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Characteristics of hydrodynamic plain bearings with bonded coating
No full textIncreasing ecological and economic pressures, as well as increased technical requirements, have given rise to the need for research into alternative wear layers for hydrodynamic plain bearings. Previous investigations have tested and researched the bonded coating GL92. It has been possible to demonstrate that the bonded coating (plastic base) is a viable alternative to a conventional white metal alloy.
However, this coating was not able to address all the issues experienced by industrial users, for example the behaviour of the system (changes to operating properties) during penetration of particles, or behaviour in a mixed friction area. The literature has not – or not sufficiently – answered the questions relating to damage patterns and damage tolerance. Therefore, regardless of the proven benefits, industrial use of this coating is currently not possible or is connected with significant risks.
In the study, tests were carried out in the mixed friction area (start-stop testing, emergency testing without oil, insufficient lubrication tests) as well as in the hydrodynamic area. The comparative tests were performed on different wear layer materials. This paper demonstrates and discusses the results for both a conventional white metal alloy bearing and for the bearing with bonded coating (GL92).
Depending on the operating point, the bearing systems exhibit significant differences at the maximum bearing load, lubricating film pressure distribution and maximum bearing temperature. The investigation has proven that GL92 is a technically useful alternative to conventional wear layers
Embodied learning: introducing a taxonomy based on bodily engagement and task integration
Get PDFResearch on learning and education is increasingly influenced by theories of embodied cognition. Several embodiment-based interventions have been empirically investigated, including gesturing, interactive digital media, and bodily activity in general. This review aims to present the most important theoretical foundations of embodied cognition and their application to educational research. Furthermore, we critically review recent research concerning the effectiveness of embodiment interventions and develop a taxonomy to more properly characterize research on embodied cognition. The main dimensions of this taxonomy are bodily engagement (i.e. how much bodily activity is involved) and task integration (i.e. whether bodily activities are related to a learning task in a meaningful way or not). By locating studies on the 2 × 2 grid resulting from this taxonomy and assessing the corresponding learning outcomes, we identify opportunities, problems, and challenges of research on embodied learning
Cobalt and manganese carboxylates for metal oxide thin film deposition by applying the atmospheric pressure combustion chemical vapour deposition process
Get PDFCoordination complexes [M(O2CCH2OC2H4OMe)2] (M = Co, 4; M = Mn, 5) are accessible by the anion exchange reaction between the corresponding metal acetates [M(OAc)2(H2O)4] (M = Co, 1; M = Mn, 2) and the carboxylic acid HO2CCH2OC2H4OMe (3). IR spectroscopy confirms the chelating or μ-bridging binding mode of the carboxylato ligands to M(II). The molecular structure of 5 in the solid state confirms a distorted octahedral arrangement at Mn(II), setup by the two carboxylato ligands including their α-ether oxygen atoms, resulting in an overall two-dimensional coordination network. The thermal decomposition behavior of 4 and 5 was studied by TG-MS, revealing that decarboxylation occurs initially giving [M(CH2OC2H4OMe)2], which further decomposes by M–C, C–O and C–C bond cleavages. Complexes 4 and 5 were used as CCVD (combustion chemical vapour deposition) precursors for the deposition of Co3O4, crystalline Mn3O4 and amorphous Mn2O3 thin films on silicon and glass substrates. The deposition experiments were carried out using three different precursor solutions (0.4, 0.6 and 0.8 M) at 400 °C. Depending on the precursor concentration, particulated layers were obtained as evidenced by SEM. The layer thicknesses range from 32 to 170 nm. The rms roughness of the respective films was determined by AFM, displaying that the higher the precursor concentration, the rougher the Co3O4 surface is (17.4–43.8 nm), while the manganese oxide films are almost similar (6.2–9.8 nm)
