß und Längsnaht durch die Ergebnisse der Großbauteilversuche gestüzt. Das HCF‐Verhalten von unter Baustellenbedingungen geschweißten Stumpfstößen in großen Bauteilen wird durch die Kerbfallklasse 90 im Eurocode 3 hinreichend abgedeckt. Die im Eurocode 3 für Längskehlnähte vorgesehene Kerbfallklasse 100 deckt die Versuchsergebnisse nicht vollständig ab.
Schweißverhalten von Aluminium und seinen Legierungen
Authors: Dorn L.
Published: May 2005

Aluminium ist das nach dem Stahl am häufigsten eingesetzte Metall. Vorteile der Aluminiumwerkstoffe sind das geringe Gewicht, günstige Festigkeits‐ und Verformungseigenschaften, der hohe Korrosionswiderstand sowie die hohe elektrische und Wärmeleitfähigkeit. Beim Schweißen ergeben sich vielfach Schwierigkeiten, die u. a. durch die hochschmelzende Oxidhaut, die starke Wärmeableitung, die Neigung zur Riß‐ oder Porenbildung sowie durch die große Wärmedehnung verursacht werden. Im vorliegenden Beitrag werden die Grundlagen und Besonderheiten von Reinaluminium und unterschiedlicher Legierungen hinsichtlich der Lichtbogen‐Schweißtechnologie und der Nahteigenschaften dargestellt.
Spannungsanisotropie und Struktur von TiN‐Schichten
Authors: Conradi T. , Hubenthal F. , Röll K. , Stobiecki T. , Thoma K. , Berg G. , Broszeit E. , Bauer S. , Bock W. , Scheib M. , Wiescher D. , Oechsner H.
Published: May 2005

Bei Sputterprozessen wird häufig das Substrat unter dem Sputtertarget rotiert oder hin‐ und herbewegt, um eine gleichmäßige Beschichtung zu erzielen. In dieser Arbeit wird gezeigt, daß dabei anisotrope Wachstumsbedingungen bestehen, die zu anisotropen mechanischen Spannungen führen. Die Größe der Spannungsanisotropie hängt von der Transportgeschwindigkeit ab und läßt sich durch die dabei erzeugte Schichtstruktur interpretieren. Die Messungen der Schichtspannungen werden deshalb korreliert mit der Bestimmung der Zusammensetzung mit SNMS, mit Untersuchungen der Stöchiometrie mit Hilfe von ellipsometrischen Messungen sowie mit Untersuchungen der Schichtstruktur mit Hilfe von Röntgenbeugung.
Mitogen‐regulated protein/proliferin mRNA induction following single applications of tumor promoters to murine skin
Authors: Parfett Craig L.J.
Published: May 2005

Mitogen‐regulated protein/proliferin (mrp/plf) gene family transcripts rise in abundance as a response to diverse chemical and physical agents that promote morphological transformation in the murine C3H/10T1/2 cultured cell model of multi‐step carcinogenesis. To determine if proliferin genes respond to tumor promoters in vivo, RNA was extracted from the whole skin of SENCAR mice after single applications of 2 or 20 μg 12‐O‐tetradecanoylphorbol‐13‐acetate (TPA); 3.2 or 32 nmole), 20 or 40 mg benzoyl peroxide (BPO; 83, 165 μmole), or acetone vehicle alone (2.72 mmole). RNA samples were prepared from treated skin areas, 2–48 h after painting. Mrp/plf‐mRNA was not detected in Northern blot hybridizations, but large increases in mRNAs for ornithine decarboxylase gene and mRNA (odc), v‐jun oncogene‐related transcription factor gene and mRNA (junB), egr1 (early growth response protein gene and mRNA) were measured relative to beta 2 microglobulin gene and mRNA (b2m) mRNA in response to TPA. BPO induced small relative changes in these mRNAs. Reverse transcriptase (RT)‐polymerase chain reactions (PCR) detected fully‐processed MRP/plf‐mRNA 16–48 h after TPA treatments in five of six animals, and in three of six BPO‐treated animals. The MRP/plf‐mRNA species expressed in the skin were predominantly plf1 and mrp3 as determined by gene‐specific restriction enzyme sites within the RT‐PCR products. Expression was either undetectable or found at low levels in acetone‐painted controls and was not detected during the anagen phase of the normal hair growth cycle in unpainted animals. These results demonstrate that mrp/plf‐mRNA is differentially expressed in murine skin in response to mechanistically distinct tumor promoters and has potential utility as a short‐term biomarker for tumor promoting effects in chemical carcinogenesis. © 2005 Government of Canada.
Packed capillary supercritical fluid chromatography with mixed mobile phases and light‐scattering detection
Authors: Hoffmann Stephan , Greibrokk Tyge
Published: May 2005

