TY - JOUR A1 - Vogel, Christian A1 - Hermann, P. A1 - Kästner, B. A1 - Adamczyk, Burkart A1 - Hoehl, A. A1 - Ulm, G. A1 - Adam, Christian T1 - Air and chlorine gas corrosion of different silicon carbides analyzed by nano-Fourier-transform infrared (nano-FTIR) spectroscopy N2 - The present study shows the potential of high-resolution imaging and nano-Fourier-transform infrared (nano-FTIR) spectroscopy for corrosion science. The protective oxidation layers of different chlorine-gas treated silicon carbides (SiCs) were characterized with these techniques. A nitrified SiC showed the highest resistant strength against chlorine corrosion at 1000 °C compared to the other SiCs. Nano-FTIR spectroscopy with a lateral resolution below 40 nm detected differences in the crystallinity of the bulk-SiC and in the transitional region to the protective layer. Furthermore, high-resolution imaging provides deep insight in the interfacial layer between bulk-SiC and the protective oxidation layer on sub-micrometer scale. KW - Nano-Fourier-transform infrared spectroscopy KW - Scattering-type scanning near-field optical microscopy (s-SNOM) KW - Synchrotron radiation KW - Corrosion KW - Silicon carbide KW - Chlorine PY - 2018 U6 - https://doi.org/10.1016/j.corsci.2017.12.002 SN - 0010-938X VL - 131 SP - 324 EP - 329 PB - Elsevier AN - OPUS4-43648 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Adamczyk, Burkart A1 - Mory, D. A1 - Schiller, D. A1 - Adam, Christian T1 - Chemische OnLine-Analyse von Schmelzen im Lichtbogenofen durch LIBS N2 - Vorgestellt wird die Anwendung von LIBS zur OnLine-Analyse an mineralischen Hochtemperturschmelzen. Anforderungen und Besonderheiten der Methode, der Aufbau am Lichtbogenofen der BAM sowie erste Ergebnisse an Modellschmelzen werden präsentiert. T2 - Schlacken-Symposium 2016 CY - Meitingen, Germany DA - 13.10.2016 KW - Online-LIBS KW - Online-Analyse KW - Lichtbogenofen KW - Schmelzen PY - 2016 AN - OPUS4-38152 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Adamczyk, Burkart A1 - Mory, D. A1 - Schilller, D. A1 - Adam, Christian T1 - Chemische Onlineanalyse von Schmelzen im Lichtbogenofen durch LIBS N2 - Die Reduktion von Metalloxiden zum Metall in einer schmelzflüssigen mineralischen Matrix stellt die Grundlage vieler metallurgischer Verfahren dar. Eine Prozessoptimierung und -kontrolle setzt allerdings die genaue Kenntnis der chemischen Zusammensetzung der Schmelze voraus. Im Beitrag wird LIBS als Methode zur Online-Analyse von Hochtemperaturschmelzen vorgestellt. T2 - Schlacken Symposium 2016 CY - Meitingen, Germany DA - 13.10.2016 KW - Online-Analyse KW - LIBS KW - Lichtbogenofen KW - Prozessoptimierung PY - 2016 SP - 49 EP - 58 AN - OPUS4-38155 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Armatys, Kamila A1 - Adamczyk, Burkart A1 - Adam, Christian A1 - Pflumm, R. A1 - Galetz, M. C. T1 - Corrosion and abrasion resistant protective coatings for biomass combustion N2 - The environmental concerns about availability of fossil fuels and greenhouse gas effect increase and alternative renewable fuels for power plants are gaining significantly of importance. One of the alternative renewable fuels is biomass but it is a difficult fuel because of its diversity and complexity. It can contain high percentages of K and Cl responsible for corrosion together with sand that have additionally an abrasive effect during combustion. Because of permanently extending the surface reaction due to abrasion the corrosion of the materials increases. In particular in power plants, the superheater tubes are exposed to a corrosive abrasive attack that is one of the main sources of concern. The development of new alloys for multilayer surface, which combines corrosive and abrasive resistance is therefore of high importance. Those new technical approaches must be