Kompensation von Oberschwingungen der Netzspannung durch eine „Intelligente Ladesäule“ am Smart Grid für Hybride- und Elektrofahrzeuge
No full textAn der Schnittstelle zwischen Elektrofahrzeug und dem Niederspannungsnetz nimmt die Ladesäule eine Schlüsselposition beim Ausbau von intelligenten Stromnetzen in Synergie mit der Elektromobilität ein. Durch die Entwicklung einer frequenzselektiven Stromregelung des Wechselrichters der Ladesäule wurde die Reduktion der Netzrückwirkung bei hoher Ladeleistung ermöglicht und zusätzliche Netzdienstleistungen wie Netzstützung, Phasenschieberbetrieb, Netzsymmetrierung und Oberschwingungskompensation für eine aktive Verbesserung der Netzspannungsqualität realisiert. Ein neues Verfahren zur Optimierung der Phasenregelung erzielte eine höhere Effizienz der Kompensation der Oberschwingungen der Netzspannung. Diese Funktionen wurden an einem Prototyp der intelligenten Ladesäule in einem Inselnetz praktisch erforscht
Interaction with Limited Resource Systems in the Context of Sustainable Mobility: User Experience when Dealing with Electric Vehicles in Critical Range Situations
Get PDFDer globale Klimawandel gehört zu einem der wichtigsten Themen, die in Politik, Wirtschaft und Wissenschaft diskutiert werden. Der Reduzierung des weltweiten CO2-Ausstoßes wird dabei ein besonderer Stellenwert beigemessen. Auch im Transportsektor wird eine Verringerung der CO2-Emissionen angestrebt. Um dieses Ziel zu erreichen sollte die Nachhaltigkeit im Transportwesen erhöht werden.
Elektrofahrzeuge können enorm zu diesem Ziel beitragen. Dies setzt voraus, dass sie während ihrer gesamten Nutzungsphase mit Strom aus regenerativen Energien geladen werden. In diesem Zusammenhang ist es wichtig, auch bei der Produktion auf eine möglichst hohe Nachhaltigkeit zu achten. Das bedeutet, dass die Ressourcen, die zur Produktion eines Elektrofahrzeugs (zum Beispiel Energieressourcen oder eingesetzte Materialien für die Batterieproduktion) möglichst gering gehalten werden sollten.
Daher wird empfohlen, die maximale Kapazität einer Batterie und somit die verfügbare Reichweite eines Elektroautos gemäß der tatsächlichen Reichweitenanforderungen der Fahrer auszulegen. Dies bedeutet jedoch, dass Elektroautofahrer mit vergleichbar geringeren Reichweiten umgehen müssen als beim Verbrennerfahrzeug. Zusätzlich ist das Wiederherstellen der Reichweitenressourcen, also das Nachladen des Elektrofahrzeugs, mit höherem Aufwand verbunden als das Nachtanken eines Verbrennerfahrzeugs, da es heutzutage vergleichbar weniger öffentliche Schnelllademöglichkeiten gibt und das Nachladen relativ viel Zeit in Anspruch nimmt.
Daher wird die Interaktion mit den Reichweitenressourcen eines Elektrofahrzeugs als relativ herausfordernd wahrgenommen. Dies führt dazu, dass die reichweitenbezogene Nutzerzufriedenheit und das Reichweitenerleben der Fahrer beeinträchtigt und die verfügbaren Reichweitenressourcen nicht optimal ausgenutzt werden. Darüber hinaus wird die limitierte Reichweite von Elektrofahrzeugen häufig auch als eine der wichtigsten Barrieren für die generelle Akzeptanz und Nutzung von Elektrofahrzeugen diskutiert. Um das Potenzial eines Elektrofahrzeugs hinsichtlich der Erhöhung der Nachhaltigkeit im Transportsektor voll auszuschöpfen ist es daher unerlässlich, Möglichkeiten zu finden um diese Barriere unter Beachtung der Anforderungen des Fahrers zu überwinden. Ergänzend zu technischen Lösungen wie zum Beispiel der Weiterentwicklung der Batterietechnology oder der Implementierung einer größeren Anzahl von öffentlichen Schnelllademöglichkeiten, sollten weitere Strategien entwickelt werden um das Reichweitenerleben der Elektroautofahrer zu verbessern und sie zu einer möglichst effizienten Ausreizung der verfügbaren Reichweitenressourcen zu befähigen.
