Technische Universität Bergakademie Freiberg: Qucosa
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Talsperren und Tagebaufolgeseen - Entwicklung von Gewässerhaushalt und Beschaffenheit unter dynamischen Randbedingungen
No full textDer Gewässerhaushalt, insbesondere der Grundwassereinfluss, sowie die Beschaffenheit von sächsischen Standgewässern unter variierenden klimatischen und gewässerwirtschaftlichen Bedingungen wurden berechnet und untersucht. Neben der Auswertung klimatischer Daten wurde die Verdunstung der Standgewässer modelliert. Mit der Wasserhaushaltsgleichung konnte der Grundwasserstrom der drei Untersuchungsgewässer berechnet werden. Zudem wurden 20-jährige Beschaffenheitsdaten der Gewässerbetreiber abgefragt und mit eigenen Messungen plausibilisiert. Sich ändernde klimatische Verhältnisse bedingen zunehmenden Wasserstress, der in ganz Sachsen auftritt. Mit wärmeren und trockeneren Sommern treten vermehrt Eutrophierungen, anaerobe Verhältnisse und eine Abnahme der Wasserqualität auf. Dem kann nur mit einer angepassten Bewirtschaftung entgegengewirkt werden. Der Grundwasserzustrom ist über die Zeit abnehmend, dennoch kann in Tagebaufolgeseen die Beschaffenheit nachhaltig durch den hoch mineralisierten Eintrag beeinflusst werden. Diese Arbeit zeigt erstmals umfassende Entwicklungen verschiedener Gewässertypen hinsichtlich des Klimas, des Gewässerhaushalts und der Gewässerbeschaffenheit
Die fragwürdige Macht des Journal Impact Factors
No full textUrsprünglich als bibliothekarisches Werkzeug entwickelt, wird der Journal Impact Factor heute v.a. als Qualitätsmaßstab für Forschung verwendet. Immer wieder hören wir in der Universitätsbibliothek, wie stark wissenschaftliche Karrieren, Berufungschancen oder sogar die Bewertung kumulativer Dissertationen von Veröffentlichungen in High-Impact-Factor-Journals abhängig gemacht werden. In dieser Ausgabe werfen wir deshalb einen kritischen Blick auf die fragwürdige Macht des Journal Impact Factor und seine Folgen für die Wissenschaft und Publikationskultur
Robotergesteuerte Positionierung der Sekundärspule - Experimentelle Betrachtung für ein induktiv geladenes Lastenpedelec
No full textDer vorliegende Beitrag analysiert den Einfluss von Luftspalttoleranzen auf die Ladeparameter eines induktiven Energieübertragungssystems. Nach einer Beschreibung des Resonanzübertragers als zentraler Bestandteil eines kontaktlosen Ladesystems wird der Experimentalaufbau und die Versuchsdurchführung erläutert, wobei ein Roboter die Spulenpositionierung realisiert. Final werden die Messergebnisse vorgestellt und notwendige Konsequenzen für den Betrieb mit autonom geparkten Fahrzeugen geschlussfolgert
Discrete-Time Current Control of PMSM Using Active Disturbance Rejection Control
No full textIn this paper the application of Active Disturbance Rejection Control (ADRC) for discrete-time field-oriented PMSM current control is discussed. ADRC offers an interesting alternative to established current control algorithms due to the considerably simplified control engineering process. After introducing the ADRC approach and the plant model, the possibilities for tuning the controller and the comprised state space observer are examined in detail. In particular, the adequate consideration of the modulator delay in the ADRC’s extended state observer is investigated, leading to a new ADRC current control algorithm. This allows a parameterization for very fast dynamics, so that almost deadbeat behavior is achievable. All investigations are validated by means of practical measurements
The crystal structure of R,S-{N-[(2-oxidonaphthalen-1-yl)methylidene]phenylglycinato}divinylsilicon, C23H19NO3Si
No full textC23H19NO3Si, monoclinic, P21/n (no. 14), a = 8.5543(3) Å, b = 24.0927(8) Å, c = 9.7971(4) Å, β = 113.265(3)°, V = 1854.96(12) Å3, Z = 4, Rgt (F) = 0.0355, wRref (F 2) = 0.0932, T = 153 K.