The combination of packed fused silica columns and the laser light‐scattering detector has been examined. A column, 10 cm × 0.32 mm i.d., packed with a 4‐μm C18 material, was mounted in a drift tube that functioned as a column oven. The restrictor was positioned in the detector cell. Standard curves and slopes were obtained for 5–60 ng of trimyristin and Irgafos‐168 with 2.9 and 5.6 mol % of n‐propanol in carbon dioxide. With pressure programming at a constant modifier concentration, the relative standard deviations in peak areas were determined to be less than 4%, except for the 5‐ng injections. The reproducibility of retention times was better than 0.5%. Two applications are demonstrated.
3‐Benzoyl‐2‐naphthaldehyde, a new fluorogenic reagent for microcolumn liquid chromatography–laser‐induced fluorescence detection of amino acids
Authors: Hsieh You‐Zung , Beale Stephen C. , Wiesler Donald , Novotny Milos
Published: May 2005

3‐Benzoyl‐2‐naphthaldehyde (BNA) was synthesized and characterized as a precolumn derivatization reagent for fluorescence detection. The detection limits for standard amino acids derivatized with BNA are in the femtogram range. The optimum reaction conditions for derivatization and spectral features of BNA‐derivatized amino acids was investigated. The standard amino acid derivatives were adequately resolved by microcolumn liquid chromatography. A minute quantity (646 fmol) of trypsin was hydrolyzed to demonstrate analysis by microcolumn liquid chromatography with laser‐induced fluorescence detection.
Separation, detection, and identification of inositol triphosphate and phytic acid derivatives by supercritical fluid chromatography and SFC–mass spectrometry
Authors: Chester T. L. , Pinkston J. D. , Innis D. P. , Bowling D. J.
Published: May 2005

Capillary supercritical fluid chromatography with flame ionization detection appears promising for the separation and detection of silylated inositol phosphates. Inositol triphosphate and phytic acid, following ion exchange to their fully protonated forms, were silylated in one step with the addition of 9 and 12 trimethylsilyl groups, respectively. The resulting derivatives are well behaved in open‐tubular chromatography columns with methyl‐silicone stationary phase when CO2 is used as the mobile phase. Both flow‐splitting and directinjection methods were evaluated. The identities of the derivatives were confirmed by supercritical fluid chromatography‐mass spectrometry using chemical ionization with both ammonia and isobutane, and using electron ionization—CO2 charge exchange.
Separation of oligomers of polyethylene glycols by supercritical fluid chromatography
Authors: Hegen Hilde Merete , Landmark Kristin Eitrem , Greibrokk Tyge
Published: May 2005

A study of the separation of oligomers of moderately polar polymers has been performed. Supercritical fluid chromatography on capillary columns in carbon dioxide with flame ionization detection has been compared to supercritical fluid chromatography on packed microbore columns in methanol/carbon dioxide with light scattering detection. Different columns types were examined. The best resolution was obtained on 1‐mm i. d. columns packed with monodisperse 5.1 ± 0.1‐μm particles of polydivinylbenzene. With 15 mol% methanol in carbon dioxide and a pressure gradient to 46 MPa, oligomers of polyethylene glycols with up to 44 units were separated with baseline resolution, representing a molecular weight close to 2000.
Enhanced radial dispersion in open tubular column chromatography
Authors: Sumpter Sheldon R. , Lee Milton L.
Published: May 2005

Radial diffusion of solutes in the mobile phase limits the practical linear velocities that can be used to increase speed of analysis in conventional open tubular column chromatography. Several methods have been devised to enhance radial dispersion that do not depend only on molecular radial diffusion. In this review, the methods of enhancing dispersion found in the chromatographic literature are discussed. These methods include the use of deformed columns, and spinning band and static mixer columns. These techniques have been found to be of little value in analytical chromatography. Electroosmotic flow has been used to generate a plug‐like flow profile in LC and generates one to two orders of magnitude lower plate height than produced at laminar flow conditions. Turbulent and secondary flow have been used to enhance radial diffusion in open tubular columns for gas, liquid, and supercritical fluid chromatography. These techniques are described from their theoretical and practical aspects.

Turbulent flow has been investigated as a means for enhancing radial dispersion in open tubular column chromatography for several years. At low linear velocities (Reynolds numbers < 2000), the Golay equation accurately predicts that increasing velocities generate higher plate heights. However, turbulent flow experimental results have shown that unretained solutes have decreasing plate heights with increasing velocity after a critical velocity is achieved. Up to this time, turbulent flow chromatography has not been shown to be useful for retained solutes, and applications in analytical separations are absent in the literature.

Secondary flow has also been studied by several investigators for the enhancement of radial dispersion. A circular, radial flow profile can be generated by centrifugal forces in tightly coiled columns, and after a critical velocity is achieved, columns coiled to appropriate aspect ratios yield lower plate heights than straight columns for unretained solutes as the velocity is increased. Although retained solutes yield higher plate heights in coiled rather than conventional straight columns in some cases due to the resistance to mass transfer at the interphase region, higher speeds of analysis are obtained. Secondary flow chromatography has been successfully applied in gas and supercritical fluid chromatography for the rapid separation of alkanes having low retention. Nevertheless, applications using secondary flow in chromatographic separations are limited.
Influence of temperature on the separation properties of immobilized Carbowax 20M open tubular column liquid chromatography
Authors: Janák Karel , Horká Marie , Krejčí Miloš
Published: May 2005

Properties of Carbowax 20M stationary phase immobilized with pluriisocyanates were investigated in the temperature interval 20–80°C. Phase transition was observed under both GC and LC conditions. Depending on the type of crosslinking agent, different phase transition temperature intervals were found with the same end point transition temperature of 55°C in the GC system and 60°C in the LC system. In contrast to GC, the retention behavior of the columns in the LC system is not significantly influenced by phase transition. A severe drop of the height equivalent to a theoretical plate was observed near the phase transition in both systems. It was due to the increase in diffusivity of the stationary phase.
New silarylene/methylphenylsiloxane copolymer stationary phase for open tubular gas chromatography
Authors: Janák Karel , Hägglund Ingela , Blomberg Lars G. , Claude Saturnin G. , Tabacchi Raffaele
Published: May 2005

A new silanol‐terminated silarylene/siloxane copolymer, having 30% phenyl and 1.5% vinyl substitution, has been evaluated for use as a stationary phase in gas chromatography. The polymer was found to be auto‐cross‐linkable. The highest degree of immobilization (90%) was obtained at relatively low temperatures (300°C). The auto‐cross‐linking at lower temperatures might be due to a silanol catalyzed reaction of vinyl groups. At higher temperatures (350–370°C) scission of phenyl groups and the formation of branched structures are the dominating immobilization reactions. Column polarity is thereby decreased.

Thermal stability was excellent at 370°C after conditioning at this temperature. The utility of the columns was illustrated by the separation of polycyclic aromatic compounds.
Preservation of column efficiency when using solvent vent injection in open tubular column supercritical fluid chromatography
Authors: Koski Iina J. , Markides Karin E. , Lee Milton L.
Published: May 2005

The use of small internal diameter precolumns (11–25‐μm i. d.) helped solute focussing when using solvent vent sample introduction in open tubular column supercritical fluid chromatography (SFC). Column efficiencies were similar to those obtained with split injection (3000–5000 plates m−1). Trace analysis in SFC was improved because large volumes (1 μL) could be introduced for analysis with little sacrifice in column efficiency.
Liquid chromatography capillary columns dry‐packed with polar and nonpolar stationary phases
Authors: Crescentini Giancarlo , Mastrogiacomo Anna Rita
Published: May 2005

Fused silica capillary columns of 0.250‐mm i.d., packed with 5‐μm particles of nonpolar (octadecyl, octyl, and butyl) and polar (silica, diol, cyano, and amino) materials, have been prepared using a dry‐packing technique. The performance of the columns has been evaluated using the reduced plate height/reduced velocity equation and the separation impedance values. A comparison with similar slurry‐packed columns shows that the dry‐packing method may yield, in most cases, columns of analogous or better efficiency and requires a simpler apparatus and a shorter time for column preparation.
Chemical ionization mass spectrometry and gas chromatographic identification of some nitrogen‐containing volatile compounds from large‐scale pyrolysis of poly (acrylonitrile‐butadiene‐styrene) plastics
Authors: Shapi Michael M. , Riekkola Marja‐Liija
Published: May 2005