Reichweitenstress ist ein wichtiges Konzept in diesem Zusammenhang. Reichweitenstress ist besonders relevant in der Interaktion mit Elektrofahrzeugen auf Grund des relativ begrenzten Zugangs zu Schnellladestationen und relativ langer Ladedauern. Das Konzept ist aber auch auf anderen Arten der Mensch-Technik-Interaktion im Transportsektor übertragbar (z.B. auch auf Verbrennerfahrzeuge). Im Rahmen der vorliegenden Dissertation wird davon ausgegangen, dass sich Reichweitenstress und das breiter definierte Phänomen Reichweitenangst negativ auf die Zufriedenheit mit der Reichweite und der effizienten Nutzung von Elektrofahrzeugen auswirken. Um den maximalen Nachhaltigkeitseffekt von Elektrofahrzeugen ausschöpfen zu können, müssen daher Möglichkeiten gefunden werden um den erlebten Reichweitenstress zu verringern und der Entstehung von Stress vorzubeugen. Die vorliegende Dissertation trägt zu diesem Ziel bei, indem sie ein detailliertes Verständnis zu Reichweitenstress und dem Einfluss verschiedener Resilienzfaktoren im Rahmen von 5 Zeitschriftenartikeln (4 veröffentlich, 1 zur Veröffentlichung eingereicht) zur Verfügung stellt. Resilienzfaktoren meint dabei Faktoren, welche die Fähigkeit des Fahrers mit kritischen Situationen umzugehen erhöhen und somit das Erleben von Stress verringern.
Das erste Forschungsziel dieser Arbeit bestand darin, das Konzept Reichweitenstress zur Beschreibung des Reichweitenerlebens in kritischen Reichweitensituationen (d.h., Situationen mit geringem Reichweitenpuffer) zu etablieren, ein theoretisches Rahmenmodell zur Erklärung von Reichweitenstress und möglichen Einflussfaktoren zur Verfügung zu stellen sowie eine Methode zur Erfassung von Reichweitenstress im experimentellen Kontext zu prüfen.
Die Ergebnisse der Arbeit konnten zeigen, dass sich das Konzept Reichweitenstress dafür eignet, das Erleben der Fahrer zu beschreiben. Das bereits existierende Modell zur adaptiven Reichweitenkontrolle wurde auf den speziellen Fall einer Fahrt in einer kritischen Reichweitensituation angewendet und um das Konzept Reichweitenstress sowie möglicher, aus der Literatur abgeleiteter, Einflussfaktoren erweitert. Dies ermöglicht es, potenzielle stressreduzierende Faktoren abzuleiten um diese empirisch in einem Feldexperiment zu untersuchen, welches im Rahmen dieser Dissertation weiterentwickelt und getestet wurde. Es konnte gezeigt werden, dass es möglich ist, eine kritische Reichweitensituation in einem Feldexperiment herzustellen. Die Nutzung einer Coverstory ist in diesem Zusammenhang zu empfehlen (z.B. längere Strecke kommunizieren als dann tatsächlich gefahren werden muss).
Das zweite Forschungsziel bestand darin, den Einfluss potenzieller Resilienzfaktoren auf den erlebten Reichweitenstress empirisch zu untersuchen. Basierend auf dem weiterentwickelten Modell der adaptiven Reichweitenkontrolle wurden mehrere Faktoren abgeleitet, die einen Einfluss auf das Reichweitenerleben haben sollten: (1) Wissen über Einflussfaktoren auf die Reichweitenentwicklung oder Wissen über Möglichkeiten zum energie-effizienten Fahren, (2) praktische Fahrerfahrung mit Elektrofahrzeugen sowie das Erleben einer kritischen Reichweitensituation, (3) Persönlichkeitseigenschaften wie zum Beispiel Kontrollüberzeugungen im Umgang mit Technik und schließlich (4) technische Systemeigenschaften wie zum Beispiel die wahrgenommene Verlässlichkeit des im Fahrzeug integrierten Systems zur Reichweitenschätzung.
