bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
Inhibition der Lochkorrosion von Eisenwerkstoffen in neutralen Lösungen durch organische Phosphonsäurederivate
Authors: Paatsch W.
Published: December 2004

An Magnetreineisen, unlegiertem Stahl St 37 bzw. St 1303, 99,5%igem Nickel und dem austenitischen Stahl X 5 CrNi 189, Werkstoff‐Nr. 1.4301, im diffusionsgeglühten Wärmebehandlungszustand wurde die durch Chloride in belüftetem, ruhendem Boratpuffer pH = 8,0 hervorgerufene Lochkorrosion und deren Inhibition durch Phosphonsäurederivate untersucht. Die Inhibitionswirkung der untersuchten Phosphonsäurederivate für die Lochkorrosion erweist sich als werkstoffspezifisch. Die besten Ergebnisse ergeben sich für Nickel. Die Inhibitionswirkung nimmt hierbei in der angegebenen Reihenfolge ab: Benzol‐1,4‐diphosphonsäure, Hexan‐1,6‐diphosphonsäure‐monohydrat, Propan‐1,3‐diphosphonsäure‐monohydrat, Amino‐tris (methylenphosphonsäure) und 1‐Hydroxyethan‐1,1‐diphosphonsäure‐monohydrat. Im Falle des Eisens und unlegierten Stahles weisen die beiden letzten Substanzen keine Inhibitionswirkung mehr auf. Beim austenitischen Stahl ist die Inhibitionswirkung generell nochmals verringert bzw. überhaupt nicht mehr vorhanden.

In allen Fallen hängt die Inhibition vom Verhältnis der Konzentrationen der Inhibitormoleküle zu den aggressiven Chloridionen ab. Insbesondere am Eisen und unlegierten Stahl durchgeführte potentiodynamische Messungen sowie galvanostatische Reduktionsversuche der Passivschichten lassen den Schluß zu, daß die inhibierenden Substanzen nicht in die Oxidschichten eingebaut werden, sondern adsorptiv wirken. Hiermit in Übereinstimmung stehen die Ergebnisse von Photopotentialmessungen und AES‐Untersuchungen. Der Adsorptionsmechanismus wird wegen gleicher ermittelter Abhängigkeiten auch für die übrigen untersuchten Werkstoffe angenommen.
Field and laboratory experiences of Sulfide stress corrosion of a duplex stainless steel
Authors: Bazzoni Bruno , Cigada Alberto , Lazzari Luciano , Pedeferri Pietro
Published: December 2004

Targets of this work have been: testing of duplex stainless steel in field (into a geothermal well) and in laboratory NACE environment in presence of crevices and sharp defects; development of testing based on fracture mechanics and comparsion with traditional testing approach.

The following types of specimens have been used: smooth specimens for tensile tests at constant load with artificial crevices, U‐bend specimens and 1/2″ WOL‐modified fracture mechanics specimens.

The results are only in partial accordance with available literature data and suggest to be very careful in extending laboratory results to real conditions, where, for instance, crevices and sharp defects always exist.
Electrochemical corrosion measurements in motor fuels based on methanol and ethanol
Authors: Jahnke H. , Schönborn M.
Published: December 2004

Possible alternative fuels such as ethanol and methanol can cause corrosion in mixture preparation systems, in contrast to the conventional petrol and diesel fuels. This phenomenon is due less to the pure alcohols than to the pollutions and additives. Electrochemical corrosion measurements were carried out on four selected steels, the influence of each constituent being investigated. The results of these measurements are given and it is shown that the corrosion problems can in most cases be controlled by means of the inhibitors morpholine, piperazine and hexamethylenediamine.
Korrosionsverhalten von Metallen in Verbindung mit Holz
Authors: Rückert J.
Published: December 2004

Im Holz vorhandene Essigsäureester können in Gegenwart von Wasser zu freier Essigsäure hydrolisieren. Diese Essigsäure wirkt auf verschiedene Metalle bei direktem Kontakt mit Holz korrosiv. Sie kann weiterhin wegen ihrer Flüchtigkeit auch Metalle im Dampfraum in der Nähe von Holz beeinflussen. Der Gehalt an Essigsäureestern, die Bildungs‐ und Freisetzungsraten von Essigsäure sind holzartspezifisch. Ferner ist die Bildungsrate als hydrolytischer Vorgang stark feuchtigkeits‐und temperaturabhängig. Je nach Behandlung, Vorgeschichte und Art bleibt die Aggressivität eines Holzes über Jahre erhalten. Holzschutzchemikalien, insbesondere in Form wäßriger Salzlösungen, können in gewissem Umfang die Aggressivität eines Holzes erhöhen. Das Korrosionsrisiko in der Praxis für Metallteile in direktem Kontakt mit Holz hängt stark von den Einsatzbedingungen, d.h. von Luft‐und Holzfeuchtigkeit ab. Es ist in geschlossenen Gebäuden gering. Bei hohem Feuchtigkeitsangebot sind korrosionsbeständigere Werkstoffe, wie z.B. Chrom‐und Chrom‐Nickel‐Stähle zu verwenden.
Equilibrium diagrams of systems O‐S, O‐Al, O‐Cr, O‐Fe, O‐S‐Al, O‐S‐Cr and O‐S‐Fe. Towards a thermodynamic predetermination of the circumstances of dry corrosion of metals
Authors: Pourbaix Marcel , Zhang Heming
Published: December 2004

Diagrams set up as a function of an electrode potential and temperature show the conditions of thermodynamic equilibrium of all substances which may exist in the three‐component systems O‐S‐Al, O‐S‐Cr and O‐S‐Fe.

These diagrams give an overall picture of the circumstances where, in the presence of gaseous atmospheres containing SO3, SO2 and/or sulphur vapour, aluminium, chromium and iron may be covered by a layer of oxide, sulphate or sulphide. According to some hypotheses, this may lead to a predetermination of the conditions of no‐corrosion and corrosion of the metal in the presence of these atmospheres.
Photoacoustic study on cathodic reduction of anodic oxide films formed on copper in borate solution
Authors: Seo Masahiro , Jiang Xiang Chun , Sato Norio
Published: December 2004

An in‐situ photoacoustic (PAS) technique, using a piezoelectric detector with high sensitivity was applied to the study on duplex oxide films anodically formed on copper in pH 8.4 borate solution. The PAS signals from the copper electrode were produced by an irradiation of light beam with a wavelength of 514.5 nm.

