TU Braunschweig: LeoPARD - Publications And Research Data
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Biomechanical parameters of marram grass (Calamagrostis arenaria) for advanced modeling of dune vegetation
Full text linkThis study investigates the biomechanical properties of marram grass (Calamagrostis arenaria, formerly Ammophila arenaria) over a 12-month period on the island of Spiekeroog, Germany, to enhance the modeling of coastal dune dynamics. The research reveals significant seasonal variations in the stiffness and Young modulus of the vegetation, with higher values observed in winter, indicating increased mechanical resistance important for dune stability during storm events. In summer, increased flexibility and density are prominent, enhancing dune accretion. To account for these dynamics, the study emphasizes the importance of incorporating seasonally adjusted parameters into models, particularly accounting for the increased horizontal density, the presence of flower stems in summer, and the longer leaf lengths in winter. The differentiation among plant parts is highlighted, with flower stems providing the highest structural support due to their greater stiffness, while leaves contribute more to flexibility and dynamic responses. Interestingly, the minimal differences between green and brown leaves suggest that these can be treated similarly in modeling efforts, simplifying parameterization without compromising accuracy. Additionally, the study found no consistent evidence that wind exposure significantly affects the biomechanical properties of marram grass, suggesting that wind influence may not need to be factored into biomechanical models. The results also demonstrate that the biomechanical properties of marram grass are broadly transferable between fixed and dynamic dune systems, supporting their applicability across various coastal environments. The key outcome of this research is the detailed compilation of the biomechanical traits of marram grass's aboveground vegetation, reflecting the seasonal dynamics found in dune processes, which will serve as a valuable resource for future modeling efforts of dune vegetation and their surrogates
Characterisation, selection and combination of phages for therapeutic application against various multi-resistant Pseudomonas aeruginosa strains
No full textPhagen sind Viren, die spezifisch Bakterien infizieren und lysieren können. Aufgrund dieser Eigenschaft gelten sie als vielversprechende Therapieoption bei schwer behandelbaren bakteriellen Infektionen. Trotz ihres großen Potenzials sind zuerst Untersuchungen zur Phagensuszeptibilität, Sicherheitsaspekten, Resistenzentwicklung und optimalen Applikationsstrategien erforderlich, bevor ihr klinischer Einsatz erfolgen kann. Ziel der Arbeit war es Pseudomonas Phagen für die therapeutische Anwendung gegen Pseudomonas aeruginosa zu isolieren, charakterisieren und kombinieren. Zusätzlich wurde getestet, ob der Plattformprozess aus dem Projekt PhagoFlow für die Produktion diverser Phagen geeignet ist. Dazu wurde ein diverses klinisches Stämmepanel zusammengestellt, das 141 P. aeruginosa Isolate umfasste. Dabei handelte es sich um Stämme aus diversen klinischen Indikationen, darunter Atemwegs-, Urogenital- und Wundinfektionen. Das Stammpanel wies eine hohe Antibiotikaresistenz auf, die sowohl bioinformatisch aus den Genomen abgeleitet als auch phänotypisch getestet wurde. Dabei wurden 62 % der Stämme als vier MRGN (multiresistente gramnegative Bakterien) eingestuft. Darüber hinaus wurde eine hohe Diversität des Lipopolysaccharides (LPS) festgestellt, wobei die O Antigen Serotypen O6 (25 %) und O11/O17 (21 %) am häufigsten vertreten waren. Jeder untersuchte Stamm enthielt mindestens einen bis 13 intakte Prophagen. Dieses Stämmepanel wurde genutzt, um 23 neue Phagenspezies und sechs neue Phagengenera zu isolieren. Da bislang keine standardisierte Methode zum Testen der Phagensuszeptibilität existiert, wurde basierend auf 25 diversen Phagen ein systematischer Vergleich zwischen dem Double-Agar Overlay Plaque Assay (DPA) und dem Planktonic Killing-Assay (PKA) durchgeführt. Die Übereinstimmung beider Methoden betrug 70 %. Während der Phage PTLAW1 auf festem Medium ein breites Wirtspektrum hatte, erwiesen sich die Phagen HHBS36_1 und HHBS55_2 in flüssigem Medium als besonders effizient. Die Möglichkeit des gemeinsamen Testens mehrerer Phagen ließ beim PKA ein hohes Automatisierungspotenzial erkennen. Kombinationen verschiedener Phagengenera zeigten in vitro ausgeprägte Synergieeffekte, die bei sequentieller Applikation geringfügig effektiver waren als in einer simultanen Darreichung. Insgesamt ermöglichte eine in silico Kombination von acht Phagen unterschiedlicher Phagengenera eine Abdeckung von 92 % der