Die Ergebnisse zeigten, dass die Vermittlung von relevanten Informationen zur Reichweite eines Elektrofahrzeugs das Reichweitenerleben zum Teil verbessern kann. Insbesondere detaillierte Informationen zum energie-effizienten Fahren haben das Potenzial um Reichweitenstress zu verringern. Daher sollten dem Fahrer diese Informationen auf vielfältigen Wegen zur Verfügung gestellt werden. Dies könnte zum Beispiel über Informationsbroschüren, im Rahmen theoretischer Trainings zur Verbesserung der Interaktion mit dem Elektrofahrzeug, bereits vor dem Kauf durch den Berater oder eventuell sogar im Rahmen der theoretischen Fahrschulausbildung geschehen. Ein weiterer vielversprechender Ansatz wäre die Bereitstellung der relevanten Informationen direkt während der Fahrt durch Informations-, Assistenz- und Tutorsysteme.
Praktische Fahrerfahrung sowie das Erleben und erfolgreiche Bewältigen einer kritischen Reichweitensituation in einer relativ geschützten Umgebung konnten Reichweitenstress ebenfalls verringern. Daher wird empfohlen Probefahrten mit Elektrofahrzeugen sowie Praxistrainings anzubieten, die im Idealfall auch eine unterstützte Fahrt in einer kritischen Reichweitensituation beinhalten sollten. Durch das aktive Auseinandersetzen mit den Grenzen der Reichweite kann ein Lernprozess angestoßen werden, der zu einem effizienteren Umgang mit den Reichweitenressourcen des Fahrzeugs führt. Auch in diesem Kontext bieten Assistenzsysteme im Fahrzeug ein großes Potenzial. Sie sollten so gestaltet sein, dass sie einen aktiven Umgang mit der Reichweite sowie eine kritische Auseinandersetzung mit der Reichweitendynamik ermöglichen und fördern.
In der vorliegenden Dissertation konnte gezeigt werden, dass Persönlichkeitsmerkmal wie hohe Emotionale Stabilität und hohe Kontrollüberzeugungen im Umgang mit Technik mit einem geringeren erlebten Reichweitenstress zusammenhängen. Dies hat vor allem theoretische Implikationen und kann dazu beitragen, relative Unterschiede zwischen Individuen zu verstehen. Zudem konnte gezeigt werden, dass technische Systemeigenschaften wie die wahrgenommene Verlässlichkeit des Systems zur Reichweitenschätzung (z.B. zu Grunde liegender Algorithmus, Aktualität und Genauigkeit der angezeigten Reichweiteninformationen) ein wichtiger Faktor im Zusammenhang mit reduziertem Reichweitenstress darstellt. Daher sollte darauf geachtet werden, die verbliebene Reichweite eines Elektrofahrzeugs möglichst genau und verlässlich zu schätzen (z.B. Integration möglichst vieler Einflussfaktoren in den Algorithmus zur Reichweitenschätzung) sowie gut verständlich und nachvollziehbar zu präsentieren.
