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Laser thermal shock experiments - performance and evaluation on the basis of advanced ceramics
(2011)
The thermal shock behaviour in air and vacuum of three different advanced ceramics is investigated by introducing a new testing method. This thermal shock testing system permits the reproducible setting of defined temperature profiles in thin disks. In order to perform heating - up thermal shock experiments under reproducible conditions and to measure the transient temperature fields, a laser beam is directed spirally across the surface of the specimen. In this process, the specimen is heated up faster than the temperature gradient is compensated by thermal conductivity. Resulting temperature fields were recorded space and time resolved. Based on the knowledge of the local temperature distribution at the moment of failure, the critical fracture stress can be calculated. The scatter of thermal shock strength is quantitatively determined for the tested ceramics by using a improved statistical method.
Three new offset Delta11B isotope reference materials for environmental boron isotope studies
(2011)
The isotopic composition of boron is a well established tool in various areas of Science and industry. Boron isotope compositions are typically reported as 5nB values which indicate the isotopic difference of a sample relative to the isotope reference material NIST SRM 951.
A significant drawback of all of the available boron isotope reference materials is that none of them covers a natural boron isotope composition apart from NIST SRM 951. To fill this gap of required 5UB reference materials three new solution boric acid reference materials were produced, which cover 6096o of the natural boron isotope Variation (-20 to 40%oo B) of about 100%o. The new reference materials are certified for their B values and are commercially available through European Reference Materials® (http://wwrv.enn-cmi.org). The newly produced and certified boron isotope reference materials will allow straightforward method Validation and quality control of boron isotope data.
Wear tests are often used in engine development in order to characterize the functional profile of surfaces interacting with lubricants. This paper proposes a new test procedure to determine Stribeck-type curves for the tribosystem piston ring/cylinder liner involving test pieces prepared from engine components. The Variation of the friction coefficient with sliding speed depends on the structure and Constitution of the base oil, the viscosity index, the surface topography of the liner and ring, and the friction modifiers used. Novel organic friction modifiers of low molecular mass not only reduce the friction coefficients under mixed / boundary lubrication, but also in the fluid film regime. In addition, the influence of surface roughness on the wettability of surfaces can be significant for both static and dynamic wetting. For this reason, the interaction of the lubricant with the surfaces was also investigated to enable a correlation between the surface properties of the liquid and solid phases and the tribological behavior.
The failure of laminates usually is initiated by the failure of the plies with the maximum transverse stresses. The failure of those plies generally reduces the load carrying capability of the laminate, even though they carry only a small part of the external load. The analysis of failure under off-axis stresses accordingly is essential for the prediction of the strength of laminates. This is taken into account in the "mechanisms based failure criteria" e.g. by Puck. Most of these inter fiber failure criteria are not based on the micromechanics of the failure process but on prescribed stress interaction functions. The failure of plies under transverse loading obviously is governed by the bond strength between fiber and matrix fiber. The interfacial debonding was studied e.g. by Paris et al. and Corea et al.. The bond strength between fiber and matrix usually is measured by using micromechanical tests e.g. pull-out, push-out or fragmentation tests. Stress analyses as well as fracture mechanical analyses show that the interfacial failure over a large range is dominated by shear stresses (Kim and Mai, Pisanova et al, Marotzke and Qiao). The stress distribution arising in those experiments however differs from the stresses acting in a lamina under transverse loading. In transverse failure of a lamina, radial stresses as well as shear stresses are dominating the failure process of the interface. In addition longitudinal shear stresses are present. Experimental work concerning off-axis loading of single fibers was done e.g. by Tandon and Kim and by Ogihara and Koyanagi. They studied the influence of the fiber alignment by using a specimen in form of a cruciform with skew wings.