getesteten Stämme. Im Vergleich dazu erreichte der kommerzielle Pyo-Cocktail™ eine maximale Abdeckung von 60 %. Die Korrelation bioinformatischer Daten mit den Ergebnissen der Phagensuszeptibilitätstestung ließ darauf schließen, dass bakterielle Abwehrsysteme nur einen geringen Einfluss auf die Phage-Wirt Interaktionen ausüben. Dagegen scheinen integrierte Prophagen, der O-Antigen Serotyp sowie die Ausprägung bakterieller Strukturen wie Pili und Flagellen eine zentrale Rolle zu spielen. Außerdem bestand eine positive Korrelation zwischen Antibiotika- und Phagenresistenz. Im Rahmen der Arbeit wurde demonstriert, dass der Plattformprozess des PhagoFlow Projektes zur Herstellung weiterer Caudoviricetes Phagen unter den gegebenen Spezifikationen geeignet ist. Oxford Nanopore Technologie (ONT)-DNA Sequenzierung kann zur Identitätsbestimmung von Phagen angewendet werden. Zurückblickend hätte eine Erweiterung der Phagenproduktion in PhagoFlow um zusätzliche Phagen eine breitere therapeutische Anwendung ermöglicht, da aufgrund mangelnder Phagensuszeptibilität infizierender P. aeruginosa Stämme im Projekt nur ein Teil der Patienten behandelt werden konnte.Phages are viruses that specifically infect and lyse bacteria. Due to this property, they are considered a promising therapeutic option for difficult-to-treat bacterial infections. Despite their great potential, studies on phage susceptibility, safety aspects, resistance development and optimal application strategies are required before they can be used clinically. The aim of this study was to isolate, characterize and combine Pseudomonas phages for therapeutic application against Pseudomonas aeruginosa. In addition, it was tested whether the platform process from the PhagoFlow project is suitable to produce various phages. For this purpose, a diverse clinical strain panel was assembled, comprising 141 P. aeruginosa isolates. These strains originated from various clinical contexts, including respiratory tract, urogenital, and wound infections. The strain panel exhibited high antibiotic resistance, which was both bioinformatically deduced from the genomes and phenotypically tested. As a result, 62 % of the strains were categorised as four MRGN (multi-resistant Gram-negative bacteria). Furthermore, high diversity of the lipopolysaccharide (LPS) was observed, with O-antigen serotypes O6 (25 %) and O11/O17 (21 %) being the most prevalent. Each analysed strain harboured between one and 13 intact prophages. This strain panel was used to isolate 23 novel phage species and six novel phage genera. Since no standardised method for phage susceptibility testing exists to date, a systematic comparison was carried out using 25 diverse phages to evaluate the Double-Agar Overlay Plaque Assay (DPA) and the Planktonic Killing Assay (PKA). The concordance between both methods was 70 %. While phage PTLAW1 exhibited a broad host range on solid medium, phages HHBS36_1 and HHBS55_2 proved particularly effective in liquid medium. The ability to test multiple phages together revealed a high potential for automation in the PKA. Combinations of different phage genera showed pronounced synergistic effects in vitro, which were slightly more effective in sequential application than in simultaneous administration. Overall, an in silico combination of eight phages from different phage genera enabled coverage of 92 % of the tested strains. In comparison, the commercially Pyo-Cocktail™ achieved a maximum coverage of 60 %. Correlation of bioinformatic data with phage susceptibility testing suggested that bacterial defense systems exert only minor influence on the phage-host interaction. In contrast, integrated prophages, the O-antigen serotype, and the expression of bacterial structures such as pili and flagella appear to play a central role. A positive correlation was also observed between antibiotic and phage resistance. This study demonstrated that the PhagoFlow platform process is suitable to produce additional Caudoviricetes phages under the defined specifications. Oxford Nanopore Technology (ONT) DNA sequencing can be used to determine identity of phages. Looking back, the expansion of used phage panel of the PhagoFlow project by further phages could have enabled broader therapeutic success, as only a subset of patients could be treated due to the limited phage susceptibility of the infecting P. aeruginosa strains
Erste Ordnung zur Änderung der Entgeltordnung des International House der Technischen Universität Braunschweig
No full textErste Ordnung zur Änderung des Besonderen Teils der Prüfungsordnung für den Bachelorstudiengang "Mathematik für Computational Sciences" mit dem Abschluss "Bachelor of Science (B.Sc.)" der Carl-Friedrich-Gauß-Fakultät der Technischen Universität Braunschweig.
