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Thermodynamische Beurteilung der Komplexbildung zur Vorhersage von Elektrolyteigenschaften
No full textEin großer Anteil galvanischer Elektrolyte weist Komplexbildner als Bestandteile auf. Diese haben die Aufgabe, die freie Metallionenkonzentration im Elektrolyten abzusenken und dadurch gewünschte Eigenschaften, wie beispielsweise eine hohe Streufähigkeit oder eine angestrebte Legierungszusammensetzung, zu gewährleisten. Die Berechnung der freien Me-tallionenkonzentrationen gestattet somit eine Abschätzung der Elektrolyteigenschaften. Die zur Berechnung notwendigen Daten liegen jedoch für die gewünschten Bedingungen meist nicht vor. Ein allgemeingültiges Verfahren, mit dem Komplexbildungscharakteristika effizient und unabhängig von der Struktur des gewählten Komplexbildners erhalten werden können, wird dazu erforscht. Damit werden Lösungen gezeigt, die eine Abschätzung von Elektrolytsta-bilität und Legierungszusammensetzung prinzipiell gestatten. Diese thermodynamische Be-trachtung der Reaktionsvorgänge in wässrigen Elektrolyten ermöglicht es, die Reaktionen für die Metallabscheidung besser zu beschreiben und Hinweise für eine gezielte Elektrolyt- und Prozessentwicklung abzuleiten.:1 Motivation
2 Stand von Forschung und Technik
2.1 Die galvanische Beschichtung
2.1.1 Grundlagen der galvanischen Beschichtung
2.1.2 Prozessabfolge der galvanischen Beschichtung
2.1.3 Kinetische Grundlagen
2.1.4 Thermodynamische Grundlagen
2.2 Bestimmung der Elektrolytgleichgewichte
2.2.1 Experimentelle Methoden zur Bestimmung der Komplexstabilität
2.2.2 Berechnung der Speziesverteilung mit Stabilitätskonstanten
2.3 Elektrolyt-, Prozess- und Schichtentwicklung
2.3.1 Neu- und Weiterentwicklung galvanischer Elektrolyte
2.3.2 Der Einfluss der Elektrolytzusammensetzung auf das Prozessfenster
2.3.3 Mikrostruktur, Eigenschaften und Optik galvanischer Schichten
3 Forschungsbedarf und Zielstellung
4 Experimentelles
4.1 Methodenentwicklung zur Bestimmung der Komplexbildung
4.1.1 Potentiometrische Titration der pH-abhängigen Gleichgewichtsänderungen
4.1.2 Numerische Bestimmung der Stabilitätskonstanten der Komplexbildung
4.2 Vorhersage von Elektrolyteigenschaften durch die Speziesverteilung
4.2.1 pH-abhängiger Arbeitsbereich des Elektrolyten
4.2.2 Bestimmung des Einflusses der freien Metallionenkonzentration auf die Abscheidung
4.3 Beschichtungen zur Verifizierung des Vorhersagemodells in der Hull-Zelle
4.4 Stromdichteeinfluss auf Schichtdicke und Nickel-Gehalt
4.5 Monometallische Nickel-Beschichtung
4.5.1 Zitronensäure:Nickel
4.5.2 Milchsäure:Nickel
4.5.3 Apfelsäure:Nickel
4.5.4 Nickel ohne Komplexbildner
4.6 Legierungsbeschichtung Zink-Nickel
4.6.1 Zitronensäure:Zink-Nickel
4.6.2 Milchsäure:Zink-Nickel
4.6.3 Apfelsäure:Zink-Nickel
4.6.4 Zink-Nickel ohne Komplexbildner
5 Ergebnisse und Diskussion
5.1 Berechnete Speziesverteilung
5.2 Parametrisierung der Elektrolytentwicklung
5.2.1 Maximaler Arbeitsbereich des Elektrolyten
5.2.2 Optimaler Arbeitsbereich des Elektrolyten
5.2.3 Menge an einzusetzendem Komplexbildnern
5.3 Die Parametrisierung im Kontext der Beschichtungsergebnisse
5.3.1 Abhängigkeit der Schichtdickenverteilung
5.3.2 Einfluss des Komplexbildners auf die Legierungszusammensetzung
6 Zusammenfassung und Schlussfolgerung
Literatur