at the same time cost-effective to be an alternative to conventional materials. This paper presents the principle of experimental methods developed for the investigations of high temperature corrosion combined with abrasion in thermochemical processes with high hydrochloric acid concentrations like during biomass combustion. The aim of the presented investigation methods it to test and develop suitable alloys for coatings for the super heater tubes of biomass power plants. First results of abrasion investigations show improved abrasion resistance compared to the multi-component reference material Alloy 625. T2 - Young Researchers Conference: Energy Efficiency & Biomass CY - Wels, Austria DA - 24.02.2016 KW - Corrosion KW - Coatings PY - 2016 SP - 1 EP - 9 CY - Proceedings in Young Researchers Conference: Energy Efficiency & Biomass 2016 AN - OPUS4-35714 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schraut, Katharina A1 - Adamczyk, Burkart A1 - Adam, Christian A1 - Stephan, Dietmar A1 - Meng, Birgit A1 - Simon, Sebastian A1 - von Werder, Julia A1 - Hirsch, Tamino A1 - Manninger, Tanja T1 - Effect of gypsum on the hydration of fused cement clinker from basic oxygen furnace slag N2 - Fused cement clinker can be produced from molten basic oxygen furnace slag (BOFS) by way of a reductive thermochemical treatment. During the thermochemical treatment, oxidic iron is reduced to metallic iron and separated. The resulting low-iron slag has a chemical and mineralogical composition similar to ordinary Portland cement (OPC) clinker. In this study, the hydraulic reactivity of the fused clinker from BOFS with and without gypsum was investigated using isothermal calorimetry, differential scanning calorimetry, in situ X-ray diffraction and powder X-ray diffraction. Furthermore, a synthetic fused clinker without foreign ions and fused clinker produced by a mixture of both materials was studied. The hydraulic reaction of the fused clinker from BOFS was considerably slower than that of OPC. However, the reaction can be accelerated by adding gypsum as a sulfate carrier. Furthermore, the results showed an increased reaction rate with decreasing content of foreign ions such as Fe, P or Mn. KW - General Materials Science KW - Building and Construction PY - 2024 U6 - https://doi.org/10.1680/jadcr.23.00070 SN - 0951-7197 SP - 1 EP - 19 PB - Telford AN - OPUS4-59391 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kemnitz, E. A1 - Zhu, Y. A1 - Adamczyk, Burkart T1 - Enhanced Lewis acidity by aliovalent cation doping in metal fluorides N2 - A model regarding the generation of acidity in binary metal fluorides has been proposed and its validity has been examined for several binary fluoride systems with the general compositions MF3/M'F3 and MF2/M'F3. In accordance with this hypothesis, the binary systems (CrF3/AlF3, CrF3/FeF3 and AlF3/VF3) do not show acidities larger than the sum of the acidities of the component fluorides. The hypothesis predicts the generation of Lewis acidity when MF2 is the major component (host) and generation of Brønsted acidity when MF3 acts as the host for the MF2/M'F3. The experimental results (surface acidity and catalytic activity) confirmed the predictions made from this hypothesis for binary combinations MgF2/ M'F3 (M'=Cr, Al, Fe, V). The application of this model is discussed in terms of other parameters: ionic radii and the fluoride affinity of the metal fluorides involved. PY - 2002 U6 - https://doi.org/10.1016/S0022-1139(02)00022-2 SN - 0022-1139 SN - 1873-3328 VL - 114 SP - 163 EP - 170 PB - Elsevier CY - Amsterdam AN - OPUS4-1661 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Adamczyk, Burkart A1 - Schütze, M. T1 - Entwicklung eines neuartigen korrosionsfesten Schutzschichtsystems für einen Prozess zur thermochemischen Aufbereitung von