No full textNumerical Design of Tailored Thermoplastic Fiber-Reinforced Plastic Laminates for Improved Formability
Full text linkDie steigenden Anforderungen an Sicherheit und Komfort in der Automobilbranche führen zu einer kontinuierlichen Zunahme des Fahrzeuggewichts, was sich negativ auf die Energieeffizienz und CO₂-Emissionen auswirkt. Faser-Kunststoff-Laminate (FKL) bieten durch ihr hohes Leichtbaupotenzial eine vielversprechende Lösung zur Reduktion des Fahrzeuggewichts. Insbesondere thermoplastische FKL eignen sich für eine großserientaugliche Herstellung schalenförmiger Strukturbauteile mittels Thermoforming. Allerdings ist die Umformbarkeit dieser Werkstoffe aufgrund der fehlenden Plastizität der Endlosfasern eingeschränkt, was zu fertigungsbedingten Defekten führen kann. Ein vielversprechender Ansatz zur Verbesserung des Umformverhaltens besteht in der gezielten Trennung der Verstärkungsfasern, wodurch ein pseudo-plastisches Materialverhalten erzeugt wird. Bisherige Konzepte aus der Literatur weisen über das gesamte Halbzeug homogen verteilte Faserunterbrechungen auf. Somit liegen in Bereichen geringer Umformgrade vermeidbare Faserunterbrechungen vor, die zu keiner Verbesserung der Umformbarkeit, jedoch zu einer Reduzierung der strukturellen Bauteileigenschaften führen können. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung einer numerischen Methodik zur Auslegung maßgeschneiderter FKL, über die die Gestaltungsparameter der Faserunterbrechungen bestimmt werden, um so die Umformbarkeit zu verbessern und zugleich den Verlust der strukturellen Eigenschaften zu minimieren. Der Ansatz basiert auf der gezielten Segmentierung unidirektionaler Tapes, wodurch eine relative Verschiebung der Tape-Segmente während der Umformung ermöglicht und Spannungen reduziert werden. Durch experimentelle Untersuchungen wurde der Einfluss der Gestaltungsparameter auf die mechanischen und Umformeigenschaften analysiert. Anhand einer zweidimensionalen Umformgeometrie wurde die Auslegemethodik mit der über die Materialcharakterisierung geschaffene Datenbasis entwickelt und mittels experimenteller Umformversuche validiert. Dabei wurde das ausgelegte maßgeschneiderte FKL mit herkömmlichen und pseudo-plastischen FKL verglichen. Über die Formabweichung konnte gezeigt werden, dass maßgeschneiderte FKL im gleichen Maße wie pseudo-plastische FKL zu einer Reduzierung der durch den Umformprozess induzierten Spannungen führen. Somit konnte eine Verbesserung der Umformbarkeit bei Minimierung der Faserunterbrechungen mit dem Einsatz von maßgeschneiderten FKL nachgewiesen werden. Eine abschließende Übertragung auf eine dreidimensionale Geometrie bestätigt die Vorteile des Konzepts, indem der Scherwinkel in zwei von drei doppelgekrümmten Bereichen reduziert werden konnte.The increasing demands for safety and comfort in the automotive industry are leading to a continuous increase in vehicle weight, negatively impacting energy efficiency and CO₂ emissions. Fiber-reinforced plastic laminates (FRPL) offer a promising solution for weight reduction due to their high lightweight potential. In particular, thermoplastic FRPLs are well suited for large-scale production of shell-shaped structural components using thermoforming. However, the formability of these materials is limited due to the lack of plasticity in continuous fibers, which can result in manufacturing defects. A promising approach to improving formability involves the targeted segmentation of reinforcement fibers to induce pseudo-plastic material behavior. Existing concepts in the literature feature homogeneously distributed fiber discontinuities across the entire semi-finished product. As a result, unnecessary fiber interruptions occur in areas with low forming degrees, which do not improve formability but can reduce structural component properties. This study aims to develop a numerical methodology for designing tailored FRPLs, optimizing fiber discontinuity parameters to enhance formability while minimizing the loss of structural properties. The approach is based on the controlled segmentation of unidirectional tapes, allowing relative displacement of tape segments during forming and reducing internal stresses. Experimental