The PAS amplitude during cathodic reduction of the outer oxide layer to Cu2O changed in the opposite direction, depending on the anodic potential of film formation and oxidation time. Assuming that the change in PAS amplitude is proportional to both optical absorption coefficient and film thickness, it was deduced from comparison of the estimated absorption coefficients for Cu (OH)2, CuO and CuO0.67 films that dehydration of the outer layer having an average composition of CuOx (OH)2−2x proceeded with increasing anodic potential of film formation and oxidation time during growth of the duplex oxide film.

Moreover, it was found that the change in PAS amplitude during cathodic reduction of the total Cu2O film involving the inner layer to metallic copper was proportional to the electric charge required for cathodic reduction, i.e., the film thickness, irrespective of anodic potential of film formation and oxidation time, which proved the validity of the above assumption.
Herstellung und Eigenschaften stickstofflegierter, korrosionsbeständiger Stähle und Sonderstähle mit niedrigen Kohlenstoffgehalten
Authors: Skuin K. , Simmchen R. , Günzel M. , Voigt C. , Riedel G. , Werner H.
Published: December 2004

Durch Zusatz von Stickstoff werden vor allem die mechanischen Eigenschaften von CrNiMo‐Stählen (X 2 CrNiMoN 17 12, W.‐Nr. 1.4406, X 2 CrNiMoN 17 13 5, W.‐Nr. 1.4439 und X 2 CrNiMoN 22 5, W.‐Nr. 1.4462) günstig beeinflußt. Das gilt hinsichtlich der Festigkeit bei Raumtemperatur und der Tieftemperaturzähigkeit, die deutlich verbessert werden. Im Hinblick auf das Korrosionsverhalten sind die Aussagen über die Wirkung von Stickstoffzusätzen widersprüchlich. Eindeutig steht fest, daß durch den Stickstoff die Widerstandsfähigkeit gegen Lochkorrosion verbessert wird; das gilt jedoch nur für die Lochkeimbildung, nicht hingegen für das Lochwachstum. Die Spannungsrißkorrosion wird durch Stickstoff nicht verzögert, doch gibt es dabei Unterschiede je nach Prüfmedium: So wird der zweiphasige Stahl X 2 CrNiMoN 22 5 in 42%iger siedender MgCl2‐Lösung deutlich schneller angegriffen als der entsprechende stickstofffreie Stahl, während in 30%iger siedender MgCl2‐Lösung die Standzeiten beider Stähle vergleichbar sind. Die stickstofflegierten Stähle sind mit allen bekannten Verfahren schweißbar, wobei vollaustentitische Zusatzwerkstoffe zu empfehlen sind.
Untersuchung vielkomponentiger, Nitrilotrimethylenphosphonsäure enthaltender Systeme als Inhibitoren für den Metallschutz in neutralen wäßrigen Medien
Authors: Falewicz P. , Kuczkowska S.
Published: December 2004

Es wurden Inhibitormischungen, die Nitrilomethylenphosphonsäure, Oxalsäure bzw. Phthalsäureanhydrid und Zinksulfat enthalten, untersucht. Aus den Messungen der differentialen elektrischen Doppelschichtkapazität mit der Brückenmethode wurde die thermodynamische Charakteristik der Adsorption der untersuchten Verbindungen und deren Gemischen auf der Oberfläche von Armco‐Eisen in wäßrigen Kaliumfluoridlösungen bestimmt. Für das günstigste Inhibitorgemisch wurden dann die optimalen Mengenverhältnisse der Komponenten ausgewählt und gravimetrisch der Einfluß dieses Gemischs auf die Geschwindigkeit der Korrosion von Stahl St3S in Modell‐Industriewasser mit variabler chemischer Zusammensetzung und in Wasser während des Chlorens untersucht.

Außerdem wurde auch der Einfluß dieses Gemischs auf die Geschwindigkeit der Korrosion von Kupfer (Cu99,9E), Messing (CuZn 37), Zink 97,5 und Aluminium (AlCu4Mg1) untersucht, wobei eine starke Verringerung der Korrosionsgeschwindigkeit der untersuchten Werkstoffe bei Anwesenheit des Inhibitorgemischs im Wasser festgestellt wurde.

Nitrilotrimethylenphosphonsäure kann, in Verbindung mit Phthalsäureanhydrid und Zinkionen, als aussichtsreicher Inhibitor zum Korrosionsschutz in industriellen Kühl‐ und Heizwasseranlagen eingesetzt werden.
Mikrobielle Werkstoffzerstörung – Simulation, Schadensfälle und Gegenmaßnahmen für metallische Werkstoffe: Manganoxidierende Bakterien und Lochkorrosion an Turbinenteilen aus CrNi‐Stahl in einem Laufkraftwerk
Authors: Linhardt P.
Published: December 2004

In einem Wasserkraftwerk trat Lochkorrosion am Turbinenlaufrad (Werkstoff G‐X 5 CrNi 13 4) und am Laufradring (X 3 CrNi 13 4) bei Chloridgehalten von maximal 170 mg/l auf. Sowohl potentiostatisch‐schrittweise Experimente als auch Auslagerungsversuche gaben keinen Hinweis auf eine Anfälligkeit dieser Werkstoffe gegen Loch‐ oder Spaltkorrusion in derartigem Wasser. Die Analyse kalkartiger Beläge, die. an der Metalloberfläche gefunden wurden, zeigten hohe Gehalte an Mangandioxid. Experimentell konnte nachgewiesen werden, daß der CrNiStahl bei Polarisation durch Mangandioxid chloridinduzierter Lochkorrosion unterliegen kann. Es zeigte sich, daß manganoxidierende Bakterien und möglicherweise auch Pilze die Beläge bilden, wodurch dies als ein Fall mikrobiologisch induzierter Korrosion (MIC) unter aeroben Bedingungen angesehen werden kann.
Mikrobielle Werkstoffzerstörung – Simulation, Schadensfälle und Gegenmaßnahmen: Mikrobielle Vielfalt auf Werkstoffen und Besiedelungswege
Authors: Eckhardt Friedrich E. W.
Published: December 2004