A number of volatile pyrolyzates of large‐scale thermolysis of ABS and SAN plastics, which include phenyl substituted aliphatic nitriles and dinitriles, have been tentatively identified by GC‐MS. The exact isomers of most of these compounds have, however, not been specified, owing to limitations of 70 eV electron ionization (EI) mass spectrometry and temperature‐programmed retention indices in the absence of model compounds. In this study, some of the isomeric forms of these compounds were clarified using chemical ionization (CI) mass spectrometry and capillary gas chromatography (GC) involving model compounds. The presence of phenylacetonitrile, 2‐phenylpropanenirile, 3‐phenylpropanenitrile, trans‐3‐phenyl‐2‐propenenitrile, and 4‐phenylbutanenitrile among the pyrolyzates was confirmed by GC. Isobutane and methane CI of the nitriles yielded intense MH+ and adduct ions of low to medium intensity. Most of the smaller phenyl substituted nitriles tended to fragment by loss of 27 mass units, attributed to HCN. Isobutane CI of the larger molecules produced more fragmentation than methane CI which yielded little or no fragmentation. The reliability of the CI spectra was limited to the role of providing molecular formula information and some indirect evidence for the presence of the nitrile group in the molecules.
Supercritical fluid extraction of pesticides and phthalate esters following solid phase extraction from water
Authors: Ezzell John L. , Richter Bruce E.
Published: May 2005

Solid phase extraction (SPE) was evaluated as a sample pretreatment method prior to supercritical fluid extraction (SFE) of pesticides or phthalate esters from spiked water samples. ODS, Florisil, Tenax GC and XAD4 resin were evaluated for their abilities to retain a mixture of 5 pesticides, and the use of supercritical CO2 as an elution solvent was investigated. SPE disks, impregnated with C8 bonded phase silica were examined in both off‐ and on‐line SFE. Using SPE disks prior to off‐line SFE, supercritical CO2, and modified CO2 yielded recoveries comparable to liquid solvent extraction for five pesticides and four phthalate esters at the 100 ppb level. On‐line SFE following disk SPE of chlorpyrifos at the 10 and 1 ppb levels yielded recoveries of 92 and 91%, respectively (%RSD = 7). The natures of supercritical solvents and their possible roles in the analysis of water samples is discussed.
Role of a microbore capillary column in the development of a portable gas chromatograph‐mass spectrometer
Authors: Sinha Mahadeva P. , Gutnikov George
Published: May 2005

For the development of a portable gas chromatograph‐mass spectrometer (GC‐MS) system, drastic reduction in the carrier gas load is necessary in order to minimize the pumping requirements of the mass spectrometer. Two approaches were investigated for achieving this. The first involved the use of a palladium‐hydrogen interface and was found not to be viable due to its chemical reactivity. The second utilized a short microbore capillary column (3−m × 50−μm i.d.). The small cross‐sectional area of the column reduced the gas load into the MS and yielded sharp chromatographic peaks possessing full‐widths at half‐height in the range of 200–600 ms from a mixture of priority pollutants. Good column efficiency (> 2.3 × 104 theoretical plates/meter for k of 10) and resolution were observed, and analyses were completed within a few minutes. Mass spectral measurements were performed with a miniaturized focal plane mass spectrograph having an integrating array detector. Because this system detects (integrates) ions of all masses simultaneously and continuously, short data acquisition times can be used to measure several spectra per gas chromatographic peak without loss in sensitivity. Such time‐resolved mass spectral measurements were applied to the separation and identification of benzene and carbon tetrachloride which coeluted from the column. Our results show that a short microbore capillary column in conjunction with a miniaturized mass spectrograph and an array detector is eminently suited for the development of a field portable GC‐MS system of high performance.
Isoelectric focusing of proteins in a microcapillary with universal concentration gradient detection
Authors: Wu Jiaqi , Pawliszyn Janusz
Published: May 2005