Das dritte Forschungsziel bestand schließlich darin, die Relevanz des Konzepts Reichweitenstress auch jenseits des experimentellen Settings zu überprüfen. Bisherige Forschung konnte zeigen, dass der alltägliche Umgang mit Elektrofahrzeugen eher durch das Vermeiden kritischer Reichweitensituationen gekennzeichnet ist. Daher stellte sich die Frage, ob Reichweitenstress und der Einfluss der Resilienzfaktoren auch im Alltagserleben eine Rolle spielt. Die Ergebnisse einer Langzeit-Feldstudie konnten zeigen, dass Reichweitenstress in Form von Sorgen oder Bedenken bezüglich der Reichweite durchaus relevant im täglichen Umgang mit Elektrofahrzeugen ist. Zudem konnte gezeigt werden, dass die identifizierten Resilienzfaktoren (z.B. praktische Fahrerfahrung und technische Systemeigenschaften) auch unter alltäglichen Bedingungen das Erleben von Reichweitenstress verringern können.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Reichweitenstress ein relevantes Konzept im Zusammenhang mit der Interaktion mit Elektrofahrzeugen darstellt. Das Erleben von Reichweitenstress kann durch verschiedene Resilienzfaktoren wie zum Beispiel relevante Wissenselemente und Erfahrungen positiv beeinflusst werden. Aus den Ergebnissen lassen sich Strategien und Design-Empfehlungen für Informations- und Assistenzsysteme ableiten. Dadurch kann das Reichweitenerleben verbessert und ein effizienter Umgang mit der Reichweite gefördert werden. Dies trägt schließlich auch dazu bei, die Zufriedenheit mit Elektrofahrzeugen sowie deren Akzeptanz zu verringern. Somit kann ein Beitrag zur Erhöhung der Nachhaltigkeit im Transportsektor geleistet werden.
Das Elektrofahrzeug stellt in dem Zusammenhang nur ein Beispiel für Systeme dar, die einen Umgang mit begrenzten Ressourcen erfordern. Die theoretischen Konzepte, Annahmen, Ergebnisse sowie Schlussfolgerungen der vorliegenden Dissertation können auch auf andere Formen der Mensch-Maschine-Interaktion übertragen werden, welche sich dadurch auszeichnen, dass eine Interaktion mit dem technischen System zu einer Verringerung der Ressourcen führt. Diese Arbeit kann also auch einen Betrag dazu leisten, den Stress und die mentale Beanspruchung beim Umgang mit diesen Systemen zu verringern sowie den effizienten Umgang mit begrenzten Ressourcen zu verbessern.:I Synopsis
1 Sustainability in the Context of Road Transport
2 The Challenge of Battery Electric Vehicles‘ Limited Range and the Contribution of the Present Dissertation
3 Overview of the Dissertation
4 Interaction with Battery Electric Vehicles' Range
4.1 Psychological Reference Values for the Regulation of Range Resources
4.2 The Adaptive Control of Range Resources (ACOR) Model
5 User Experience in Critical Range Situations
5.1 The Concept of Range Stress - Conceptual Framework and Empirical Investigation
5.1.1 Range Stress as One Facet of Drivers’ Experience in Critical Range Situations
5.1.2 Adaption of the ACOR Model with the Focus on Range Stress
5.1.3 Empirical Investigation of Range Stress and the Effects of Resilience Factors
5.2 Reduction of Range Stress - Influence of Inter-Individual Differences and Technical System Characteristics
5.2.1 The Influence of Domain Specific Knowledge on Range Stress
5.2.2 The Influence of Practical Driving Experience on Range Stress
5.2.3 The Influence of Personality Traits and Technical System Characteristics on Range Stress
5.3 Everyday Range Stress - Relevance of Range Stress and Resilience Factors in the Daily Interaction with Battery Electric Vehicles
6 Research Objectives of the Dissertation
6.1 Research Objective 1: Providing a Conceptual Framework and Validating a Methodology to Examine Range Stress and the Influence of Resilience Factors
6.2 Research Objective 2: Examining the Influence of Range-Related Knowledge, Practical Driving Experience, Personality Traits and Technical System Characteristics on Range Stress
6.3 Research Objective 3: Investigation of Range Stress and Specific Resilience Factors in the Everyday Usage of Battery Electric Vehicles
7 Overview of the Methodology
7.1 Field-Experimental Studies to Investigate Range Stress in a Critical Range Situation
7.1.1 General Setup of the Field Studies
7.1.2 Specific Characteristics of the Particular Field Studies
7.2 Long-Term Field Trial to Investigate Range Stress in Everyday BEV Interaction
8 Discussion and Critical Reflection of the Results
8.1 Research Objective 1: Providing a Conceptual Framework and Validating a Methodology to Examine Range Stress and the Influence of Resilience Factors
8.1.1 The Adapted ACOR Model (ACOR-c) with the Focus on Range Stress
8.1.2 Empirical Investigation of Range Stress in a Field-Experimental Setting
8.2 Research Objective 2: Examining the Influence of Range-Related Knowledge, Practical Driving Experience, Personality Traits and Technical System Characteristics on Range Stress
8.2.1 Influence of Range-Related Knowledge on Range Stress
8.2.2 Influence of Practical Driving Experience on Range Stress
8.2.3 Subjective Range Competence as Relevant Factor for Drivers’ Range Experience
8.2.4 Influence of Personality Traits and Technical System Characteristics on Range Stress
8.3 Research Objective 3: Investigation of Range Stress and Specific Resilience Factors in the Everyday Usage of Battery Electric Vehicles
9 Implications of the Results
9.1 Implications for the Conceptual Framework and the Methodology
9.2 Implications Regarding Range-Related Knowledge, Practical Driving Experience, Personality Traits and Technical System Characteristics
9.3 Implications Regarding Range Stress in the Everyday Interaction with Battery Electric Vehicles
10 Conclusion
11 References
II Preliminary Study: Understanding the impact of electric vehicle driving experience on range anxiety
III Paper 1: First-time experience of critical range situations in BEV use and the positive effect of coping information
IV Paper 2: User experience with electric vehicles while driving in a critical range situation – a qualitative approach
V Paper 3: Individual differences in BEV drivers’ range stress during first encounter of a critical range situation
VI Paper 4: Positive influence of practical electric vehicle driving experience and range related knowledge on drivers' experienced range stress
VII Paper 5: Which factors can protect against range stress in everyday usage of battery electric vehicles? Towards enhancing sustainability of electric mobility systems
VIII Curriculum Vitae
IX Publication
Multiaxialer Räderprüfstand - Auslegung eines hoch dynamischen Hexapoden mittels moderner Simulationswerkzeuge
Get PDFDer neu entwickelte Multiaxiale Räderprüfstand wurde für hoch dynamische Radkräfte konzipiert. Das Prüfstands-Konzept basiert auf einer Parallelkinematik im Hexapoden-Design. Die Auslegung der Kinematik und der Kräfte wurde mit Creo MDO/MDX durchgeführt. Die grundsätzliche Vorgehensweise wird anhand von Beispielen aufgezeigt. Aufgrund der hohen Dynamik ist es erforderlich das maschinendynamische Verhalten bei der Auslegung zu berücksichtigen. Dazu wurde ein Simulationsmodell des gesamten Prüfstandes in Creo Simulate erstellt und entsprechende Modal- und dynamische Frequenzanalysen durchgeführt. Der grundsätzliche Modellaufbau und Simulationsergebnisse werden vorgestellt. Auch auf die Verifizierung durch Messungen wird eingegangen. Letzter Punkt ist das Ableiten eines geeigneten Sub-Simulations-Modells, welches den Kraftfluss der Hexapoden-Architektur für weitere Untersuchungen richtig abbildet
Topologieoptimierung und CAD- Modellaufbereitung für den 3D-Druck
Get PDFNeuartige funktionsbedingte Bauteilgeometrien in geringen Stückzahlen lassen sich mit verschiedenen Methoden der additiv, generativen Fertigung, populärwissenschaftlich 3D- Druck genannt, effizient herstellen. Für den Konstrukteur solcher Bauteile bedeutet dies ebenfalls neuartige Methoden als bisher anzuwenden. Bauteilgeometrien, die hinsichtlich einer Zielgröße optimiert sind, können mit der Topologieoptimierung auf Basis eines FE- Modells rechnerisch ermittelt werden. Während die Topologieoptimierung schon seit
längerem bekannt und etabliert ist, war die durchgängige Nutzung einer gemeinsamen Datenbasis häufig durch Hindernisse geprägt. Im vorliegenden Artikel werden die heutigen Möglichkeiten anhand des FE-Systems ANSYS aufgezeigt und hinsichtlich des effizienten praktischen Einsatzes bewertet.Innovative function-related component geometries in small quantities can be produced efficiently with different methods of additive, generative manufacturing, in a popular science known as 3D printing. For the designer of such components it also means to use other methods as usual. Component geometries optimized regarding to a target size can be calculated using topology optimization based on a FE model. While topology optimization has been known and established for a long time, the consistent use of a common database was often characterized by obstacles. In this article today's possibilities are shown with the FE system ANSYS and evaluated with regard of the efficient practical use
Alkoxid- und Amidverbindungen der Gruppe-14-Elemente Germanium und Silicium als molekulare Präkursoren zur Herstellung kohlenstoffhaltiger Kompositmaterialien
Get PDFIn der vorliegenden Arbeit wird die Synthese von Germanium- und Siliciumverbindungen ausgehend von chelatisierenden Aminoalkoholen [XC6H3(CH2Y)-2-R1-4-R2-6; unterschiedliches Substitutionsmuster mit X = OH und Y = NHR3 bzw. X = NHR3 und Y = OH; R1 = H, Me, Br; R2 = H, t-Bu, CH2Tipp; R3 = Alkyl, Aryl], Diaminen [EtHNC6H4(CH2NHPr)-2] bzw. Diolen [HOC6H3(CH2OH)-2-R4-6; R4 = H, t-Bu] beschrieben. In den Synthesen der Germanium- und Siliciumverbindungen werden verschiedene Strukturmotive erhalten. Neben den vierwertigen z.T. spirocyclischen Germanium- und Siliciumverbindungen werden zudem zweiwertige Analoga u.a. Germylene und ein Cyclotetrasilan vorgestellt. Darüber hinaus werden Synthesewege von Fluorido- und Hydridosilikaten, die ein fünffach koordiniertes Siliciumatom enthalten, aufgezeigt. Die Verbindungen wurden durch NMR-Spektroskopie sowie Infrarotspektroskopie und hinsichtlich ihres thermischen Verhaltens durch TGA- und DSC-Messungen charakterisiert. In ausgewählten Fällen erfolgte die Bestimmung der Molekülstrukturen im Festkörper mittels Einkristallröntgenstrukturanalysen.
Neben der Synthese von Molekülverbindungen wird die Darstellung von Kompositmaterialien vorgestellt, wobei die molekularen Verbindungen als Präkursoren verwendet wurden. So wird die Zersetzung von Germaniumamidoalkoxiden unter Argonatmosphäre zu Ge@C Materialien (Germaniumgehalt bis 41 %) vorgestellt. Außerdem ist die Fluorid-initiierte Zwillingspolymerisation ausgehend von den in dieser Arbeit synthetisierten Fluoridosilikate zur Darstellung organisch-anorganischer Hybridmaterialien, bestehend aus einem Phenolharznetzwerk und Siliciumdioxid, beschrieben. Die Nachbehandlung der Hybridmaterialien liefert mikroporösen Kohlenstoff (BET Oberflächen bis 1220 m2∙g-1) und fluoridhaltiges mesoporöses Siliciumdioxid (BET Oberflächen bis 690 m2∙g-1). Die Hybrid- bzw. Kompositmaterialien wurden mittels Festkörper-NMR-Spektroskopie, Pulverröntgendiffraktometrie, Stickstoffadsorptionsmessungen sowie Rasterelektronenmikroskopie und energiedispersiver Röntgenspektroskopie analysiert
Saving Face in Front of the Computer? Culture and Attributions of Human Likeness Influence Users' Experience of Automatic Facial Emotion Recognition
Get PDFIn human-to-human contexts, display rules provide an empirically sound construct to explain intercultural differences in emotional expressivity. A very prominent finding in this regard is that cultures rooted in collectivism—such as China, South Korea, or Japan—uphold norms of emotional suppression, contrasting with ideals of unfiltered self-expression found in several Western societies. However, other studies have shown that collectivistic cultures do not actually disregard the whole spectrum of emotional expression, but simply prefer displays of socially engaging emotions (e.g., trust, shame) over the more disengaging expressions favored by the West (e.g., pride, anger). Inspired by the constant advancement of affective technology, this study investigates if such cultural factors also influence how people experience being read by emotion-sensitive computers. In a laboratory experiment, we introduce 47 Chinese and 42 German participants to emotion recognition software, claiming that it would analyze their facial micro-expressions during a brief cognitive task. As we actually present standardized results (reporting either socially engaging or disengaging emotions), we manipulate participants' impression of having matched or violated culturally established display rules in a between-subject design. First, we observe a main effect of culture on the cardiovascular response to the digital recognition procedure: Whereas Chinese participants quickly return to their initial heart rate, German participants remain longer in an agitated state. A potential