AnhangA large proportion of electroplating electrolytes contain complexing agents as components. These have the task of lowering the free metal ion concentration in the electrolyte and thereby ensuring the desired properties, such as high throwing power or a desired alloy composition. The calculation of the free metal ion concentrations therefore allows the electrolyte properties to be estimated. However, the data required for the calculation is usually not available for the desired conditions. A generally valid method that can be used to obtain complexation charac-teristics efficiently and independently of the structure of the selected complexing agent is being researched. In this way, it is possible to demonstrate solutions that allow electrolyte stability and alloy composition to be estimated in principle. This thermodynamic consideration of the reaction processes in aqueous electrolytes makes it possible to better describe the reactions for metal deposition and to derive directions for targeted electrolyte and process development.:1 Motivation
2 Stand von Forschung und Technik
2.1 Die galvanische Beschichtung
2.1.1 Grundlagen der galvanischen Beschichtung
2.1.2 Prozessabfolge der galvanischen Beschichtung
2.1.3 Kinetische Grundlagen
2.1.4 Thermodynamische Grundlagen
2.2 Bestimmung der Elektrolytgleichgewichte
2.2.1 Experimentelle Methoden zur Bestimmung der Komplexstabilität
2.2.2 Berechnung der Speziesverteilung mit Stabilitätskonstanten
2.3 Elektrolyt-, Prozess- und Schichtentwicklung
2.3.1 Neu- und Weiterentwicklung galvanischer Elektrolyte
2.3.2 Der Einfluss der Elektrolytzusammensetzung auf das Prozessfenster
2.3.3 Mikrostruktur, Eigenschaften und Optik galvanischer Schichten
3 Forschungsbedarf und Zielstellung
4 Experimentelles
4.1 Methodenentwicklung zur Bestimmung der Komplexbildung
4.1.1 Potentiometrische Titration der pH-abhängigen Gleichgewichtsänderungen
4.1.2 Numerische Bestimmung der Stabilitätskonstanten der Komplexbildung
4.2 Vorhersage von Elektrolyteigenschaften durch die Speziesverteilung
4.2.1 pH-abhängiger Arbeitsbereich des Elektrolyten
4.2.2 Bestimmung des Einflusses der freien Metallionenkonzentration auf die Abscheidung
4.3 Beschichtungen zur Verifizierung des Vorhersagemodells in der Hull-Zelle
4.4 Stromdichteeinfluss auf Schichtdicke und Nickel-Gehalt
4.5 Monometallische Nickel-Beschichtung
4.5.1 Zitronensäure:Nickel
4.5.2 Milchsäure:Nickel
4.5.3 Apfelsäure:Nickel
4.5.4 Nickel ohne Komplexbildner
4.6 Legierungsbeschichtung Zink-Nickel
4.6.1 Zitronensäure:Zink-Nickel
4.6.2 Milchsäure:Zink-Nickel
4.6.3 Apfelsäure:Zink-Nickel
4.6.4 Zink-Nickel ohne Komplexbildner
5 Ergebnisse und Diskussion
5.1 Berechnete Speziesverteilung
5.2 Parametrisierung der Elektrolytentwicklung
5.2.1 Maximaler Arbeitsbereich des Elektrolyten
5.2.2 Optimaler Arbeitsbereich des Elektrolyten
5.2.3 Menge an einzusetzendem Komplexbildnern
5.3 Die Parametrisierung im Kontext der Beschichtungsergebnisse
5.3.1 Abhängigkeit der Schichtdickenverteilung
5.3.2 Einfluss des Komplexbildners auf die Legierungszusammensetzung
6 Zusammenfassung und Schlussfolgerung
Literatur
Anhan
Quantifizierung der Prozess-Eigenschafts-Beeinflussung bei der lichtbogenbasierten additiven Fertigung mit hochfestem Stahl
No full textDiese Dissertation befasst sich mit der additiven Fertigung mittels Direct Energy Deposition (DED)-Arc-Verfahren und dessen Anwendung für die Herstellung von Strukturbauteilen. Insbesondere wird untersucht, wie mechanisch-technologische Eigenschaften wie Festigkeit, Schwingfestigkeit und Oberflächenqualität von DED-Arc-Komponenten durch den Prozess beeinflusst werden.