CCDC no.: 233446
Nitriding behavior of iron aluminides
No full textThis work focuses on evaluating the nitriding behavior of a FeAl40-based intermetallic iron aluminide with different nitriding methods, including gas, conventional plasma, and active screen plasma nitriding technologies. The nitrided layers were found to vary in structure and composition depending on the nitriding methods and conditions. In particular, the influence of the nitriding potential in gas nitriding technology on the nitriding behavior is studied in detail. Further, explanations for the formation mechanisms and evolution of microstructure and phase composition corresponding to the compound and diffusion layer were proposed, respectively. In addition, the results of the influence of the plasma nitriding technologies‘ parameters show that the nitriding ability of this material depends significantly on the intake gas ratio. The difference is reflected in the structure and composition of the compound layers formed by these methods. Finally, the assessment of the nitrided layer’s corrosive and abrasive properties showed significant improvement compared with the base material. The work contributes to a further understanding of the alloy’s nitriding behavior.:CONTENTS
VERSICHERUNG I
DECLARATION II
ABSTRACT III
ACKNOWLEDGMENTS VI
LIST OF ABBREVIATIONS AND SYMBOLS XI
Abbreviations xi
Symbols xii
1 MOTIVATION AND AIMS 1
2 STATE OF THE ART 3
2.1 Iron Aluminide Alloys 3
2.1.1 Classification and Microstructural Characteristics 3
2.1.2 Mechanical Properties 5
2.1.3 Tribological Behavior 8
2.1.4 Corrosion Behavior 9
2.1.5 Surface Treatments of Iron Aluminide Alloys 10
2.2 Nitriding of iron aluminide alloys 13
2.2.1 Thermodynamic Considerations of Fe-Al-N Ternary System 13
2.2.2 Thermodynamic and Kinetic Considerations of Nitriding Methods 15
2.2.3 Formation Mechanism and Kinetics of Nitrided Layer Growth 22
2.2.4 Property Profile of Nitrided Iron Aluminide Alloys 28
2.3 Specified Task and Solution (Methodology) 29
3 MATERIAL AND EXPERIMENTAL DETAILS 31
3.1 Base Material 31
3.2 Technology and Parameters of Nitriding 31
3.2.1 Gas Nitriding 31
3.2.2 Plasma Nitriding 33
3.3 Analysis Methods 37
3.3.1 Structure and Microstructure Investigations 37
3.3.2 Mechanical Properties Investigation 40
3.3.3 Potentiodynamic and Potentiostatic Measurements 41
3.3.4 Linear Reciprocating Wear Test 47
4 RESULTS AND DISCUSSION 50
4.1 Influence of Nitriding Potential on Compound Layer Formation 50
4.1.1 Effect of KN on the Topography 50
4.1.2 Structure and Thickness of the Compound Layer 51
4.1.3 Phase Composition of the Compound Layer 54
4.1.4 Kinetic of Phase Formation in the Compound Layer on the FeAl40 Alloy during Nitriding 61
4.1.5 Summarized Evaluation of the Compound Layer Formation 63
4.2 Influence of Nitriding Potential on Diffusion Layer Formation 64
4.2.1 Microstructure of the Diffusion Layer 64
4.2.2 Phase Composition of the Diffusion Layer 65
4.2.3 Effect of Nitriding Potential on Phase Evolution in the Diffusion Layer 67
4.2.4 Summarized Evaluation of the Diffusion Layer Evolution 74
4.3 Influence of Nitriding Potential on Nitrided Layer Properties 74
4.3.1 Surface Roughness 74
4.3.2 Influence of KN on the Hardness and Thickness of the Diffusion Layer 75
4.4 Effect of Nitriding Time on the Evolution of Nitrided Layer 78
4.4.1 Effect of tN on the Topography 78
4.4.2 Effect of the Nitriding Time on the Evolution of Compound and Diffusion Regions 80