In dieser kurzen Übersicht wird aufgezeigt, daß Werkstoffe grundsätzlich auf ihrer Oberfläche und bei vorhandener (Mikro) Porosität auch Zentimeter tief mit verschiedensten Mikroorganismen (Bakterien, Pilzen, Algen) besiedelt sind. Eine Besiedelung anfänglich unkontaminierter Flächen–und ein „Nachimpfen”︁ bereits besiedelter Stellen – erfolgt auf verschiedenste Weise durch Luft‐, Staub‐ und Regen‐Immissionen, aber auch durch Vögel, Insekten und andere Kontakte, u. U. über viele Kilometer hinweg. Ein Anwachsen der verschiedenartigen Mikroorganismen auf frischem Material sowie eine Zellvermehrung ganz allgemein auf und in Werkstoffen ist von einem passenden und ausreichenden Nährstoffangebot sowie von zuträglichen Milieubedingungen abhängig, besonders von genügend Feuchtigkeit. –Eine Schädigung (Verfärben, Korrosion usw.) wird meist nur von einigen dort siedelnden Mikroorganismenarten bewirkt; die „Begleitorganismen”︁ können these allerdings in ihren Aktivitäten unterstützen. Voraussetzung für eine merkliche Schädigung von Werkstoffen ist, neben der spezifischen Eigenschaft zur Stoffveränderung, das Vorhandensein einer relativ großen Anzahl aktiver Zellen.
Microbiological investigations of corrosion damages in aircraft
Authors: Hagenauer A. , Hilpert R. , Hack T.
Published: December 2004

A joint project of different european aircraft manufacturers involves the investigation of the involvement of microorganisms in corrosion damage in aircraft.

In a first step, the microflora of corrosion failures was investigated. Swab samples were taken from corroded sites and were cultured on different media under different conditions. Media and incubation conditions were suitable for the growth of aerobic and anaerobic heterotrophic bacteria, sulfate reducing bacteria, Thiobacillus (T.) thiooxidans, T. ferrooxidans, fungi, and yeasts.

The isolated microorganisms were identified using standard methods like microscopy, physiological tests and the test systems API and BIOLOG.

From 46 samples, taken from corroded sites of 7 different aeroplanes, a total of 208 microorganisms were isolated (158 bacteria, 36 yeasts, 14 mycelium‐forming fungi).

The isolates were examined in the laboratory with regard to their corrosive action towards an aluminium alloy, commonly used in aircraft construction (A1‐7075). Material samples were incubated in liquid media, which were inocculated with pure cultures of the respective isolates, over a period of 28 days. The degree of corrosion was determined using quantimetric analysis. Significant damages were examined metallographically.

Results show that the corrosive effect of the isolated microorganisms was quite different. Isolates of the genera Micrococcus, Enterococcus, Staphylococcus, Aerococcus, Bacillus, Aspergillus, and Penicillium provoked strong corrosion towards Al‐7075.
Sintered austenitic stainless steels: Corrosion behaviour in sulphate and chloride media
Authors: Angelini E. , Bianco P. , Rosalbino F. , Rosso M. , Scavino G.
Published: December 2004

Electrochemical investigations (polarization curves, polarization resistance measurements), together with weight loss measurements and quantitative chemical analysis of the solutions after immersion of samples were used to evaluate the corrosion behaviour of type 304L and 316L sintered austenitic stainless steels in sulphate and chloride containing solutions.

The samples were sintered in nitrogen based atmosphere, at 1120 and 1190°C, and in vacuum at 1200°C and submitted to X‐ray diffraction analysis and SEM observation together with EDS microanalysis before and after the corrosion tests.

A correlation is tempted between the corrosion behaviour and the mechanical properties of samples as Rockwell hardness, shrinkage, unnotched impact strength, ultimate tensile strength.
Materials for use in atmospheres containing HF in a pyrohydrolysis plant for re‐processing spent pot lining from aluminium production
Authors: Schütze M. , Simon P.
Published: December 2004

Information was needed on materials behaviour in HF‐containing atmospheres of a fluidized bed for reprocessing spent pot lining from aluminium production at temperatures of up to 1180°C. A literature search was performed but, since it was only a limited success, corrosion experiments were started at 1100°C in an environment relevant to the above‐mentioned conditions. 22 different materials were tested, including powder metallurgically produced alloys and ceramic materials. Most of the materials failed after the relatively short testing time of 68 h. It was mainly two materials which showed corrosion rates of a more or less acceptable order of magnitude. These were the nickel base alloy Haynes no. 242 and the ceramic material SSiC. Since the conditions of the experiments represent the most extreme case conceivable for the plant under consideration (event of malfunction), it is assumed that these materials are suitable for longer‐term operation under regular conditions.
The effect of Pigment volume concentration on corrosion protection of new sacrificial coating
Authors: Shao J. , Wan P. , Liu X. , Lu H. , Zhang S.
Published: December 2004

A new type of sacrificial coating (named SA coating) was developed by adopting anodic pigment of aluminum based alloy powder to make the underlying metal more negative than its corrosion potential. The effects of the Pigment Volume Concentration (PVC) on corrosion protection for the substrate metal were studied by potential monitoring, AC impedance measurement, salt water immersion, and routine tests. Optimum pigment volume concentration range was determined to provide satisfactory corrosion protection and the protective mechanisms were proposed to explain the experimental results.
Mikrobiell verursachte Korrosion an Stahlbauteilen
Authors: Binder G. , Graff M.
Published: December 2004

Im Bereich von Wasserstraßen sind häufig sogenannte Spundwandbohlen zur Uferbefestigung eingesetzt. Diese unterliegen einer natürlich bedingten Korrosion, die gewöhnlich im Süßwasserbereich einer Wanddickenminderung von 0,02 mm/a entspricht. Bisweilen können aber, wie beim vorliegenden Untersuchungsobjekt, stark erhöhte Korrosionsraten festgestellt werden. Das Schadensbild läßt sich wie folgt beschreiben: Die Durchrostungen liegen über der Wasserlinie, sind von ockerfarbenen Ausfällungen, sowie schleimigen Absonderungen umrahmt, und offensichtlich von der Rückseite initiiert. Bei den Untersuchungen der Rost‐ und Ausfällungsprodukte konnten neben oxidierten Eisenverbindungen auch Eisen‐II‐Minerale sowie Sulphate und elementarer Schwefel nachgewiesen werden. Die Stabilitätsbedingungen einiger vorgefundenen Mineralphasen, welche gewöhnlich an der Erdoberfläche instabil sind, koinzidieren mit den pH‐Bedingungen, die an der Spundwandrückseite bestimmt werden konnten.