Proteins were separated by capillary isoelectric focusing (CIEF) performed in a 5‐μm i.d., 12‐cm long uncoated capillary, and detected by an on‐column concentration gradient detector based on Schlieren optics. The narrow capillary allows the application of a 15‐kV separation voltage. The high voltage resulted in a very narrow 30‐μm wide zone for carbonic anhydrase, which corresponded to a 60‐fL zone volume. All focused proteins could be detected by the universal concentration gradient detector without derivatization in less than 7 min. On‐column mass detection limits for proteins were at the 100 amol level, which was lower than that of a UV‐vis absorption spectrometric detector. The detection volume of the detector was calculated to be 20 fL, the smallest detection volumes reported to date for optical or spectroscopic detectors. This microcapillary CIEF‐concentration gradient detector system may be a useful technique for direct analysis of proteins at the single cell level.
Temperature and pressure controlled UV detector for capillary supercritical fluid chromatography
Authors: Hirata Yukio , Katoh Seiki
Published: May 2005

A method of controlling UV cell pressure was developed for capillary supercritical fluid chromatography. The cell pressure was kept constant even during pressure programming. This allowed the use of the UV detector at high sensitivities without base‐line drift. It could also be used as a refractive index detector. The detection limit for chrysene at 269 nm was 10 pg at S/N = 2.
Effects of 1‐alkanols on separation performance in micellar electrokinetic capillary chromatography
Authors: Aiken Joseph H. , Huie Carmen W.
Published: May 2005

The effects of alcohols on separation performance in micellar electrokinetic chromatography were investigated using a test mixture containing a variety of substituted phenols. The addition of small amounts (0.5% v/v) of 1‐alkyl alcohols (1‐alkanols) into the electrophoretic buffer containing sodium dodecyl sulfate (SDS) was found to improve the resolution of certain solutes by extending the elution range and changing the selectivity, without causing significant variations in the electroosmotic velocity or column efficiency. The enhancement in resolution was found to be a function of the carbon chain length (C4C8) as well as the mole ratio of the 1‐alkanols.
Solute retention and selectivity behavior in linear‐temperature‐programmed, constant‐density supercritical fluid chromatography
Authors: Chester Thomas L. , Innis David P.
Published: May 2005

When temperature programming is performed in supercritical fluid chromatography (SFC) under conditions where the solute‐mobile phase interactions are approximately fixed, that is, with the use of constant mobile phase density, then positive temperature programs can be used. The results resemble those in temperature‐programmed gas chromatography (GC) except that chromatograms are compressed and solutes elute at lower temperatures. For a given temperature‐program rat, the extent of this compression effect is controlled by the (fixed) mobile phase density. When a methylsilicone stationary phase is used along with CO2 mobile phase, the compression occurs with little change in selectivity. However, with a biphenyl‐substituted polysiloxane stationary phase, selectivity shifts occur for some solutes (vs. hydrocarbons) as the density is varied. The effect is even greater and affects more solutes when a cyanopropyl‐substituted polysiloxane stationary phase is used.

This selectivity behavior differs from the temperature‐dependent selectivity behavior known in GC. In GC only the forces between solutes and the stationary phase are involved. But in SFC, mobile phase interactions with both the solutes and the stationary phase are also important. The large selectivity shifts we observe in SFC most likely arise because of stationary phase swelling by the mobile phase. This is a function of the temperature and mobile phase density (or pressure) and can be tuned without changing the composition of the mobile phase. It is possible to use either temperature or density to adjust or fine‐tune selectivity between a pair of solutes while using the other parameter to adjust retention of the pair.

These experiments further suggest that GC is not only a special case of SFC (where the solute‐mobile phase interactions are essentially zero), but that SFC possesses an additional and extremely powerful selectivity adjustment mechanism not available in GC.
Independently temperature programmed uncoated precolumn: A concept for improved sample introduction in capillary GC
Authors: Hagman Gunnar , Roeraade Johan
Published: May 2005

In this paper, a GC sample introduction technique is described in which an uncoated precolumn and the analytical capillary column are individually temperature programmed. The influence of different rates of temperature programming of the retention gap on band broadening of a series of n‐alkanes has been investigated for different lengths of the precolumn. It is shown that extra column band broadening of high boiling solutes is reduced when the temperature of the precolumn is ramped at a faster rate than the analytical column. This benefit is particularly pronounced when long retention gaps are employed.