investigations were conducted to analyze the influence of design parameters on mechanical and forming properties. Using a two-dimensional forming geometry, the design methodology was developed based on material characterization data and validated through experimental forming trials. The tailored FRPL was compared with conventional and pseudo-plastic FRPLs. Form deviation analyses demonstrated that tailored FRPLs achieve a similar stress reduction during forming as pseudo-plastic FRPLs. Thus, improved formability was achieved while minimizing fiber discontinuities. The final transfer of the methodology to a three-dimensional geometry further confirmed its advantages, as the shear angle could be reduced in two out of three double-curved regions
Interdisziplinäre Perspektiven auf Extended Realities in der Bildung: Book of abstracts
No full textOn the 25. and 26.09.2025 the internally funded project Interdisciplinary Perspectives on Extended Realities in Education (INTERXR) hosted the concluding conference of the funding phase (01.10.2024-30.09.2025). The conference included not only highlights from the project, but was also a possibility to invite international experts to Braunschweig. Furthermore, the conference included technical presentations, one invited symposium, and a panel discussion. The book of abstracts includes the abstracts for all presentations
Sicherheit und Risiko – ein Beitrag zur Bedeutung grundlegender Begriffe
No full textDer Betrieb automatisierter Straßenfahrzeuge im öffentlichen Straßenverkehr bedeutet, dass ein breites Spektrum an Stakeholdern Anliegen an die Sicherheit dieser Systeme hat. In diesem Kapitel werden Bedeutungen und Anwendungen des Begriffs „Sicherheit“(aus dem Englischen safety) aus den Perspektiven verschiedener Interessengruppen analysiert. Hierbei wird beispielhaft die Sicht von Ingenieur*innen, Gesetzgeber*innen, Verbraucherorganisationen und der breiten Öffentlichkeit eingenommen und ihre Sicherheitsinteressen bezüglich automatisierter Fahrzeuge formuliert. Diese Sicherheitsinteressen unterscheiden sich durch die darin berücksichtigten Risiken. Unsere Analyse veranschaulicht, dass Sicherheitsbegriffe teilweise explizit definiert werden und teilweise implizit zusammen mit den assoziierten Risiken beschrieben werden. Dementsprechend sind Schlussfolgerungen und Analysen des Begriffs „Sicherheit“erforderlich, um dessen mutmaßlich intendierte Bedeutung in seiner Verwendung herauszuarbeiten. Die Analyse zeigt auf, dass Stakeholder unterschiedliche Risiken mit sicheren automatisierten Fahrzeugen verbinden, was zu unterschiedlichen Erwartungen, unter welchen Umständen ein automatisiertes Fahrzeug sicher ist, führen kann. Auf Basis dieser Analyse werfen wir Fragen auf, welche betroffene Stakeholdern bei einer detaillierten Unterscheidung des Sicherheitsbegriffs und darin berücksichtigter Risiken unterstützen können. Mit diesem Beitrag zur expliziten Kommunikation von Risiken automatisierter Fahrzeuge können zukünftige Diskussionen zwischen Stakeholdern über Ansätze zur Absicherung dieser Systeme unterstützt werden
Ökologische Bewertung und Gestaltung von Recycling Systemen für Lithium-Ionen Batterien
No full textRecycling plays a pivotal role in reducing material-related emissions in Lithium-ion battery (LIB) production, along with other motivators, such as supply resilience, expectations of consumers, society, and governments. However, LIB recycling is a complex and dynamic system consisting of different products, processes, and markets. Its assessment requires a concept that can handle this complexity and provides targeted decision support. This research work presents a concept that contributes to the environmental assessment and engineering of LIB recycling systems. It further identifies environmental hotspots and potential mitigation options, enhancing the potential of LIB recycling systems as a supplier of environmentally sustainable battery materials. At the beginning the development of LIBs in electric vehicles is introduced, followed by the motivation behind LIB recycling from a life cycle perspective and the environmental assessment of LIB recycling systems and a definition of the research questions. Afterwards, the