Klärschlammaschen zu Düngemitteln N2 - Zur Erschließung anthropogener Phosphorquellen wurde an der BAM ein Prozess zur Umwandlung von Klärschlammasche in Phosphordünger entwickelt. Die erforderliche Entfernung der Schwermetalle erfolgt in hoch Chlor- oder Chlorwasserstoffhaltigen Atmosphären bei 1000°C. Zur wirtschaftlichen Umsetzung dieses Verfahrens muss ein Ofenwerkstoff verwendet werden, der unter diesen extremen Korrosionsbedingungen beständig ist. Solche Werkstoffe sind derzeit nicht verfügbar. Ziel des Projektes war es, ein unter den Prozessbedingungen beständiges Schutzschichtsystem zu finden, das für die großtechnische Umsetzung geeignet ist. Dazu wurde die Entwicklung eines neuartigen Schutzschichtsystems angestrebt, das die hohe chemische Beständigkeit einer Keramik als Deckschicht mit den hervorragenden Materialeigenschaften eines Metalls als Trägerwerkstoff kombiniert. Die Schichten wurden durch thermisches Spritzen als großtechnisch einsetzbare Applikationsmethode aufgebracht. Es wurden Systeme aus verschiedenen Keramiken (Korund, Magnesiumoxid, Aluminium-Magnesium-Spinell, Y-stabilisiertes Zirkoniumoxid, sowie Mischungen von Spinell bzw. Korund mit MgO) in Kombination mit einem neuartigen Haftvermittler auf NiAlMo-Basis untersucht. Die Versuche zeigten, dass diese neu entwickelte Haftvermittlerschicht unter einer Keramik mit geringer Durchlässigkeit für Sauerstoff bzw. bei geeigneter Vorbehandlung (Voroxidation bei niedrigen Sauerstoffpartialdrücken) eine dichte Oxiddeckschicht bildet. Sie verzögert selbst unter diesen extremen Bedingungen das Fortschreiten der Korrosion und übertrifft in ihrer korrosionsinhibierenden Wirkung alle bekannten metallischen Systeme (wie z.B. auch bekannte kommerzielle NiCrAlYHaftvermittler oder Nickelbasis-Superlegierungen) bei weitem. Die Schichthaftung der keramischen Deckschichten ist dabei von der Anpassung des thermischen Ausdehnungskoeffizienten auf das Gesamtsystem abhängig. Zusätzlich werden eine niedrige Sauerstoffleitfähigkeit bei gleichzeitig hoher Korrosions- und Abrasionsbeständigkeit benötigt. Mit Hilfe der Erkenntnisse aus dem Projekt lässt sich durch eine Modifikation des Haftvermittlers die Haftung der Deckschicht verbessern, so dass eine Einsatzmöglichkeit im direkten Reaktorbetrieb zu erwarten ist. Auf diese Weise wurde im Rahmen dieses Projektes eine Beschichtungslösung entwickelt, die alle bekannten metallischen Systeme bei weitem übertrifft und sich für den Einsatz unter chlorhaltigen Hochtemperaturbedingungen eignet. Das Ziel des Projektes wurde somit erreicht. PY - 2012 IS - Vorh. 16432 N SP - 1 EP - 61 CY - Frankfurt/M. AN - OPUS4-26527 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Adam, Christian A1 - Schraut, Katharina A1 - Adamczyk, Burkart A1 - Weimann, Karin A1 - Gluth, Gregor T1 - Erzeugung klimaschonender Bindemittel als Alternativen zu Zement durch thermochemische Behandlung von mineralischen Nebenprodukten und Abfällen N2 - Die Zementindustrie erzeugt etwa 6-7% der globalen CO2-Emissionen und steht damit als Industriezweig vor dem Hintergrund einer anvisierten Klimaneutralität vor gewaltigen Herausforderungen. Der Prozess der Klinkerherstellung wurde über die vergangenen Jahrzehnte bereits kontinuierlich optimiert. Seit 1990 ist es der deutschen Zementindustrie gelungen, die spezifischen CO2-Emissionen der Zementproduktion u. a. durch den Einsatz alternativer, nicht fossiler Brennstoffe und durch Absenkung des Klinkergehalts im Zement um 20 % zu senken. Weitere konventionelle Minderungsstrategien versprechen jedoch nur noch wenig zusätzliche Reduktion. Im Falle des Portlandklinkers besteht die Schwierigkeit darin, dass zwei Drittel der CO2-Emissionen rohstoffbedingt durch die Entsäuerung des Kalksteins (CaCO3) anfallen, die durch die beschriebenen Maßnahmen nicht weiter abgesenkt