4.4.3 Influence of Nitriding Time on the Hardness and Thickness of the Diffusion Layer 85
4.3.3 The Relationship between the Nitride Layer’s Thickness and Nitriding Time 87
4.4.4 Summarized Effect of Nitriding Time 89
4.5 Conceptions of the Layer Formation Mechanism during Gas Nitriding 89
4.5.1 Mechanism of the Formation and Development of a Compound Layer on B2-FeAl 89
4.5.2 Schematics of Phase Development within Diffusion Layer 91
4.6 Influence of Plasma Nitriding on Nitrided Layer Formation 92
4.6.1 Nitriding Behavior of FeAl40 Alloys during Conventional Plasma Nitriding (CPN) 92
4.6.2 Nitriding Behavior of FeAl40 Alloy by the Active Screen Plasma Nitriding (ASPN) 105
4.7 Comparative Investigations Based on Different Nitriding Technologies in a Case Study. 116
4.7.1 Microstructure Characterization 116
4.7.2 Phase Composition of the Nitride Layer 118
4.7.3 Micro-Hardness and Thickness 119
4.7.4 Mechanism of Nitrided Layer Formation 120
4.7.5 Summary 123
4.8 Tribological Behavior of Nitrided FeAl40 Intermetallic Alloy 124
4.8.1 Characteristics of the Sample Surface used in the Wear Measurements 124
4.8.2 Hertzian Contact Pressure and Compressive Yield Stress. 126
4.8.3 Wear Behavior of Untreated Iron Aluminide 128
4.8.4 Wear Behavior of ASPN-treated Iron Aluminide 133
4.8.5 Discussion about the Influence of the Nitrided Layer on Enhanced Tribological Performance for FeAl-Based Alloy 141
4.8.6 Summary 143
4.9 Corrosion Behavior of Nitrided FeAl40 Intermetallic Alloy 143
4.9.1 Polarization Curves 144
4.9.2 Corrosion Rate Measurement 148
4.9.3 Surface State and Chemical Composition of Corrosion Products 151
4.9.4 Corrosion Mechanism of the Nitrided Layer 155
4.9.5 Influence of Nitrided Layer on Corrosion Mechanism 161
4.9.6 Summary 162
5 CONCLUSIONS AND FUTURE WORK 163
REFERENCES 167
LIST OF FIGURES 179
LIST OF TABLES 190
APPENDIX 193
A State of the Art 193
B Experimental Details 193
C Results and Discussion 19
Nachweis eines lastabhängigen Differenzwinkels zwischen Ständer- und Rotorstromzeiger der Asynchronmaschine, ähnlich dem Polradwinkel der Synchronmaschine
No full textFür die Feldorientierte Regelung (FOR) der Asynchronmaschine (ASM) ist im Gegensatz zur Synchronmaschine ein Flussmodell notwendig, um die Lage und den Betrag des verketteten Luftspaltflusses aus der Lage des Ständerstromzeigers, der Drehzahl und der Rotorzeitkonstante schätzen zu können. Bei einer Asynchronmaschine mit Kurzschlussläufer sind die Rotorströme nicht messbar, außerdem bereitet der Schlupf Probleme bei der Lagezuordnung zwischen Ständer- und Rotorwicklungssystem. Um die Genauigkeit der Lage- und Betragsschätzung der FOR an der ASM messtechnisch überprüfen zu können, soll der lastabhängige Differenzwinkel einer Asynchronmaschine mit Schleifringläufer (ASM mit SRL) ermittelt und dem Lagewinkel des Flussmodells gegenüber gestellt werden
A computational model of self-organized shape dynamics of active surfaces in fluids
No full textMechanochemical processes on surfaces such as the cellular cortex or epithelial sheets, play a key role in determining patterns and shape changes of biological systems. To understand the complex interplay of hydrodynamics and material flows on such active surfaces requires novel numerical tools. Here, we present a finite-element method for an active deformable surface interacting with the surrounding fluids. The underlying model couples surface and bulk hydrodynamics to surface flow of a diffusible species which generates active contractile forces. The method is validated