Der damit begründete Verdacht auf mikrobielle Aktivität wurde mit dem Nachweis von sulphatreduzierenden Bakterien (SRB) bestätigt. Im Zuge der Reduktion von Sulphatschwefel zu Sulfid („Sulphatatmung”︁), die durch these Bakterien geleistet wird, kann Eisen des Baustahls gelöst und zu Eisensulphid umgesetzt werden. Der limitierende Faktor eines begrenzten Sulphatangebots wird über die Reoxidation durch die Aktivität nachgewiesener Thiobacillen aufgehoben. Durch das Zusammenwirken beider Bakteriengruppen wird der Schwefel im Kreislauf gehalten, so daß letztlich auch relativ geringe Konzentrationen eine Korrosion initiieren. Als Schwefelquelle muß die Hinterfüllung der Spundwände aus Berghaldematerial angenommen werden.

Als Kohlenstoffquelle für die Bakterien kommt eine jüngere Auffüllung in Frage, in deren Eluat relativ hohe Gehalte an organisch gebundenem Kohlenstoff gefunden wurden.
Mechanische Verträglichkeit bei Verbundwerkstoffen
Authors: Elßner G. , Hildebrandt U. W.
Published: December 2004

Die Mechanische Verträglichkeit bewertet das Verhalten von Materialkomponenten in einem Verbundsystem. Die mechanischen Wechselwirkungen bei Verbundwerkstoffen werden einerseits durch die elastischen Konstanten, die Festigkeit und das plastische Formänderungsvermögen der einzelnen Komponenten bestimmt und andererseits durch Unterschiede in den thermischen Ausdehnungskoeffizienten und durch die Haftfestigkeit zwischen den Komponenten festgelegt. Bei der Beurteilung der mechanischen Verträglichkeit spielt die Art des Verbundwerkstoffs und der äußeren Beanspruchung eine wesentliche Rolle. Diese Arbeit gibt eine Einführung in die Probleme der mechanischen Verträglichkeit, die in einem Workshop der Deutschen Gesellschaft für Metallkunde in den Themenkreisen Grundlagen, Meßmethoden und Beeinflussung des Werkstoffverhaltens ausführlich behandelt werden.
Das Schicht ‐ Grundwerkstoff ‐ Verbundsystem
Authors: Wahl G.
Published: December 2004

Die mechanischen Eigenschaften eines Schicht‐Grundwerkstoff‐Verbundsystems werden in einem einfachen Modell betrachtet, in dem Schicht und Grundwerkstoff durch eine ebene Grenzzone voneinander getrennt sind. Nach einer Diskussion der Unterschiede zwischen einem Schichtwerkstoff und dem Vollmaterial gleicher chemischer Zusammensetzung werden Maximalwerte für die Haftfähigkeit bei verschiedenen Bindungsmechanismen diskutiert. Der Einfluß innerer Spannungen auf die Haftung wird für den Fall von Druckspannungen durch eine Kennzahl charakterisiert.
Mechanische Verträglichkeit und Spannungsanalyse bei Verbundwerkstoffen
Authors: Schimmöller H. , Ruge J.
Published: December 2004

In der vorliegenden Arbeit wird eine kurze Beschreibung des Problems der mechanischen Wechselwirkungen und der mechanischen Verträglichkeit in Verbundwerkstoffen gegeben. Die Entstehung von Spannungs‐ und Verformungszuständen durch mechanische Verträglichkeit (Stoffschluß) der Grenzflächen wird diskutiert. Auf den Unterschied zwischen kontinuierlichen und unstetigen Werkstoffübergang in der Grenzfläche wird hingewiesen. Behandelt werden vor allem eben geschichtete Werkstoffe. Hierfür werden Wärmespannungen und thermische Eigenspannungen elastisch‐plastisch berechnet.
Mechanische Meßmethoden
Authors: Strobl W. , Ilschner B.
Published: December 2004

Dieser Beitrag ist so gegliedert, daß zuerst Messungen an den einzelnen Phasen – etwa Matrix‐ und Verstärkungswerkstoff – zweitens Messungen der rnechanischen Wechselwirkung an der Grenzfläche Matrix/Faser und drittens Messungen der Eigenschaften des Verbundwerkstoffes behandelt werden. Es werden diejenigen rnechanischen Eigenschaften berücksichtigt, die für das Werkstoffverhalten des Verbundmaterials maßgeblich erscheinen.
Untersuchungen an stahlfaserverstärktem Aluminium unter Torsions‐ und Druckbeanspruchungen
Authors: Dawihl W. , Eicke W.
Published: December 2004

Die Erprobung eines faserförmigen Verbundwerkstoffes, der durch Herstellungsverfahren und inneren Aufbau als Doppelfaserverbund zu bezeichnen ist und dessen Festigkeitsverhalten durch Grenzschichten und Porosität wesentlich beeinflußt wird, wurde mittels zweier Prüfverfahren durchgeführt:

Es wird die Möglichkeit aufgezeigt, den nutzbaren Querschnitt für den Einsatz des Materials unter Berücksichtigung der qualitätsmindernden Faktoren im elastischen Torsionsversuch zerstörungsfrei zu ermitteln.

Durch Druckversuche wurde eine gute Übereinstimmung mit der hier erweiterten Wellentheorie von Timoshenko und Gere erzielt.