theoretical background on LIBs, available LIB recycling technologies, as well as market and legal requirements in Europe is presented. The theoretical background concludes with a description of methods for environmental assessment and engineering in recycling systems, namely Life Cycle Assessment and Life Cycle Engineering. Further, a missing common understanding of recycling systems and quantification of indicators is elaborated. Subsequently, the state of research in the area of environmental assessment of LIB recycling is reviewed. The identified research contributions are categorized and evaluated regarding their perspective on product, process, market, and environment. The identified research gaps highlight the current lack of a concept that allows a prospective and integrated environmental assessment of LIB recycling systems considering jointly product, process and market developments. For the developed concept first a common understanding of battery recycling systems and corresponding indicator quantification are provided. On this foundation a framework for the concept is developed and its modules are explained in detail. The framework is structured based on the Life Cycle Assessment framework according to ISO 14040, extended by a stakeholder analysis at the beginning and Life Cycle Engineering as the final module. Models and evaluations of the product, process and market perspective are integrated along the framework. Additionally, a guide for implementation, that is based on the V-model concept is introduced. Hereafter, three exemplary applications of the concept, with a special focus on the Life Cycle Inventory calculation are presented. The exemplary application provides decision support for three relevant stakeholders: first a battery designer, second a recycling process engineer, and third a market or compliance manager. The results of the model-based assessments reveal in-depth product-process-system interdependencies and identify environmental hot-spots for different assessment perspectives and on different levels. Based on these identified environmental hot-spots a Life Cycle Engineering is conducted assessing potential mitigation options.Das Recycling spielt eine Schlüsselrolle bei der Verringerung der materialbedingten Emissionen in der Produktion von Lithium-Ionen-Batterien (LIB), zusammen mit anderen Motivatoren, wie z.B. der Resilienz der Lieferkette, sowie den Erwartungen der Verbraucher, Gesellschaft und Regierungen. Das Recycling von LIBs ist jedoch ein komplexes und dynamisches System, das aus verschiedenen Produkten, Prozessen und Märkten besteht. Die Bewertung eines solchen Systems erfordert ein Konzept, das diese Komplexität bewältigen kann und eine gezielte Entscheidungshilfe bietet. Diese Forschungsarbeit stellt ein Konzept vor, das zur Umweltbewertung und zum Engineering von LIB-Recyclingsystemen beiträgt. Es identifiziert darüber hinaus ökologische Hotspots und potenzielle Minderungsoptionen, um das Potenzial von LIB-Recyclingsystemen als Lieferant von ökologisch nachhaltigen Batteriematerialien zu erhöhen. Zu Beginn wird die Entwicklung von LIBs in Elektrofahrzeugen vorgestellt, gefolgt von der Motivation für das LIB-Recycling aus einer Lebenszyklusperspektive und der Umweltbewertung von LIB-Recyclingsystemen. Anschließend wird der theoretische Hintergrund zu LIBs, LIBRecyclingtechnologien sowie Markt- und Gesetzesanforderungen in Europa dargestellt. Der theoretische Hintergrund wird mit der Beschreibung von Methoden zur Umweltbewertung, nämlich Life Cycle Assessment und Life Cycle Engineering, abgeschlossen. Darauf aufbauend wird der Stand der Forschung auf dem Gebiet der Umweltbewertung von LIB-Recyclingssystemen untersucht. Die identifizierten Forschungsbeiträge werden kategorisiert und hinsichtlich ihrer Perspektive auf Produkt, Prozess, Markt und Umwelt bewertet. Die identifizierten Forschungslücken verdeutlichen das derzeitige Fehlen eines Konzepts, das eine prospektive und integrierte Umweltbewertung von LIB-Recyclingsystemen ermöglicht. Für das entwickelte Konzept werden zunächst ein gemeinsames Verständnis von Batterierecyclingsystemen und eine entsprechende Indikatorquantifizierung bereitgestellt. Auf dieser Grundlage wird