Charakterisierung der Wandler für Luftultraschallprüfung aus zellulärem Polypropylen-Ferroelektret
(2011)
In den letzten Jahren stieg die Anfrage für zerstörungsfreie Prüfung (ZIP) mit Luftultraschall deutlich. Die klassische ZfP mit Ultraschall nutzt Flüssigkeiten als Koppelmittel zwischen dem Wandler und dem Prüfkörper. Für die Prüfung von Gegenständen mit empfindlicher Oberfläche, die das Koppelmittel beschädigen oder verunreinigen kann, ist deswegen Luftultraschall besser geeignet. Eine mögliche Anwendung ist beispielsweise der Nachweis von Delaminationen in glas- und kohlefaserverstärkten Verbundwerkstoffen sowie Sandwichbauteilen, die in der Luftfahrt- und der Automobilindustrie eingesetzt werden.
Die industrielle Computertomographie (CT) ist ein gut bekanntes Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung von Werkstücken. In den letzten Jahren wird die CT aber zunehmend auch für dimensioneile Messungen von Werkstücken eingesetzt. Der wesentliche Vorteil der CT liegt in der Kompletterfassung mit hoher Messpunktdichte, die auch für andere Messverfahren unzugängliche, innere Geometrien einschließt. An kleinen Bauteilen können Strukturen bis herunter zu wenigen Mikrometern gemessen werden, wodurch sich das Verfahren gut für die Messung von Mikroteilen eignet. Nachteilig ist, dass viele Einflussgrößen das Messergebnis beeinflussen, was die Rückführung der Messergebnisse, die Bestimmung der Messunsicherheit und die Definition von Spezifikationen für CT-Anlagen erschwert.
Der Beitrag stellt nach einer Einführung in das Verfahren Anwendungsbeispiele der CT an Mikroteilen vor. Darüber hinaus geht der Beitrag auf Prüfkörper und -verfahren zur Einmessung und Überprüfung von CT-Anlagen ein und berichtet über aktuelle Normungsaktivitäten. Abschließend werden Möglichkeiten zur weiteren Steigerung der Auflösung aufgezeigt, um zukünftig möglicherweise auch Nanogeometrien messen zu können.
Eine stets optimale Nutzung von Anlagen, Rohstoffen und Energie in Verbindung mit einer guten Prozessführung sind die wichtigsten Voraussetzungen für globale Wettbewerbsvorteile der Chemisch Pharmazeutischen Industrie und für die Branchen Energieerzeugung, Petrochemie, Nahrungsmittel, Papier- und Zellstoff oder Wasserversorgung. Überlegene Verfahren erfordern die fortwährende Kontrolle der geforderten Produktqualität, ihre präventive Sicherstellung und eine ständige Verbesserung des Wissens über den Prozess. Sensoren helfen dabei, alle wichtigen Messgrößen an kritischen Stellen transparent zu machen.
Sie sind die 'Sinnesorgane der Prozessleittechnik' für automatisierte Verfahren. Allein aufgrund stetig wachsender Anforderungen an Sensoren ergibt sich für viele Messaufgaben die Notwendigkeit einer ständigen Verbesserung der Sensoren. Für völlig neue Aufgaben müssen jedoch neue Messprinzipien gefunden werden, weil heute noch keine Sensor-Technologie existiert oder die wachsenden Anforderungen nicht mehr allein durch Weiterentwicklung bestehender Technologien erfüllt werden können.
Ende 2009 wurden Anforderungen und Wege für die konsequente Weiterentwicklung und Verbesserung von Prozess-Sensoren aus Anwendersicht aufgeschrieben. Das Projekt wurde von NAMUR und GMA initiiert und gemeinsam mit Industrieanwendern und Geräteherstellern als Technologie-Roadmap 'Prozess-Sensoren 2015+' veröffentlicht.
Was ist aus den Wünschen seither geworden? Wie kann die Umsetzung dieser Entwicklungsziele von den Geräteherstellern wirtschaftlich und marktgängig erfolgen? Wie werden neuartige Forschungsziele mit der angemessenen Forschungsförderung am besten vorangebracht?