Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
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Organisationseinheit der BAM
Die klassische Metallographie basiert auf Abbildungen einzelner Schliffebenen und kann auf räumliche Formen und Anordnungen des Gefüges nur bedingt schließen. Die Idee, aus metallographischen Serienschliffen dreidimensionale Gefügestrukturen zu rekonstruieren, ist daher naheliegend und nicht neu. Allerdings ist der Aufwand, in Handarbeit viele Einzel-Schliffe zu präparieren und zu Bildstapeln zusammenzusetzen, sehr hoch und steht einer häufigen Anwendung entgegen.
Deshalb wird an der BAM ein Roboter-gestütztes 3D-Metallographie-System entwickelt, das an einer Schliffprobe die Schritte Präparation und Bildeinzug vollautomatisch mit vielen Wiederholungen ausführt. Die Präparation umfasst Schleifen, Polieren und optional Ätzen der Schlifffläche, der Bildeinzug autofokussierte lichtmikroskopische Aufnahmen bei mehreren Vergrößerungsstufen. Der erhaltene Bildstapel wird anschließend vorverarbeitet, segmentiert und in ein 3D-Modell umgesetzt, das einer mikrotomographischen Aufnahme ähnelt, allerdings mit besserer lateraler Auflösung bei großem Volumen. Im Gegensatz zu tomographischen Verfahren besteht die Möglichkeit der Kontrastierung durch klassische chemische Ätzung. Die Integration eines REMs ist geplant. Bislang durchgeführte Arbeiten verdeutlichen die Möglichkeiten der Darstellung von Heißgas-Korrosionsschichten, Grauguss-Werkstoffen und Keramik-basierten mikroelektronischen Strukturen (Vias).
Corrosion fatigue (CF) of duplex stainless steel (DSS) X2CrNiMoN22-5-3 was investigated in in-situ geothermal conditions of the Northern German Basin (NGB). The influence of the load type on CF behavior of the alloy was examined by applying push/pull and rotating bending cyclic load to failure. The hour-glass shaped specimens with both polished and precisely turned surface finish were tested in corrosion chambers allowing for the permanent circulation of Northern German Basin electrolyte heated to 369 K. Additionally, the influence of a protective cathodic potential on the CF life expectancy was investigated by employing a potentiostat. The rotating bending cyclic load led to a higher CF life expectancy, which decreased with increasing duration of the experiment due to a higher deterioration rate of the material. The application of a cathodic potential caused a significant increase of the CF lifespan from 4.7 x 105 (open-circuit potential (OCP)) to 107 cycles (preset threshold cycle number) for the potential range from USHE = – 450 to – 900 mV. Microstructural analysis of the CF damage revealed horizontal grain attack within corrosion pit cavities, multiple fatigue cracks and preferable deterioration of the austenitic phase.
The nucleophilic thiol–ene (thia-Michael) reaction between molecular rods bearing terminal thiols and bis-maleimides was investigated. The molecular rods have oligospiroketal (OSK) and oligospirothioketal (OSTK) backbones. Contrary to the expectations, cyclic oligomers were always obtained instead of linear rigid-rod polymers. Replacing the OS(T)K rods with a flexible chain yielded polymeric products, suggesting that the OS(T)K structure is responsible for the formation of cyclic products. The reason for the preferred formation of cyclic products is due to the presence of folded conformations, which have already been described for articulated rods.