ein Bezugsrahmen für das Konzept präsentiert. Der Aufbau des Konzepts basiert auf dem Konzept des Life Cycle Assessments nach ISO 14040, erweitert um eine Stakeholder-Analyse zu Beginn und Life Cycle Engineering als letztes Modul. In das Konzept sind Modelle und Bewertungen aus der Produkt-, Prozess- und Marktperspektive integriert. Zusätzlich wird ein Vorgehensmodell für die Umsetzung vorgestellt, der auf dem V-Modell-Konzept basiert. Im Nachgang werden drei beispielhafte Anwendung des Konzepts mit besonderem Fokus auf die Ermittlung der Sachbilanz vorgestellt. Die beispielhafte Umsetzung bietet Entscheidungshilfen für drei relevante Akteure: erstens einen Batteriedesigner, zweitens einen Experten für Recyclingprozesse und drittens einen Markt- oder Compliance-Manager. Die Ergebnisse der modellbasierten Bewertungen zeigen tiefgreifende Produkt-Prozess-System-Interdependenzen auf und identifizieren ökologische Hotspots für verschiedene Bewertungsperspektiven und auf verschiedenen Ebenen. Auf der Grundlage dieser identifizierten ökologischen Hotspots wird ein Life Cycle Engineering durchgeführt, bei dem potenzielle Minderungsoptionen bewertet werden
Semi-analytical Timoshenko beam model for symmetrical 1D acoustic black holes: Efficient quantification of the influence of geometric model parameters on acoustic behaviour
No full textAcoustic black holes (ABH) are a promising measure for improving the vibroacoustic behaviour of lightweight structures. Their potential can be further exploited through additive manufacturing (AM), which allows for greater design freedom and multi-material designs compared to conventional processes. In order to fully exploit the potential of AM for ABH structures, a clear understanding of the interactions between process parameters, geometric parameters, mechanical variables and acoustic behaviour is required. Global sensitivity analyses (GSA) combined with ABH models enable the precise identification and quantification of these fundamental relationships. However, sample-based GSA approaches require a large number of model evaluations, which leads to very high computational costs when numerical methods such as the finite element method (FEM) are used. This contribution therefore presents a semi-analytical 1D ABH model based on Timoshenko's beam theory, which enables efficient and comprehensive global sensitivity analyses. The ABH area is divided into discrete beam elements with effective geometric and material-specific properties due to the multi-material design. Numerical validation of the model using FEM shows that acoustic behaviour can be predicted with sufficient accuracy over a wide frequency range. Based on this, a global sensitivity analysis was also carried out to determine the influence of geometric parameters on acoustic behaviour, revealing non-additive, clearly non-linear behaviour with pronounced interaction effects. In summary the proposed modelling approach offers considerable potential for further investigation of various fundamental relationships between additively manufactured ABH structures and acoustic properties compared to numerical methods
Investigation and modeling of the surface properties of plasma diffusion-treated austenitic stainless steels
No full textIn dieser Arbeit wurden Plasmadiffusionsbehandlungen unter Variation des Prozessgases und der Behandlungsparameter Temperatur und Dauer durchgeführt sowie deren Auswirkungen auf die Mikrostruktur untersucht. Ziel war einerseits die Erarbeitung eines Grundlagenverständnis, um das Potential dieser Behandlungsverfahren für die Funktionalisierung metallischer Bipolarplatten abzuschätzen und andererseits die Entwicklung eines Modells zur prozesssicheren, ressourceneffizienten Erzielung der Oberflächeneigenschaften für tribologische Anwendungen. Dazu wurden im Rahmen der Literaturrecherche und dem aktuellen Stand der Technik vier Hypothesen erarbeitet und überprüft. Als Substratwerkstoff diente der austenitischer rost- und säurebeständige Stahl X2CrNiMo17-12-2 (1.4404) im lösungsgeglühten und polierten Zustand. Die Auswahl der Behandlungsparameter orientierte sich an den typischen Prozessfenstern aus der Industrie. Hinsichtlich dem Anwendungsfall der metallischen Bipolarplatte zeigte das Plasmanitrieren durchweg eine Zunahme der Stromdichte und ist damit als Behandlungsverfahren ungeeignet. Die plasmanitrocarburierten Proben zeigten zwar geringere Stromdichten, allerdings erfolgte der Korrosionsangriff nicht gleichmäßig, sondern in Form von Lochfraß. Mit dem Plasmacarburieren hingegen konnte die höchste Korrosionsbeständigkeit erzielt werden – unabhängig ob sich prozessbedingt eine kohlenstoffhaltige Schicht auf der Oberfläche ausbildete oder nicht. Der Grenzflächenwiderstand wurde durch alle Behandlungen im verschiedenen Maße reduziert, stieg nach der korrosiven Beanspruchung jedoch unterschiedlich stark an. Dies kann mit der veränderten Rauheit, der Ausbildung zusätzlicher Phasen und Veränderung der Passivschichtzusammensetzung durch die Plasmadiffusionsbehandlung begründet werden. Eine eindeutige Erklärung dieser Effekte bedarf jedoch weiterer Untersuchungen und oberflächensensitiverer Analytik. Im Rahmen der Modellentwicklung wurde das Plasmanitrieren als geeignetes Verfahren bestimmt, da die Prozesse zu den höchsten Oberflächenhärten führten und daher die beste Option für Anwendungen mit abrasivem Verschleiß darstellen. Das empirisch entwickelte Modell ermöglicht es die S‑Phasendicke als Funktion der Behandlungstemperatur und ‑dauer mit einem maximalen, relativen Fehler von 7 % vorherzubestimmen. Weiterhin wurde die Änderung des Korrosionsverhaltens durch eine Bewertungsskala implementiert, sodass das Modell die simultane Visualisierung der S‑Phasendicke und die Veränderung im Korrosionsverhalten für das Plasmanitrieren darstellt.In this study, plasma diffusion treatments were conducted by systematically varying the process gas and the treatment parameters (temperature and duration). The effects of these variations on the microstructure were also investigated. The objective of this research was to develop a fundamental understanding of these treatment processes to evaluate their potential for the functionalization of metallic bipolar plates. Additionally, the study sought to establish a model for the reliable and resource-efficient achievement of surface properties for tribological applications. To achieve this objective, four hypotheses were formulated and verified on the basis of a comprehensive review of the extant literature and the current state of the art. The austenitic stainless and acid-resistant steel X2CrNiMo17-12-2 (316 L) was utilized as the substrate material in the solution-annealed and polished condition. The selection of the treatment parameters was based on the typical process parameters employed in industry. In relation to the implementation of the metallic bipolar plate, plasma nitriding exhibited a consistent increase in current density, thus classifying it as an unsuitable treatment method. While the plasma nitrocarburized samples demonstrated reduced current densities, the corrosion behavior manifested as pitting, rather than uniform attack. Conversely, plasma carburizing resulted in the highest corrosion resistance, irrespective of the formation of a carbon-containing layer on the surface subsequent to the process. All treatments reduced the interface resistance to varying extents; however, this increased after exposure to the corrosive environment. This phenomenon can be attributed to alterations in surface roughness, the emergence of additional phases, and modifications in the composition of the passive layer, which are induced by the plasma diffusion treatment. Nevertheless, a comprehensive understanding of these effects necessitates further investigations and the employment of surface-sensitive analysis techniques. During model development, plasma nitriding was identified as a suitable process, as it resulted in the highest surface hardness and is therefore ideal for abrasive wear applications. The empirically developed model enables the thickness of the S‑Phase to be predicted as a function of treatment temperature and duration, with a maximum relative error of 7 %. Moreover, the change in corrosion behavior was implemented by means of a rating scale, thus allowing the model to simultaneously visualize the S‑Phase thickness and the change in corrosion behavior for plasma nitriding