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Trockener Gleitverschleiß an Ingenieurkeramiken und Stählen durch mineralische Stoffe
Authors: Zum Gahr K.‐H.
Published: December 2004

In zwei verschiedenen Modellsystemen wurde der trockene, ungeschmierte Gleitverschleiß oxidischer und nichtoxidischer keramischer Werkstoffe bei Beanspruchung durch Mineralstoffe, wie Flint, Korund und Siliciumcarbid, bei Raumtemperatur untersucht. Zu Vergleichszwecken wurden Stähle und Hartchromschichten mit in die Untersuchungen einbezogen. Variiert wurden die Art und Körnung der abrasiven Minerale sowie die Belastung. Die Ergebnisse zeigen, daß je nach experimentellen Bedingungen der Verschleißwiderstand der Keramiken über bzw. Unter dem der Stähle liegen kann. Hieraus ergeben sich Hinweise auf die Einsatzmöglichkeiten moderner Ingenieurkeramik.
Leistungssteigerung und Qualitätssicherung beim Plasma‐Heißdraht‐Auftrag‐(PHA)‐Schweißen
Authors: Draugelates U. , Bouaifi B.
Published: December 2004

Wegen der hohen Kosten Für korrosionsbeständige Legierungen wurden grundlegende Untersuchungen für die notwendige Verringerung des Werkstoffeinsatzes durch Herstellung dünner, aufmischungsarmer Schweißplattierungen durchgeführt. Als aussichtsreichstes Verfahren bietet sich dabei aufgrund der bekannten Trennung zwischen dem Anschmelzen des Grundwerkstoffs mit einem Plasmabrenner und dem Aufschmelzen des Schweißzusatzwerkstoffs durch I2R‐Erwärmung das PHA‐Verfahren an. Eine neue Versuchsanlage für das Hochleistungs‐PHA‐Schweißen wurde unter Nutzung moderner Präzisionsstromquellen und einer Prozeßrechnersteuerung entworfen und aufgebaut. Zum Eignungsnachweis dieser Verfahrensentwicklung wurden Untersuchungen am Beispiel einer Alloy‐C4‐Schweißplattierung durchgeführt.
Festigkeitsuntersuchungen an einzelnen Fasern im REM
Authors: Krönert W. , Raith Fr. A.
Published: December 2004

Es wird ein neu entwickelter Meßmodul vorgestellt, der es ermöglicht, Zugversuche an einzelnen Fasern mit Durchmessern von wenigen Mikrometern im Raster‐Elektronenmikroskop durchzuführen. Die physikalischen Kenndaten werden anhand von Spannungs‐Dehnungs‐Diagrammen aufgenommen, gleichzeitig kann in‐situ die Veränderung der Mikrostruktur bei bis zu 10 000facher Vergrößerung beobachtet werden. Der meßbare Kraftbereich erstreckt sich von 10−5 N bis 0,4 N. Zusätzlich kann das Festigkeitsverhalten bei hohen Temperaturen durch punktuelle Heizung bis zu 2500°C studiert werden. Die Meßergebnisse werden anhand von Spannungs‐Dehnungs‐Diagrammen sowie durch Photoserien der Mikrostrukturänderungen dargestellt.
Übertragung von Schwingfestigkeitswerten mit dem statistischen Größeneinfluß
Authors: Krä Chr. , Heckel K.
Published: December 2004

Ausgehend vom Modell des statistischen Größeneinflusses wird mit Hilfe der Basquin‐Gleichung eine Funktion abgeleitet, mit der die Ausfallwahrscheinlichkeit schwingend beanspruchter Bauteile angegeben werden kann. Basierend auf der Auswertung bekannter Versuche kann die Ausfallwahrscheinlichkeit anderer Proben unabhängig von deren Form und Größe vorhergesagt werden. Die Grenzen und Möglichkeiten der vorgestellen Methode werden diskutiert und mit einem umfangreichen Versuchsprogramm überprüft. Die verschiedenen Probeformen wurden aus der Al‐Legierung AlZnMgCu 1.5 (7075 T 7351) gefertigt. Der anrißgefährdete Bereich der Probe wird mit dem Spannungsintegral charakterisiert. Die Lage der Anrisse im Kerbgrund wurde untersucht und in Beziehung zur lokal vorliegenden und für die Rißbildung verantwortlichen Beanspruchung gesetzt.
Implosively manufactured composite Multilayered Foil Cylinders and tubular transition joints
Authors: Blazynski T. Z.
Published: December 2004

Using high energy‐rate implosive techniques, multi‐layered foil and foil mesh reinforced cylinders were manufactured in a range of ordinary engineering alloys based on aluminium, copper and variety of steels. Mechanical Properties of the welded interfaces and of the composites are discussed.

Explosive welding of tubular bimetallic transition joints in four different welding systems is discussed together with the effect of the chosen technique on the mechanical properties of the joints.
Bezugselektroden für Korrosionsuntersuchungen bei höheren Temperaturen und Drücken
Authors: Baucke F. G. K. , Wagner G. H.
Published: December 2004

Nach einem systematischen Überblick über die verschiedenen, bei höheren Temperaturen und Drücken einsetzbaren Bezugselektrodenarten und die Möglichkeiten und Unsicherheiten ihrer Verbindung mit der Meßlösung wird ein einfaches in der Praxis bewährtes, isobares, nicht isothermes System beschrieben, bei dem durch kontrollierte Temperaturprofile Instabilitäten von Thermodiffusionspotentialen sicher ausgeschaltet sind.
Bruchmechanische Prüfung von Keramiken mit R‐Kurvenverhalten
Authors: Will P.
Published: December 2004

Entscheidende Verbesserungen der Bruchzähigkeit keramischer Werkstoffe werden mit der Nutzung verschiedener mikrostruktureller Mechanismen der Rißabschirmung angestrebt. In Erwartung einer erhöhten Festigkeit wird zunehmend die Anwendung technischer Keramiken in Bauteilen und Maschinen geplant. Das Ziel des Artikels besteht darin, die Gültigkeit gängiger Sprödbruchverfahren für bruchzähe Keramiken zu überprüfen. Theoretische Aspekte des R‐Kurvenverhaltens für eine versagensrelevante Materialcharakterisierung werden analysiert. Das stabile Rißwachstum und das Versagen bruchmechanischer Standardproben wird unter Verwendung theoretisch simulierter Materialprüfungen abgeschätzt und mit realen Messungen verglichen. Es werden Vorschläge gemacht, die die korrekte Interpretation von Meßwerten sowie günstige Probengeometrien für monolitische Keramikwerkstoffe mit ausgeprägtem R‐Kurvenverhalten betreffen.
Beschreibung des Kriechverhaltens von Gasturbinenwerkstoffen. Teil I: Kriechgleichungen für einzelne Versuchswerkstoffe
Authors: Kloos K.‐H. , Granacher J. , Preußler T.
Published: December 2004

Das Verformungsverhalten typischer Gasturbinenwerkstoffe wird mit Ergebnissen aus verschiedenartigen, sich ergänzenden Hochtemperaturversuchen beschrieben. Es werden Kriech‐ und Kontraktionsgleichungen vorgestellt, die für den gesamten anwendungsrelevanten Temperatur‐, Spannungs‐ und Zeitbereich gültig sind.
Herstellung stranggepreßter langfaserverstärkter Glasverbundkörper und Untersuchung ihres Werkstoffverhaltens bei statischer und schwingender Beanspruchung
Authors: Klein N. , Roeder E.
Published: December 2004

Das zur Herstellung Siliziumkarbidfaser‐verstärkter Borosilicat‐Glasstäbe verwendete Verbundstrangpreßverfahren erlaubt die Herstellung von Verbunden mit großem Länge/Durchmesser‐Verhältnis. Hierbei bildet sich durch den laminaren Strömungsvorgang im Matrizenkanal eine unidirektionale Faserorientierung in Preßrichtung aus. Da die Verarbeitungstemperatur bei Viskositäten von etwa 108 dPas vergleichsweise niedrig liegt, wird eine thermische Schädigung der Verstärkungsfasern weitgehend vermieden. Die günstige Wirkung der Faserverstärkung wird beispielhaft anhand des charakteristischen Zugverhaltens der Verbundkörper bei ruhender und schwingender Beanspruchung bei Raumtemperatur gezeigt. Die erhaltenen Ergebnisse weisen das Strangpressen als ein geeignetes Verfahren zur Herstellung von Verbunden, bestehend aus Nicalon‐SiC‐Langfasern als Verstärkungskomponente und Duran‐Glas als Matrixmaterial, aus. Infolge der guten Haftungsverhältnisse zwischen Fasern und Matrix besitzen die Probekörper hervorragende mechanische Eigenschaften.
Herstellung, Eigenschaften und Anwendung metallischer Kurzfasern
Authors: Lehnert F. , Lotze G. , Stephani G.
Published: December 2004

Das Schmelzextraktionsverfahren (CME) für die Herstellung von metallischen Kurzfasern bietet die Möglichkeit. Unter Ausnutzung der Effekte der Schnellabkühlung neue Wege in der Werkstofftechnik zu gehen.

Anhand durchgeführter verfahrenstechnischer und werkstoffspezifischer Grundlagenuntersuchungen sollen hierbei die Fasergeometrie und Werkstoffeigenschaften gezielt ausgenutzt werden. Als Zielstellung sind folgende applikationsnahe Projekte vorgesehen:

Herstellung von Feinstfasern (<50 m̈m) als Ausgangskomponente für hochporöse Werkstoffe

Faserwerkstoffe für heterogene Katalyse

Direktherstellung von MMC‐Teilchen

Weitere Anwendungsgebiete ergeben sich mit der metallischen Kurzfaser als Einlagerungs‐ und Verstärkungskomponente für Polymerwerkstoffe, Friktionswerkstoffe sowie als Ausgangskomponente für die Pigmentproduktion.
Randschichtzustände von normalisiertem und vergütetem 42 CrMo 4 nach konsekutiven Kugelstrahl‐ und Festwalzbehandlungen
Authors: Lu H. , Scholtes B. , Macherauch E.
Published: December 2004

Die Randschichteigenschaften von normalisiertem und vergütetem 42 CrMo 4 nach konsekutiven Kugelstrahl‐ und Festwalzbehandlungen werden vorgestellt und diskutiert. Kugelgestrahlte bzw. festgewalzte Proben weisen insbesondere im normalisierten Zustand charakteristische Unterschiede in den randnahen Versetzungsstrukturen sowie in der Dicke der beeinflußten Randschicht auf. Bei einer konsekutiven Anwendung beider Verfahren wird ein deutlicher Reihenfolgeeinfluß festgestellt. Das zuletzt angewandte Verfahren bestimmt dabei die in der Randschicht vorliegende Mikrostruktur.
Composites of poly(vinyl chloride) and wood fibers. Part II: Effect of chemical treatment
Authors: Kokta B. V. , Maldas D. , Daneault C. , Béland P.
Published: December 2004

This study examines the influence of different cellulose treatments, including coating by latex or by grafting with polymer/vinyl monomers, as well as with various additive dispersants (e.g., stearic acid or anhydrides) and coupling agents (e.g., maleic anhydride, abietic acid, and linoleic acid). The mechanical properties are examined for poly(vinyl chloride) treated hardwood (chemithermomechanical pulp and sawdust). In most cases, properties are improved compared with untreated composites. Among all methods, grafting was found to be the most effective. Coupling agents show better performance compared with dispersants. Linoleic acid is believed to be the best coupling agent.
Processing, microstructure, and failure behavior in short‐fiber‐reinforced poly(ether ether ketone) composites
Authors: Wu Gwo‐Mei , Schultz J. M.
Published: December 2004

Short‐fiber‐reinforced poly(ether ether ketone) (PEEK) composites were prepared by a specially designed mold. Both compression‐ and extrusion‐molded plaques were obtained under the same thermal history. The fiber length distribution, fiber volume fraction, and fiber orientation are characterized. The fibers show an in‐plane random orientation in compression‐molded plaques, but they exhibit a 3‐layer fiber orientation well‐known for injection moldings in extrusion‐molded composites. It is the final aim to simulate the rheological and morphologic behavior in injection moldings by using the laboratory designed extrusion/compression mold. Static compact tension (CT) specimens and electron microscopy (EM) were used to investigate the failure behavior. Results showed that crack initiation is the dominant failure energy absorption process in a brittle fracture, whereas crack propagation is dominant in a ductile failure. The extruded composites were mechanically characterized in two orthogonal directions (T‐ and L‐type). The anisotropy factor is reported as 1.2.
Dynamic mechanical properties of poly(2,6‐dimethyl‐1,4‐phenylene ether)‐polystyrene blends
Authors: Stoelting J. , Karasz F. E. , Macknight W. J.
Published: December 2004

