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Spurenelemente spielen eine wichtige Rolle bei der Verfeinerung der Eigenschaften von komplexen Materialien. Diese Arbeit zeigt die Korrelation zwischen der Mikrostruktur, der Gitterfehlpassung und den Kriecheigenschaften. Die Legierung Al10Co25Cr8Fe15Ni36Ti6 (in at. %) mit komplexer Zusammensetzung wurde mit den Elementen Hf und W verstärkt. Die Zugabe von Hf bewirkt eine eckigere Form der würfelförmigen gamma'-Ausscheidungen und einen erhöhten Anteil der Heusler-Phase. Die Zugabe von W wiederum formt die Würfelchen rundlicher und löst die Heusler-Phase auf. Eine Mischung der beiden Spurenelemente zeigt einen Übergang zwischen den beiden Extremen, sowohl in Hinsicht auf die Form der Ausscheidungen als auch in Bezug auf die Gitterfehlpassung und die Kriecheigenschaften.
Zirconium vanadate (ZrV2O7) is a well-known negative thermal expansion (NTE) material that exhibits significant isotropic contraction over a broad temperature range (~150°C < T < 800°C). Therefore, it can be used to create composites with controllable expansion coefficients and prevent thermal stress, fatigue, cracking, and deformation at interfaces. We implement interdisciplinary research to analyze such material. We study the influence of the synthesis methods and their parameters on the sample's purity, crystallinity, and homogeneity. Moreover, we implement ab initio-based vibrational computations with partially treated anharmonicity in combination with experimental methods to follow temperature-induced structural changes and rationalize the negative thermal expansion in this material, including the influence of the local structure disorder.
Der Vortrag widmet sich der „Zentrifugentechnologie zur statistischen Untersuchung von Stumpfklebungen“ und beschreibt drei wesentlich verschiedene Realsysteme (Fügefläche 1/Klebstoff/ Fügefläche 2), um die Statistik ZPM (wiederholte Ein-Proben-Prüfung) vs. CAT (Mehr-Proben-Prüfung) zu vergleichen. Dazu wurden drei unterschiedliche Klebstoff-klassen mit typischen Fügeteilmaterialkombinationen ausgewählt und in einem Vorversuch mit jeweils 3 unterschiedlichen Prüfgeschwindigkeiten sowohl im Weg-geregelten als auch Kraft-geregelten Mode beansprucht. Die Ergebnisse ZPM vs. CAT und Kraft- vs. Weg-Regelung des Vorversuches zeigten keinerlei Unterschiede auf. Im Ergebnis wurde ein Ringversuch im Kraft-geregelten Mode (6xZPM vs. 8xCAT) für ein Referenzsystem durchgeführt, der nachwies, dass die CAT-Technologie statistisch relevante Prüfergebnisse zur Klebfestigkeit bereitstellt. Es zeigte sich, dass für zwei ZPM-Teilnehmer im Vertrauensbereich 99% statistisch signifikant etwas kleinere Werte der Klebfestigkeit bestimmt wurden, was auf geringfügige Abweichungen von der axialen Ausrichtung des eingespannten Prüflings bei der Ein-Proben-ZPM-Zugprüfung zurückgeführt wird.
Das Fügeverfahren Kleben bietet viele Vorteile, wie z.B. das Verbinden unterschiedlicher Materialklassen, geringe thermische Belastung (und damit ggf. verbundene Strukturveränderung/-schwächung) der Fügeteile und eine Lastverteilung über den gesamten Fügebereich. Die Auswahl an verfügbaren Klebstoffen und Vorbehandlungsoptionen sind dabei - wie die Applikationen auch - vielfältig. Es werden vier Applikationsbeispiele zu Referenzklebverbunden aus Edelstahl, zur Plasmaaktivierung von Niedrigenergie-Polymeren, zur Bestimmung der Haftfestigkeit von Lackierungen auf GFK und zur Wirkung von Primern vorgestellt. Einige Polymere weisen z.B. Eigenschaften auf, die eine Herstellung von festen und dauerhaft beanspruchbaren Kleb-verbindungen erschweren. Im Allgemeinen geht dies mit geringen Oberflächenenergien einher. Mittels Oberflächenvorbehandlung, z.B. durch Plasmafeinreinigung bzw. Plasmaaktivierung, können die Grenzflächen solcher Polymere - bezogen auf die Eignung als Fügeteile (Klebfestigkeit) oder als Substrat (Haftfestigkeit) – optimiert bzw. die Oberflächenenergie erhöht werden. Schnelle, zuverlässige und statistisch abgesicherte Prüfverfahren zur Ermittlung von Verbund-eigenschaften sind dabei unverzichtbar.
The principles of (Hard) X-ray photoelectron spectroscopy and some application in the field of (core-shell) nanoparticles will be presented. The presentation should answer hoe to get reliable results. Furthermore, examples of the correlation between physical-chemical measurments and toxicological results are given which are crucial for the risk assessment of nanoparticles.
XPS of GR2M
(2022)
XAFS@BAMline
(2018)
X-ray Absorption fine structure spectroscopy (XAFS) is a frequently employed technique in order to investigate structural composition and Change of chemical compounds such as catalytic species or corrosion processes. These structural properties are essential (i) to understand underlying reaction mechanism and (ii) to further improve the design of materials.
While XAFS measurements are usually performed with ionization Chambers or simple fluorescence detectors, we at BAMline specialize in measurements with innovative set-ups that meet Specialrequirements such as time resolution, (3D-) spatial Resolution or demanding sample environments.
This contribution presents various available XAFS configurations with their corresponding applications. In particular, these comprise single -shot XAFS for time- resolved measurements, grazing-exit XAFS with energy and a spatially resolved detector for the characterization of thin films and an in situ grazing incidence Setup for the characterization of corrosion layers.
Additionally,the possibility of analyzing Minute samples in total-reflection geometry is demonstrated.
Compared to the clear, real-space images you can get from electron microscopy, X-ray scattering patterns are rather featureless. These patterns, however, contain structural information from all of the material structure illuminated by the X-ray beam. With this technique, you can measure nanoparticle dispersions, catalysts, composites, MOF powders, battery materials, light metal alloys and gels to reveal information on the structural features found within these materials. We have even measured many such materials for several research groups from the University of Birmingham, revealing structure features in the sub-nm to the micrometer range.
Measuring an X-ray scattering pattern is relatively easy, but measuring a high-quality, useful pattern requires significant effort and good laboratory organization. Such laboratory organization can help address the reproducibility crisis in science, and easily multiply the scientific output of a laboratory, while greatly elevating the quality of the measurements. We have demonstrated this for small- and wide-angle X-ray scattering in the MOUSE project (Methodology Optimization for Ultrafine Structure Exploration) [1]. With the MOUSE, we have combined: a) a comprehensive and highly automated laboratory workflow with b) a heavily modified X-ray scattering instrument. This combination allows us to collect fully traceable scattering data, within a well-documented, FAIR-compliant data flow (akin to what is found at the more automated synchrotron beamlines). With two full-time researchers, our lab collects and interprets thousands of datasets, on hundreds of samples, for dozens of projects per year, supporting many users along the entire process from sample selection and preparation, to the analysis of the resulting data.