werden können. Vielmehr wird es erforderlich sein, noch zu entwickelnde oder zu optimierende Technologien anzuwenden und ggf. alle relevanten Ebenen wie Produktion, Weiterverarbeitung und Anwendung von Zement und Beton neu zu denken. Neben technologischen Ansätzen zur CO2-Abscheidung mit nachfolgender langfristiger Speicherung (Carbon Capture and Storage – CCS) oder Verwertung (Carbon Capture and Utilisation – CCU) werden auch alternative Rohstoffe für die Zementproduktion und alternative Bindemittel in Betracht zu ziehen sein. T2 - Berliner Konferenz Mineralische Nebenprodukte und Abfälle CY - Berlin, Germany DA - 25.04.2022 KW - Zement KW - Sekundärrohstoff PY - 2022 SN - 978-3-944310-58-9 SP - 372 EP - 385 PB - TK-Verlag CY - Neuruppin AN - OPUS4-54737 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Peplinski, Burkhard A1 - Adam, Christian A1 - Adamczyk, Burkart A1 - Müller, Ralf A1 - Schadrack, Reinhard A1 - Michaelis, Matthias A1 - Emmerling, Franziska A1 - Reuther, H. A1 - Menzel, Michael T1 - Evidence of formation of the tridymite form of AlPO4 in some municipal sewage sludge ashes N2 - Evidence is provided that the tridymite component observed in the X-ray diffraction patterns of some sewage sludge ashes (SSAs) should not be interpreted as the tridymite modification of SiO2 but as the tridymite form of AlPO4. This proof is based on a combined X-ray Powder Diffraction (XRD), X-ray fluorescence (XRF) and Mossbauer spectroscopy investigation of two SSAs produced at two fluidized bed incineration facilities, located in different municipalities and operated differently. The structural and chemical characterization was carried out on the 'as received' SSA samples as well as on the residues of these two SSAs pretreated by leaching in citric acid. In addition, direct proof is presented that the tridymite form of AlPO4 does crystallize from X-ray amorphous precursors under conditions that mimic the huge heating rate and short retention time (just seconds at T ≈ 850 °C) typical for fluidized bed incinerators. KW - Aluminium phosphate KW - Ash KW - Fly ash KW - Incinerator ash KW - Sewage sludge ash KW - Tridymite form PY - 2013 U6 - https://doi.org/10.1017/S0885715613000869 SN - 0885-7156 VL - 28 IS - S2 SP - S425 EP - S435 PB - JCPDS CY - Swarthmore, Pa. AN - OPUS4-29703 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Peplinski, Burkhard A1 - Adam, Christian A1 - Reuther, H. A1 - Vogel, Christian A1 - Adamczyk, Burkart A1 - Menzel, Michael A1 - Emmerling, Franziska A1 - Simon, Franz-Georg T1 - First identification of the tridymite form of AlPO4 in municipal sewage sludge ash N2 - Sewage sludge and sewage sludge ashes (SSA) are produced in huge amounts at municipal waste water treatment plants (WWTP) all around the world and have become an issue for many urbanized areas. To deal with this unceasing mass flow in an ecologically and economically responsible way a comprehensive chemical and structural characterization of all types of SSA is needed. X-ray powder diffraction (XRD) is one of the most promising analytical methods for this task. Although, there has been ample chemical evidence showing that many SSA contain aluminium phosphate as a major component up to now no aluminium phosphate or aluminium-rich mixed phosphate phase has been reported to be identified by XRD in a SSA produced at a mono-incineration facility. The outcome of the present com-bined XRD and Mossbauer spectroscopy investigation provides comprehensive evidence closing this gap for the first time. KW - Aluminium phosphate KW - AlPO4 KW - Tridymite KW - Sewage sludge ash KW - Incinerator KW - Ash PY - 2011 U6 - https://doi.org/10.1524/zkpr.2011.0067 SN - 0044-2968 VL - 1 SP - 443 EP - 448 PB - Oldenbourg CY - München AN - OPUS4-24297 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -