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Wenn Laser und LEDs zuverlässig Daten übertragen, Bilder projizieren oder Moleküleigenschaften messen sollen, ist das Optimieren ihrer Strahlprofile unerlässlich. Refraktive Strahlformer meistern diese Aufgabe flexible und effizient. Fortschrittliche Design- und Fertigungsmethoden erschließen diesen Mikrooptiken Zukunftsmärkte wie die digitale Projektionstechnik oder Labs-on-Chip.

Der Aufsatz führt in kurzer Form in das noch relativ junge Themengebiet "Polymerkeramiken" ein. Hierbei handelt es sich um zumeist amorphe und sauerstoffarme Keramiken, die durch Pyrolyse aus metallorganischen Polymeren darstellbar sind. Die wesentlichen Herstellungsschritte, charakteristische Eigenschaften und Anwendungsfelder werden angesprochen.

Elastomer matrices extend the range of fiber reinforced plastics (FRP). The work presents an overview over materials and processing methods for such E-FRP. First, an overview of low-viscosity elastomer systems is given, which are suitable for E-FRP. Twelve different fiber-matrix-combinations based on polyurethanes and silicones are analysed with respect to their curing behavior and the mechanical properties. The fiber-matrix-adhesion of the silicone matrix resins on glass and aramid fibers was found to much lower than for the polyurethanes and silicones. The measured strength of the glass fiber reinforced samples are between 66,0 MPa and 649,4 MPa for the fiber direction and between 0,6 MPa and 14,6 MPa in cross fiber direction, while the aramid fiber reinforced samples reached a strength between 460,0 MPa and 880,0 MPa in fiber direction and between 56 and 2666 MPa in cross fiber direction. In contrast to the samples with polyurethane and epoxy matrix the silicone matrix samples did not exhibit a significant drop in storage modulus with temperature.For a pneumatic muscle with symmetrical laminate construction the expansion behavior of flexible E-FRP structures is described. A model for the expansion of such structures, which takes into account the matrix stiffness and fiber elongation, is developed.

The dissertation deals with the development of a dispersion process for the production of both non-magnetic and magnetic alginate beads. A combination of three different emulsifiers and silicon oil as dispersion medium is used for bead production. For bead characterization the iron and calcium content as well as the mean bead size and size distribution are determined. Light, electron and scanning force microscopy are used to describe bead morphology and surface structure. SQUID magnetometer measurements are used to determine the magnetic behaviour of the solid beads. The beads stability within a chelating agent is established by the release of the incorporated magnetite relative to the concentration of the chelating agent. To stabilize the bead chemically towards those agents, three different methods are compared. A surface coat of polyethylenimine offers the best protection. The polyethylenimin coat enables the magnetic alginate beads to separate (magnetic separation) the azo dye Kongored from its solutions. The second part of this dissertation describes studies of heating characteristics of ferrofluids and their influence on lymphocytes and HeLa cells. The ferrofluids are characterized through the determination of their iron content, particle size and inductive heating behaviour in a high frequency magnetic field. Their specific adsorption rates are determined. Cytotoxicology studies on lymphocytes enable a rough differentiation between the tested fluids concerning their cytotoxic effects. By incubing HeLa cells with a ferrofluid solution it is possible to determine the adsorbed iron content per cell in relation to the incubation period.

Durch die Einführung von Klebetechnik in Omnibusherstellung wurde auch die Anwendung von neuen Werkstoffen ermöglicht, vor allem die glasfaserverstärkten Kunststoffen. Einige von früher üblichen Verbindungstechniken sind durch das neue Verfahren allmählich verdrängt worden, was auch der Einfluß auf die Formgebung von Konstruktionsteilen genommen hat. In der vorliegenden Arbeit ist der Einsatz von Klebeverfahren in Kleinserienproduktion von Omnibussen geschildert, mit Rücksicht auf bisherigen im klassischen Maschinenbau üblichen Herstellungsverfahren.

The VISTA system can be used to measure deformation ratios of bigger object zones in an automated manner within short time. The VISTA system takes gridcovered and formed sheets by a mobile measuring probe consisting of four CCD-cameras. Based on continuum mechanics algorithms taken over from map surveys, there are calculated the following parameters relevant for the metalforming procedure: deformation ratios, strains and sheet thickness variation for all measuring points.

Nanokristallines zrO2 sowie Y2O3-stabilisiertes (8 Mol-%) ZrO2 mit einer Primärpartikelgröße um 10 nm wurde in Lösung über eine Wachstumsreaktion hergestellt. Die Aggregation der über den Wachstumsprozeß entstehenden nanoskaligen Teilchen konnte durch Adsorption eines nichtionischen oberflächenaktiven Tensids an die Partikeloberfläche verhindert werden, das seine stabilisierende Wirkung auch in einem nachfolgenden Kalzinierschritt beibehält. Auf diese Weise gelang es, redispergierbares und kristallines ZrO2 Pulver (tetragonal mit 5 Mol %, kubisch mit 8 Mol % Y2O3) mit Teilchengrößen um 10 nm bei Temperaturen unterhalb 300°C herzustellen. Aus diesen Pulvern waren nanodisperse Suspensionen herstellbar, die über kolloidale Verarbeitungstechniken (Foliengießen, Schlicker(druck)guß, Extrusion) zu kompakten Formkörpern verarbeitet werden konnten. Die Formkörper besitzen ein gleichmäßiges Grüngefüge mit mittleren Porendurchmessern um 5 nm bei Gründichten bis zu 55% der Theorie. Sinterversuche zeigten, daß eine Verdichtung von monoklinem sowie stabilisiertem (tetragonalem, kubischem) ZrO2 auf ca. 99 % des theoretischen Wertes bei Temperaturen unterhalb 1070°C erreicht wird. Gefügeuntersuchungen ergaben sehr gleichmäßige Sintergefüge mit Korngrößen unterhalt 100 nm.

A fabrication and a processing process of nanoparticles by chemical synthesis routes have been developed for ceramic and nanocomposite materials. The investigation shows that microemulsion and controlled growth processes followed by solvo-thermal treatment can be used for the preparation of agglomerate-free powders to be either incorporated into polymer matrices for nanocomposites or to be processed to ceramics. For obtaining green densities up to 60% by volume, appropriate surface modification techniques for controlling the particle-to-particle interaction have been developed. As alternative route also leading to nanocomposites, the so-called in situ process has been established. For this route, alkoxide and organic nanomer containing systems are hydrolysed, processed to films or bulk components with optical quality.

For batch production series a pretreatment of steel sheet surfaces is not possible. For this case specific adhesives have been developed and successfully tested for structural adhesively bonding of non-pretreated steel. This joining technology shows a number of advantages for car body construction and all other metal-frabricating industries. The successful utilization of anaerobic adhesives for bonded camshafts leads to a reduction of weight for these pieces. Furthermore the materials used for cams and shafts can be adapted to their requirements if adhesive bonding technique is used. The conventional joining of stainless steel by e.g. welding shows a number of disadvantages. If adhesives are used for joining the properties of the stainless steel adherends are not influenced inadmissibly by the joining process. The structural adhesively bonding of stainless steel is possible. The results presented in this publication make clear the innovative potential of adhesive bonding technique for the future.

Bei der Herstellung von geklebten Papiersäcken wird der Klebstoff mit Klischee-Auftragswalzen auf die gefalteten und gestaffelten Oberflächen von mehrlagigen Sackböden aufgetragen. Dies geschieht intermittierend bei hohen Taktzahlen - bis zu 250 Säcke/min. Um die unebenen Flächen miteinander nicht nur fest, sondern auch dicht zu verkleben, neigen die Maschinenführer dazu, um vermeintlich sicherzugehen, den Klebstoff besonders dick aufzutragen. Dies führt, da es sich in der Regel um einen wässrigen Stärkeleim handelt, zur übermäßigen Durchfeuchtung des Papiersacks und dadurch zu seiner Schwächung. Um die Abfüllbarkeit der durchfeuchteten Säcke zu erreichen, müssen diese bei hohem Raum- und Energieaufwand u. U. mehrere Wochen konditioniert werden. Erforderlich sind dünne, gleichmäßige Klebstoffaufträge. Um der Gefahr der Unterdosierung zu begegnen, bzw. die optimale Dosierung sicherzustellen, ist eine Klebstoffauftragsregelung erforderlich. Die wichtigste Voraussetzung einer funktionsfähigen Regelung ist der Einsatz leistungsfähiger Sensoren zur Erfassung des Klebstoffauftrags im Sackbodenleger. Zwei Sensorsysteme wurden entwickelt, die berührungslos, inline und in Echtzeit die gemessenen Daten an ein Prozeßleitsystem liefern. Das physikalische Prinzip der Messung beruht auf der Absorption von Mikrowellen bei dem ersten und auf der Emission von Fluoreszenzstrahlung bei dem zweiten System. Die Konstruktion und Arbeitsweise werden dargelegt. Der vorliegende Teil 1 behandelt die Sensortechnik auf der Basis der Fluorimetrie, der Teil 2 (in Vorbereitung) die Sensortechnik auf dem Prinzip der Mikrowellenabsorption sowie die Bedingungen für die Integration der Sensoren in die Sackbodenleger.