Blends of poly(2,6‐dimethyl‐1,4‐phenylene ether) (PPO) and atactic polystyrene (PS) have been prepared by mechanically mixing powders of the two polymers and subjecting the mixtures to three different thermal treatments. Three different compositions were studied by the dynamic mechanical and DSC techniques. The weight fractions of PPO in the mixtures were 0.25, 0.50 and 0.75. The dynamic mechanical measurements indicate that partial mixing took place but that two distinct phases, one rich in PS and the other in PPO, exist in all the mixtures studied. Each phase exhibits a characteristic relaxation peak associated with the glass transition of that phase. DSC measurements, on the other hand, reveal only a single glass transition apparently characteristic of the PS rich phase in each case. The results indicate that a given type of experiment will indicate compatibility or incompatibility depending upon the size of the molecular process it represents.
Relationship between thermoelasticity and reinforcement in elastomers: Silica filled silicone elastomers
Authors: Galanti A. V. , Sperling L. H.
Published: December 2004

Increases in modulus, tensile strength, and swelling caused by reinforcing silicone rubber with silica filler were correlated with the thermoelastic parameter, fe/f. A new semiempirical equation of state, containing a generalized front factor, was derived to explain the experimental results. While the retractive force in pure gum elastomers is largely entropic in origin, reinforcement in silicone rubber‐silica systems appears to arise by greatly augmenting the deformational free energy change stored in energetic modes.
Capillary flow instability of ethylene polymer melts
Authors: Blyler L. L. , Hart A. C.
Published: December 2004

The capillary flow instability resulting in extrudate distortion has been studied for ethylene polymer melts using a molecular structure approach. It is found that the instability initiates at a critical value of elastic strain energy independent of (average) molecular weight for linear polyethylene. Once the flow breaks down, a slip interface within the melt is formed near the capillary wall, causing an abrupt increase in volumetric throughput. The velocity gradient within the melt remains continuous through the instability, however. Low molecular weight species present in the molecular weight distribution of linear polyethylene tend to suppress slip. Blends of linear and branched polyethylene exhibit instability behavior characteristic of both components throughout the entire range of composition. Results are discussed in terms of specific molecular mechanisms.
Dynamic melt properties of polymer blends
Authors: Hill A. S. , Maxwell B.
Published: December 2004

The dynamic mechanical properties of blends of polymer melts were measured using the orthogonal rheometer. Two‐phase blends, polyethylene‐polystyrene, polyethylene‐poly‐(methylmethacrylate), and polystyrene‐polymethylmethacrylate, were studied. The in‐phase and out‐of‐phase moduli were measured over the range of composition and at frequencies between 10−4 and 10 revolutions/sec.

The out‐of‐phase modulus increases in a monotonic manner with composition. The in‐phase modulus, however, shows a maximum with composition in two cases. Examination of the relaxation spectra of these blends shows that when no maximum occurs it can be written as an additive function of the spectra of the components. In the case where a maximum is observed in the modulus the measured spectrum of the blend is shifted in frequency relative to the calculated one. This is tentatively attributed to slight interpretation and solubility of one phase in the other in these cases.
Physical properties of block copolymers of polydimethyl siloxane and polycarbonate
Authors: Magila T. L. , LeGrand D. G.
Published: December 2004

A detailed study of the physical properties of alternating block copolymers of polydimethyl siloxane and bisphenol‐A polycarbonate is presented. The results suggest that the mechanical and optical properties of such materials are dependent upon the presence of associated regions as well as the nature of the chain between such regions. Dielectric, infrared, and DSC data as well as the stress and birefringence strain behavior are presented.
Anomalous transport of hydrocarbons in polystyrene
Authors: Holley R. H. , Hopfenberg H. B. , Stannett V.
Published: December 2004

The transport kinetics and equilibrium concentrations of n‐pentane at high penetrant activities in cast, annealed polystyrene were determined and compared with similar measurements in biaxially‐oriented polystyrene. The rate of Case II (relaxation‐controlled) sorption in biaxially‐oriented polystyrene is three to four times faster than the sorption rate in cast, annealed polystyrene. The Case II sorption process in biaxially‐oriented polystyrene is more highly temperature dependent than in cast, annealed film. The higher activation energies coupled with the larger relaxation‐controlled sorption rates in biaxially‐oriented polystyrene imply the involvement of larger polymer segments in the rate controlling polymer relaxations. The sorption in cast, annealed polystyrene was a position‐dependent relaxation controlled transport process; in contrast the sorption in biaxially oriented polystyrene, albeit relaxation‐controlled, was not position dependent. The position dependence of the Case II sorption appears to be a consequence of the presence of residual benzene in the film which accelerates the rate‐determining relaxations. Desorption measurements at very low penetrant activities were quite similar for both biaxially oriented and cast, annealed polystyrene. The desorption kinetics were Fickian and were only a weak function of polymer orientation at these low activities.
Radiotracer measurements of sulphur diffusion in rubbers
Authors: Mozisek M.
Published: December 2004

The object of measurement was the diffusion of elemental sulphur labelled with the radioisotope S35 in typical representatives for various types of rubber. The highest values of diffusion coefficient have been found in cis 1,4 polybutadiene. The lowest measured value was found for butyl rubber. The activation energy, expressing the temperature dependence of the diffusion coefficients, ranges from 4 to 10 kcal mol−1. For some rubbers studied, the activation energy is to a certain degree dependent upon temperature. The values of the diffusion coefficients and the characteristic constants for their temperature dependence are related to the mobility of the macromolecular segments.
Free volume of liquids and polymers from internal pressure studies
Authors: Bagley E. B. , Scigliano J. M.
Published: December 2004

The free volume, vf, of liquids is defined in many ways. Comparison of solid and liquid behavior indicates that the definition for free volume in terms of the internal pressure of the liquid (∂E/∂V)T, is physically reasonable. Application of the definition of free volume, vf = RT/(∂E/∂V)T, to polymethylenes, coupled with surface energy values, leads to an evaluation of both polymer segmental volume, Ṽs, and free volume per segment, (vf)s, as a function of temperature. These equilibrium thermodynamic measurements of Ṽs and (vf)s lead to an energy of activation for viscous flow in good agreement with viscosity studies. Information of this type could be of great use in considering many current problems in polymer flow such as the effect of pressure on viscosity.
Stress‐strain behavior of styrene‐acrylonitrile/glass bead composites in the glassy region
Authors: Nicolais L. , Narkis M.
Published: December 2004