with previous results based on linear stability analysis and shows almost perfect agreement regarding predicted patterning. Away from the linear regime we find rich non-linear behavior, such as the presence of multiple stationary states. We study the formation of a contractile ring on the surface and the corresponding shape changes. Finally, we explore mechanochemical pattern formation on various surface geometries and find that patterning strongly adapts to local surface curvature. The developed method provides a basis to analyze a variety of systems that involve mechanochemical pattern formation on active surfaces interacting with surrounding fluids
Aqueous Polyelectrolyte Electrodeposition: The Effects of Alkyl Substitution and Varying Supporting Electrolyte Concentrations on the Deposition Efficiency
No full textThe controlled growth of surface-modifying polymer films by electrodeposition often fails because of the lack of redox activity of these compounds. Here, electroactive complexants help to electrodeposit non-electroactive polymers. Hence, we investigate the counterion-induced electrodeposition of polyelectrolytes: three quaternized poly(N,N-dialkylaminoethyl methacrylate)s (qPDAAEMA), in particular their methyl, ethyl, and isopropyl derivatives (i. e. qPDMAEMA, qPDEAEMA, and qPDPAEMA), provide transparent solutions in the presence of hexacyanoferrate(II) (ferrocyanide) at specific concentration windows of the KCl supporting electrolyte. Below a certain KCl concentration, insolubility dominates irrespective of the hexacyanoferrate valency, whilst above an upper threshold, full solubility is observed. Between these limits, oxidation reversibly electrodeposits polymer/hexacyanoferrate(III) (ferricyanide) complexes. Hydrodynamic voltammetry (and data analysis using in-house software) provides access to the deposition efficiency (DE). qPDEAEMA with ethyl substituents shows highest DEs; larger or smaller substituents fall short because of a balance between “hydrophobicity” and charge separation, shifting the window toward smaller salt concentrations with increasing alkyl size. We always observe a DE maximum close to the minimum salt concentration, whilst electrochemical quartz crystal microbalance (EQCM) measurements indicate a change in film water content close to the maximum. These effects, being also discussed in terms of polymer conformation, can direct the future engineering of electroassisted coatings
Defekt- und Spannungs-Engineering bei der Hochtemperaturgasphasenepitaxie (HTVPE) von GaN
No full textDie Hochtemperatur-Gasphasenepitaxie ist eine Methode zur Herstellung von dünnen Galliumnitrid (GaN)-Schichten auf Saphir-Substraten. In der Arbeit werden verschiedene Varianten für ein in-situ Defekt- und Spannungs-Engineering auf der Basis von intrinsischen Defektstrukturen entwickelt. Dabei werden zwei Ansätze zur Verbesserung der Schichtqualität in den HTVPE-Prozess implementiert und untersucht: (i) die Verzögerung der Koaleszenz von Nukleationsinseln und (ii) das Wachstum von strukturierten GaN-Zwischenschichten. Mit beiden Ansätzen können die Versetzungsdichten in den Keim- und Deckschichten im Vergleich zum Standard-Prozess reduziert werden. Außerdem kann der Spannungszustand der GaN-Schichten verbessert werden, wodurch die kritische Schichtdicke auf das Dreifache erhöht wird. Weiterhin wird demonstriert, dass gezielt Hohlräume in der Zwischenschicht erzeugt werden können, welche eine Ablösung des Saphirsubstrats ermöglichen