Ein zentraler Fokus der Arbeit liegt auf den Auswirkungen von Temperaturzyklen, die während der Fertigung entstehen. Es wird gezeigt, dass hohe Zwischenlagentemperaturen und wiederholtes Aufheizen die Mikrostruktur und die mechanischen Eigenschaften, insbesondere die Streckgrenze, signifikant beeinflussen. Die Dissertation beschreibt die Entwicklung eines Modells zur Vorhersage dieser Eigenschaften basierend auf Prozessüberwachung und Analyse von Temperaturverläufen.
Die Forschungsergebnisse bieten Ansätze zur Qualitätssicherung bei der Herstellung von Strukturbauteilen mittels DED-Arc-Verfahren, insbesondere bei der Verwendung von hochfestem Stahl in sicherheitsrelevanten Bauteilen.:1 Stand der Technik zur Forschungsfrage
2 Literatur
3 Wesentliche Resultate
4 Übergeordnete Zusammenfassung und Ausblick
5 Literaturverzeichnis der Einzelveröffentlichungen
6 Thematischer Anhang
7 Anhang mit freigegebenen Einzelveröffentlichunge
What Makes a Word Dissociated? A Contrastive Study of the English and German Vocabulary
No full textAccording to Leisi (1955), the English vocabulary is dissociated – in contrast to the German word stock. By this, Leisi understands that English words are less integrated into word families than German lexical items.
However, even though this idea is commonly taught in English linguistics at German universities, there have not yet been any empirical tests. The paper therefore presents a recent study based on the 2,500 most frequent lemmas from the British National Corpus and the German DWDS Core Corpus. The lexical items were decomposed into both formally and semantically related constituents, and morpho-semantically related complex words containing the list items were sought for in electronic dictionaries and corpora of varying sizes.
In addition, variables such as etymological origin, frequency and part of speech were taken into account – in order to determine which factors ultimately result in a word’s dissociation.
Leisi, Ernst (1955): Das heutige Englisch: Wesenszüge und Probleme. Heidelberg: Winte
Towards Vibration-based Structural Health Monitoring using Mobile Android Devices
No full textBridges are vital components for the transportation infrastructure,however, constantly face degradation due to ageing, traffic load, and environmental factors. Currently, over 27 % of Germany’s federal road and highway bridges are, at best, in adequate condition (Federal Highway Research Institute, 2024). To identify safety risks early and schedule maintenance efficiently, reliable condition monitoring is essential. However, Structural Health Monitoring (SHM), although valuable, is often hindered by technical complexities and high costs, particularly in rural areas. This thesis explores the potential of ubiquitous Mobile Android Devices (MADEs) for SHM by addressing three primary challenges: (i) Insufficient quality of data collected by MADEs: proposing methods for determining and reducing jitter, and synchronising clocks using acoustics. (ii) Non-compliant sensor hardware: investigating whether the sensors of MADEs can be used despite failing to meet the hardware specifications for professional sensors. (iii) Lack of structural information: developing methods to identify bridge types and materials, and determining spatial dimensions to gather information necessary for modelling a bridge. Finally, a conceptual model illustrates how these methods can interact to contribute to SHM. The insights gained in this thesis aim to advance the use of ubiquitous MADEs for continuous SHM, thereby enabling more widespread and cost-effective SHM solutions.:1 Introduction