The effects of temperature, strain rate and filler content on tensile properties of SAN/glass bead composites are studied. A point of discontinuity on the stress‐strain curves for unannealed composites is investigated, annealing results in smooth curves with no discontinuities. A simple model for the filler effect on yield stress is suggested and shown to be in a good agreement with experimental data. A double shifting procedure to account for the temperature and filler effects on yield stress as a function of strain rate is proposed. A single master curve that can be represented by the equation:

relates composite yield stress to strain rate, temperature and filler volume fraction.
Room temperature curing of unsaturated polyesters with cobalt (II) complexes
Authors: Stapfer C. H. , D'Andrea R. W.
Published: December 2004

Cobalt promoters presently used in the polyester processing industry suffer from many shortcomings ranging from shelf instability to strong discoloration of the resins and relatively poor activity. This paper describes the various performance improvements obtainable with coordination complexes of cobalt which can be used as polymerization accelerators in presence of organic peroxide initiators. These complexes appear to present significant advantages over the conventional cobalt carboxylates. Catalytic activity up to ten times that of cobalt soap was recorded with some complexes in various resin systems, without deleterious effects on physical properties. As gel‐cure modifiers, the compounds evaluated seem to increase the long term shelf stability of pre‐promoted resins while reducing the discoloration and air inhibition during the curing process of polyester thin films.
Ultraviolet depolymerization of photoresist polymers
Authors: Bolon D. A. , Kunz C. O.
Published: December 2004

A new method for removal of thin films of photoresist polymers has been found. When polymeric films are exposed to ultraviolet light in the presence of air, the material can be removed leaving an extremely clean surface, free of carbonaceous material. This process has been examined for a variety of photoresist polymers as well as on nonphotoresist polymers and on a variety of substrates. The process offers a new method of photoresist removal.
Characterization of lubricants for polyvinyl chloride
Authors: King L. F. , Noël F.
Published: December 2004

The proper use of lubricants and other additives in the compounding of PVC is hampered by lack of knowledge of their interactions with the polymer. Differential scanning calorimetry has been applied to measure the effect of ingredients on the glass transition temperature of PVC. An interaction parameter, based on changes in the glass transition temperature, has been proposed which quantitatively defines the degree of compatibility and which relates to the more empirical definition of lubricants as internal or external. This study of the compatibility of compounding ingredients as a function of molecular weight and chemical structure provides fundamental information of value in formulating, compounding and processing of PVC.
The potential for reuse of plastics recovered from solid wastes
Authors: Paul D. R. , Vinson C. E. , Locke C. E.
Published: December 2004

Plastics in solid wastes is a problem of growing concern. Recycling of wastes is currently believed to be the most acceptable form of disposal in the long run; however, this route is known to be especially difficult for plastics. Recycling would be easier if the various generic types present in solid wastes, mainly polyethylene, polystyrene and poly (vinyl chloride), could be isolated; however, this would be very difficult and expensive. This is a first report on research aimed at evaluating the potential of recycling plastics as a polymer blend of the various generic types. This approach suffers from the difficulty that the different plastics are incompatible and the blend has poor mechanical properties. The extent of this problem is documented with data on many ternary blends employing virgin polyethylene, polystyrene and poly (vinyl chloride) of numerous grades likely to be found in solid wastes. Property degradation was found to be more severe as the complexity of the blend increased, indicating that general municipal wastes could be reused only in very low grade applications, whereas certain commercial wastes might have brighter prospects. Strategies for improving blend properties are outlined.
Polyisocyanurate foams
Authors: Einhorn I. N. , Seader J. D. , Drake W. O. , Mihlfeith C. M. , Kanakia M. D.
Published: December 2004

An experimental program was conducted to study the thermochemical and flammability characteristics of an improved polyisocyanurate foam, uncoated and coated either with fluorinated copolymer or an intumescent material. Testing methods included thermal analysis; scanning electron microscopy; infrared photography; infrared spectroscopy; HLT‐15, ASTM D‐1692, Bureau of Mines Penetration, and XP‐2 smoke chamber flammability tests; limiting oxygen index (LOI); and a moderate‐scale fire simulation test. The uncoated and coated foams were found to have excellent flammability and insulation characteristics, although smoke development was substantial.
Positive and negative photoresist applications of thin films surface‐photopolymerized from hexachlorobutadiene
Authors: Kunz C. O. , Long P. C. , Wright A. N.
Published: December 2004

Polymeric films deposited from the vapor of C4Cl6 by the surface‐photopolymerization technique are electrically and mechanically continuous on various substrates when very thin. The thickness of the films depends upon irradiation time with wavelengths in the region 2000‐3000Å. Re‐irradiation in oxygen (air) of the polymeric films with light of these low wavelengths leads to patterned removal of the films. Since films 500Å thick and less can resist etchants for various substrates, a new and extremely thin positive photoresist system is possible. Resolution of etched substrates to lines a few microns wide has been demonstrated. If the polymeric films from C4Cl6 are deposited from the monomeric vapor at lower substrate temperatures they are soluble in various solvents. Re‐irradiation with UV light with the films in vacuum produces a patterned fixing of the polymer with respect to acetone. A negative photoresist system is therefore possible. Again, films of thickness 500Å and less can resist various etchants such that substrates can be etched to high resolution.
Stability of fiber spinning of power‐law fluids
Authors: Shah Y. T. , Pearson J. R. A.
Published: December 2004

A stability analysis of fiber spinning of isothermal power‐law fluids has been carried out. The analysis for purely viscous fluids indicates that the critical extension ratio increases with an increase in power‐law constant q above 1. For q greater than approximately 1.5, very high values of critical extension ratio are obtained. A stability analysis in the presence of viscous and inertial forces indicates that for q > 1 critical extension ratio can be correlated to a quantity Rq = q − 1 + 3Re, wherein Re is the Reynolds number. For the values of Rq greather than approximately 0.5, very high values of critical extension ratios are obtained.