The technique extends the useful lifetime of the analytical column when complex real‐world samples with a wide volatility range are analyzed. This is due to the fact that the final temperature of the precolumn can be kept below the final temperature of the analytical column. Thus, the column is not contaminated with high boiling non‐elutable solutes.
Ampholyte‐free isoelectric focusing of proteins in cone shaped capillaries
Authors: Pawliszyn Janusz , Wu Jiaqi
Published: May 2005

A simple method of generating pH gradients for use in capillary isoelectric focusing was described and evaluated experimentally. In the proposed scheme, the cone shaped capillary filled with a conventional buffer is used to produce an effect of nonuniform heating which then generate temperature and corresponding pH gradients along the capillary axis. Concentration and separation of proteins by applying a simple isoelectric focusing system based on this principle is demonstrated. An inexpensive absorption imaging detection system is used to continuously monitor progress of the separation and concentration processes.
Effect of column diameter on plate height in high speed liquid chromatography using pellicular and perfused particles in packed capillaries
Authors: Cole Laura J. , Schultz Nicole M. , Kennedy Robert T.
Published: May 2005

The purpose of this work was to examine column designs that allow for rapid separations by packed capillary liquid chromatography. Previous work with packed capillary columns with inner diameters (i.d.'s) of 20 to 150 μm revealed significantly reduced eddy diffusion broadening in these columns compared to larger bore columns. These results suggested that resistance to mass transfer dominates band broadening in microcolumns at high flow rates. Thus, it should be possible to attain rapid separations in capillaries by using pellicular or perfused particles which reduce resistance to mass transfer in the stagnant mobile phase. Furthermore, the use of capillary columns with small eddy diffusion effects should give better performance than larger bore columns packed with similar particles. To test these possibilities, the plate height of an unretained solute as a function of flow velocity was evaluated in columns with internal diameters of 50 to 250 μm packed with pellicular particles (8 and 15 μm diameter) and perfusion particles (10 and 20 μm diameter). Decreasing both column i.d. and column i.d. to particle diameter ratio (ρ) were found to improve the performance of columns packed with pellicular particles; however, ρ was the most important factor. Column i.d. and ρ had no effect on the performance of perfusion particles within the range tested. However, the capillary perfusion columns had better performance than previously reported for larger bore perfusion columns. The best results were obtained for 8 μm pellicular particles inside 50 μm i.d. columns. These columns generated nearly 7,000 theoretical plates in 10 s. Further improvements should be possible by using smaller particles and smaller column internal diameters.
Investigation of retention and selectivity in high‐temperature, high‐pressure, open‐tubular supercritical fluid chromatography with CO2 mobile phase
Authors: Chester Thomas L. , Innis David P.
Published: May 2005

We studied solute retention for n‐hydrocarbons, (low‐molecular‐weight) polystyrenes, an ethoxylated surfactant, and a selectivity test mix on open‐tubular columns with methyl‐, biphenyl‐, and cyanopropyl‐substituted stationary phases for pressures up to 680 atm and temperatures up to 240°C. The solute elution range varied tremendously with column choice, with the least retentive stationary phases providing the highest elution range. However, the best resolution and largest analysis range were obtained with the most retentive stationary phase and the highest pressures. Increasing the temperatures above 160°C did not cause a large increase in elution pressure for the solutes used in this study. Exceptionally large shifts in selectivity with temperatures up to about 160°C occurred for the biphenyl and cyanopropyl stationary phases. The availability of pressures higher than 680 atm, coupled with adequately retentive stationary phases used at optimal temperatures, would further increase the analysis scope of opentubular supercritical fluid chromatography.
Pharmaceutical applications of a bonded cyclodextrin stationary phase
Authors: Juvancz Zoltan , Grolimund Karl , Schurig Volker
Published: May 2005

Open tubular columns were coated with Chirasil‐Dex, a polysiloxane anchored permethylated β‐cyclodextrin stationary phase. A number of chiral separations of pharmaceuticals and agrichemical are presented to demonstrate the usefulness of this stationary phase in both GC and SFC. Racemates of various amines, amino acids, amino alcohols, carboxylic acids, coumarines, diols, and imides were resolved. To achieve acceptable separation of some enantiomers, a series of derivatives were studied. In many cases, cyclic derivatives and free acids gave the highest enantioselectivity.