explanation for this—East Asians might be less stressed by sophisticated technology than people with a Western socialization—concurs with recent literature, highlighting different human uniqueness concepts across cultural borders. Indeed, while we find no cultural difference in subjective evaluations of the emotion-sensitive computer, a mediation analysis reveals a significant indirect effect from culture over perceived human likeness of the technology to its attractiveness. At the same time, violations of cultural display rules remain mostly irrelevant for participants' reaction; thus, we argue that inter-human norms for appropriate facial expressions might be loosened if faces are read by computers, at least in settings that are not associated with any social consequence
Adhesion of Polyurethane-Steel Hybrids and Influence of Annealing on its Durability and Lifetime
Get PDFNowadays, polymer-metal hybrids are covering a broad range of advanced applications, especially in the automotive or aerospace industries where high performance and lightweight components are highly demanded. Hybrid parts may offer additional functionality regarding strength, durability, impact and wear resistance without sacrificing size or weight of the full component. However, there are still challenges regarding improving the adhesion between dissimilar materials such as metals to polymers and its composites. There is a lack of research about the influence of a post heat treatment on adhesion and durability in polymer-metal hybrids manufactured through an overmolding processing chain. There is also a need for using adhesive promoters that may offer simultaneous corrosion protection to metallic substrates in order to extend the lifecycle of the part when subjected to diverse harsh environments.
In this work, two organic coatings used as adhesive promoters on steel substrates were investigated: the first one is a polyester-based powder-coat adhesive developed in the Leibniz-Institute in Dresden. The second one is a high performance anti-corrosive electrophoretic paint that has never been reported in the literature as an intermediate adhesive layer in a thermoplastic-polyurethane (TPU) overmolding processing chain. A TPU was overmolded on both pre-coated steel substrates, and the adhesion of the polymer to the metal substrate was investigated after a heat treatment (annealing), and a subsequent hygrothermal aging at different temperature-humidity conditions. The influence of the annealing process on the adhesion and durability of the multilayered specimen was investigated in depth; similarly, failure modes and lifetimes were evaluated after the hygrothermal aging. Lifetime predictions calculated from kinetic parameters for solid decomposition -obtained from thermogravimetric analysis- were validated experimentally with polyurethane-steel hybrids commonly used as district heat pipes.
Adhesion of TPU on the steel substrate using both organic coatings as adhesive promoters was successful due to the contribution of new physical-chemical and mechanical interactions at the polymer-coating interface, especially after annealing at 100 °C for 20 h. Additionally, heat treated hybrids exhibited a much better performance because of the apparent increased in the anchoring density at the polymer-metal interfaces. It is conclusive that progressive failure of the multilayered specimen is strongly dependent on water diffusion rather than thermolysis of any of the components, as it was detected by FTIR, and observed in the micrographs on the artificially-aged hybrid surfaces.
Finally, accelerated aging was used to correlate lifetime predictions throughout the analysis of the kinetics of degradation using TGA experiments and mechanical tests. The calculated values of the activation energy evidence that durability of the polyurethane-based polymers is affected by temperature and humidity at the conditions described in this work. Lifecycle is directly related to kinetic parameters, and especially to the activation energy, EA. This kinetic parameter for pre-aged specimens, and particularly for those subjected to higher temperature conditions, were lower when compared to the fresh polymer; as it was demonstrated that TGA analysis is a primary tool to predict lifetime for thermoplastic and thermosetting polyurethanes