2 Requirements Analysis
3 State of the Art
4 Vibration-based Structural Health Monitoring Using Mobile Android Devices
5 Addressing the Data Quality of Mobile Android Devices
6 Capturing Vibrations Using the Motion Sensors
7 Determining Structural Information Using the Camera
8 Overall Evaluation
9 Conclusion and Outlook
A Requirements Analysis Materials
B Addressing the Data Quality of Mobile Android Devices Materials
C Capturing Vibrations using Motion Sensors Materials
D Materials for Determining Bridge Type and Material
E Overall Evaluation Material
Hochfeste Verbindungsstellen für Holzfurnierlagenverbundwerkstoffe (Wood Veneer Composite, kurz: WVC)
No full textIm Projekt wurde eine lokale Verdichtungstechnologie für Holzfurnierlagenverbundwerkstoffe (Wood Veneer Composite, kurz: WVC) unter dem Aspekt der wirtschaftlichen Verfahrensführung weiterentwickelt und hinsichtlich ihrer Prozessparameter und resultierenden Eigenschaften in der Verdichtungs- und Verbindungsstelle erforscht. Die Technologie dient dem Zweck eine hochfeste Verbindungsstelle für vorgespannte Schraubverbindungen in WVC für das Anwendungsfeld im Maschinenbau unter wirtschaftlichen Bedingungen herzustellen. Damit wurden die Verbindungseigenschaften bei gleichzeitigem Erhalt des leichtbautechnischen Anwendungspotentials der Holzfurnierlagenverbundwerkstoffe verbessert. Es wurden die lokalen Verdichtungstechnologien axial, radial und deren Kombination auf vorgespannte Durchsteckschraubverbindungen (DSV) und relevante Einschraubverbindungen (ESV) angewendet. Zur Beurteilung der Verdichtungsparameter wurden makroskopische und mikroskopische Strukturanalysen durchgeführt, sowie die Rückverformung und die Prozesskräfte bewertet. Die Analyse der hochfesten Verbindungsstellen erfolgte anschließend hinsichtlich der Aspekte maximal übertragbarer Vorspannkraft, Vorspannkraftverlust, Reaktion gegenüber des Klimaeinflusses sowie statisch-/ dynamischer Tragfähigkeit. Diese Grundlagenuntersuchungen bildeten die Voraussetzung für eine Verfahrensmodifikation, welche die axiale und radiale Verdichtung mit Hilfe eines entwickelten Werkzeuges in einem Prozess kombiniert und mit dem zweistufigen Pressprozess die Prozesszeit deutlich reduziert. Damit wurden die Voraussetzungen für die industriellen Fertigung geschaffen. Neben der abschließenden Performancebewertung lokal verdichteter Verbindungsstellen wurde eine Fertigungsrichtlinie der lokalen Verdichtungstechnologie erarbeitet
Investigation of the PECM dissolution characteristics of nickel as pretreatment process for residual stress reduction
No full textHigh-purity nickel possesses mechanical and chemical properties that qualify the material for
applications in both high- and low-temperature ranges and under corrosive conditions. In micro-
device construction, a promising approach involves the creation of microchannel structures in plate-
shaped semi-finished products, which are subsequently joined by diffusion welding. However,
component miniaturization requires a reduction in process energy, to ensure dimensional accuracy.
To achieve this, high surface qualities and low residual stresses in the boundary zone of the joining
partners are required. Precise electrochemical machining (PECM) is a low temperature process that
offers material dissolution without affecting its basic grain structure. Thus, it is also capable of
reducing residual stresses on the outer edge zone.