High accuracy in precision machinery can be achieved by using new materials such as polymer concrete. The possibility of using these materials in service depends mainly on the physical features of the materials and on the material dependency of the machine-parts. The construction, manufacturing and testing of the precision machines mentioned in this article have led to a better understanding of the materials and to the development of expressions relating to their use.

Das Pressen von Holzspänen unter den Bedingungen der Spanplattenherstellung ruft darin verschiedene chemische Veränderungen hervor. Allein infolge thermischer Behandlung (ohne Zufuhr von chemischen Stoffen) nimmt der pH-Wert und der Acetylgruppengehalt der Späne ab. Die Wirkung des Preßvorgangs auf diese Eigenschaften ist in anwesenheit von Härtungsbeschleuniger und Formaldehyd besonders ausgeprägt. Die Späne setzen je nach Holzart unterschiedliche Mengen an flüchtigen Säuren frei, die bei Eichenholzspänen bemerkenswert groß sind. Durch den Preßvorgang werden ferner die Hemicellulosen anhydrolysiert, mithin nimmt der Gehalt an löslichen Kohlenhydraten zur. Das Ausmaß der Veränderung in Holzspänen hängt nicht nur von der Holzart ab, sondern auch von der Lage der Späne in den Spanmatten.

Recently, a variety of different n-type Si solar cells with carrier-selective contacts featuring tunnel oxides achieving remarkable cell results has been presented. Theoretical investigations on this topic are rare, especially simulations actually accounting for tunneling through the oxide interlayer. In this work we investigate the influence of different parameters affecting the passivation quality and thus the device performance by means of numerical device simulation. Thereby, a fundamental understanding of solar cells with carrier-selective contacts featuring tunnel oxides is generated which is essential to further develop this promising technology.

Ausbreitungs- und Freisetzungsexperimente mit radioaktiven Stoffen wie z.B. PuO2-Pulver zur Abschätzung der potentiellen Umweltbelastungen bei unfallverursachter Freisetzung (z.B. bei Bränden) verbieten sich aus sicherheitstechnischen Gründen. Derartige Messungen können daher nur mit einem Modellpulver durchgeführt werden. Um vergleichbare und realistische Resultate zu erhalten, muß das Modellpulver hinsichtlich seiner aerodynamischen Massenverteilung an ein in der Produktion verwandtes PuO2-Pulver angeglichen werden. Als Modellpulver wurde Cer-IV-Oxid mit einem Reinheitsgrad von 90% ausgewählt.

Im Fraunhofer-Institut für Holzforschung (WKI) wurde ein Halbtrockenverfahren zur Herstellung eines neuen gipsgebundenen Plattenwerkstoffes entwickelt, das gegenüber der konventionellen Gipswerkstofferzeugung zu erheblichen Energieeinsparungen, vorwiegend im Bereich der Trocknung führt. Nach diesem Verfahren wird das erforderliche Hydrationswasser dem Bindemittel feinverteilt über die bewehrend wirkenden Zuschlagstoffteilchen zugeführt. Im Gegensatz zur üblichen fließfähigen Mischung wird ein rieselfähiges, gut streubares Gemenge aus einzelnen Teilchen verarbeitet. Nach dem Verfahren können u.a. gipsgebundene Spanplatten hergestellt werden, deren Eigenschaften denen handelsüblicher plattenförmiger Gipswerkstoffe (Gipskartonplatten und Gipsfaserplatten) entsprechen oder sie übertreffen. Es werden technologische und technische Aspekte des Verfahrens dargestellt und die Eigenschaften des neuen Produktes mit denen anderer Plattenwerkstoffe verglichen.