In this study, the electrochemical dissolution characteristics of Ni201 is determined experimentally
using DIN SPEC 91399. Based on the results, diffusion welding samples were machined, and the
dimensional accuracy and residual stresses on the edge zones were evaluated
Interplay between electrochemistry and material behavior in ECM mass production: a Si effect in stainless steel
No full textStudying the relationship between material and electrochemistry in ECM at, from a scientific point of
view well controlled conditions, is often used as input for developing ECM applications. On the other
hand, sometimes (very unexpected) observations from mass production may be a trigger for (further)
scientific research. For well-established mass production processes performing tests is usually
severely restricted, but the combination of focus on repeatability and “big data” can also provide
valuable information. As an example, in this paper the observation of a surprisingly large effect of
small variations in the Si content of stainless steels Nanoflex ASTM A693 and X32Cr14 on their
ECM behavior will be discussed using flow-channel cell data as well as some ECM copying behavior
observations at mass production conditions. All results showed more efficient dissolution behavior
with increasing Si content
Experimental Investigation of the Electrochemical Dissolution Behaviour of Nitinol Shape Memory Alloys by PECM
No full textSuperelastic shape memory alloys (SMAs) are gaining increasing importance across various fields
of application, ranging from medical devices and actuators to the relatively new elastocaloric systems
for heating and cooling. Despite their diverse use cases, one critical requirement unites all these
applications: high surface quality. In the medical field, biocompatibility is strongly influenced by
surface condition, while in actuator and elastocaloric applications, surface integrity significantly
affects functional fatigue and long-term durability under cyclic loading and unloading. Accordingly,
postprocessing methods are required and will become even more important as new component
geometries are explored in the future, such as thin sheets or complex structures produced by additive
manufacturing. The aim of this study is to evaluate the suitability of Pulse Electrochemical Machining
(PECM) for post-processing Nitinol SMAs. Therefore, a comprehensive characterization of the
electrochemical dissolution behaviour, and the influence of the specific material characteristics is
performed on an industrial PECM machine
Liebe in Zeiten des Hasses?!: Kunst x Wissenschaft/Moderne x Mittelalter
No full textUns war es möglich vom 15.-29. August 2025 im Rahmen der Kulturhauptstadt ein eigenes Projekt mit dem Titel „Liebe in Zeiten des Hasses?!“ durchzuführen, welches von der TU Chemnitz gefördert wurde. In diesem verbanden sich mittelalterliche Liebeskonzepte mit queerfeministischer Theorie und wurden zu Kunst. Dieser Katalog vereint wissenschaftliche Einordnungen durch Studierende und Abbildungen der meisten Kunstwerke. Wichtig ist dabei, dass alle Beteiligten noch als Nachwuchs in ihrer jeweiligen Funktion anzusehen sind und somit jungen Menschen die Möglichkeit geboten wurde, sich im Rahmen ihrer Fähigkeiten zu verwirklichen. Ebenfalls ist wichtig, dass alle Beteiligten einen klaren Chemnitzbezug in ihrer Vita aufweisen.:Liebe in Zeiten des Hasses?!
„Mir ist diu êre unmære“
Die Ehe als gesellschaftlich funktionales Machtverhältnis
Verflucht zur Liebe
Der Ritter in schwarz und weiß
Herrschaft über Körper und Ehre
Zwischen Brautmystik und ‚Jesus Glow
Let’s Build the Urban Future Together: An Approach Towards User-Centred Digital Support Methods for Urban Planning
No full textUrban planning, a multidimensional process shaping the spatial development of urban and rural areas, confronts challenges in citizen participation. Current planning processes lack a user-centric approach, relying on abstract maps and complex communication, impeding citizen understanding and interest. This deficiency results from unstructured processes, inadequate resources, and a dearth of user-friendly tools. To address this, XR technologies, especially VR and MR, present a promising avenue. This study proposes a digital support tool for urban planners, integrating XR to enhance citizen participation. Astakeholder analysis and requirements for the VR tool are outlined, emphasizing usability, inclusivity, and adaptability. Three small studies are presented that show how the integration of the tool in information, participation and evaluation phases is received by citizens. The tool, which can be integrated into planning processes, harbors great potential by promoting citizen engagement and shaping asustainable, democratically controlled future, for urban planning and beyond