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ISSN 2192-9963
In dieser Arbeit wurden Thermal Grooving Experimente an Anodenmikrostrukturen, Ni-Polykristallen sowie Ni-Bikristallen durchgeführt und die Korngrenzfurchen mittels eines AFM vermessen. Die Ergebnisse liefern erstmals zuverlässige Werte sowie die komplette Anisotropie der relevanten Materialparameter – der relativen Korngrenzenergien und der Oberflächendiffusionskoeffizienten – von Nickel unter realitätsnahen Betriebsbedingungen einer SOFC-Anode.
In this work, thermal grooving experiments were performed on anode microstructures, Ni polycrystals and Ni bicrystals. The grain boundary grooves were measured by means of an AFM. The results provide for the first time reliable values as well as the complete anisotropy of the relevant material parameters - the relative grain boundary energies and the surface diffusion coefficients - of nickel under realistic operating conditions of an SOFC anode.
Umfang: VIII, 133 S.
Preis: 40.00 €
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Als Fügungen für die Festoxidbrennstoffzelle werden Materialien verwendet, die gasdicht, mechanisch stabil und isolierend sind. In dieser Arbeit wird gezeigt, dass Glaskeramiken als Fügematerial eingesetzt werden können. Es werden lösemittelbasierte und wasserbasierte Suspensionen aus Erdalkali-Silikatglas hergestellt, rheologisch charakterisiert, Schichten mit dem Siebdruckverfahren aufgebracht und anschließend zwischen Stahl- und Keramiksubstraten verlötet.
Solid oxide fuel cells are used to generate electricity from various fuel gases. The sealants between the stack-components should be gas-tight, mechanically stable and insulating. This work shows that glass ceramics can be used as sealant material for fuel cells. Solvent- and water-based suspensions are made from alkaline earth silicate glass and thick layers are produced using the screen-printing process. To demonstrate the applicability, they are soldered between steel and ceramic substrates.
Umfang: X, 201 S.
Preis: 48.00 €
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In dieser Arbeit wird der Einfluss der Kompaktierung von LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2- und Graphit-basierten Elektroden in einem weiten Porositätsbereich vom unverdichteten Zustand bis Porositäten < 20% elektrochemisch bei Stromraten zwischen C/20 und 5C charakterisiert. Aus den ermittelten Kapazitäten werden u.a. gravimetrische und volumetrische Betrachtungen in Ragone-Plots dargestellt und mit den Erkenntnissen der Mikrostrukturanalyse korreliert.
In this work, the influence of compaction of LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 and graphite-based electrodes is characterized electrochemically at current rates between C/20 and 5C in a wide porosity range from uncompacted states to porosities < 20%. From the determined capacitances, gravimetric and volumetric considerations, among others, are presented in Ragone plots and correlated with the microstructural analysis findings.
Umfang: XVI, 266 S.
Preis: 50.00 €
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Most storage materials exhibit phase changes, which cause stresses and, thus, lead to damage of the electrode particles. In this work, a phase-field model for the cathode material NaxFePO4 of Na-ion batteries is studied to understand phase changes and stress evolution. Furthermore, we study the particle size and SOC dependent miscibility gap of the nanoscale insertion materials. Finally, we introduce the nonlocal species concentration theory, and show how the nonlocality influences the results.
Umfang: XIV, 189 S.
Preis: 44.00 €
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Die Arbeit untersucht neutronenbestrahlten EUROFER97 mittels der registrierenden Härtemessung bei hohen Temperaturen. Zunächst wird für die eigens entwickelte Protottypenanlage Karlsruher Hochtemperatur-Indenter eine Prüfvorschrift definiert. Damit ist die Qualität der ermittelten Härtewerte bei hohen Temperaturen vergleichbar mit der von kommerziellen Anlagen bei Raumtemperatur. Die Ergebnisse tragen zu einem besseren Verständnis von Strukturmaterialien in zukünftigen Fusionsreaktoren bei.
The present work investigates neutron-irradiated EUROFER97 by high-temperature indentation. Before, a test procedure is defined for the prototype device Karlsruhe high-temperature indenter. The procedure leads to a quality of the test results at high temperatures comparable to commercial devices at room temperature. The results contribute to a better understanding of structural materials of future fusion reactors.
Umfang: XI, 202 S.
Preis: 44.00 €
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Im Rahmen dieser Arbeit wird der Erstarrungsprozess der Hochtemperaturwerkstoffe mit der Phasenfeldmethode untersucht. Die vorliegende Arbeit umfasst eine vollständige Untersuchungskette, die sich von der Modellierung der Materialsysteme, über die Durchführung repräsentativer Phasenfeldsimulationen, bis hin zur Analyse der sich entwickelnden Mikrostrukturen erstreckt.
In this work, the solidification process of the high-temperature materials NiAl-34Cr und Nb-Si is investigated with the phase-field method. This work includes an entire investigation chain from the modeling of the material systems to the conduction of representative phase-field simulations, and finally to the analyzation of the resulting microstructures.
Umfang: VII, 365 S.
Preis: 56.00 €
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Die Entwicklung hochfester Stähle kann mithilfe numerischer Verfahren beschleunigt werden. Insbesondere die Phasenfeldmethode hat sich als mächtiges Werkzeug etabliert, um die Mikrostrukturentwicklung auf mesoskopischer Längenskala zu beschreiben. In der vorliegenden Arbeit werden Multiphasenfeldmodelle vorgestellt, um die Gefügeentwicklung während der Wärmebehandlung von Stahl numerisch abzubilden.
The development of high-strength steels can be accelerated using numerical methods. In particular, the phase-field method has emerged as a powerful tool to describe the microstructure evolution on the mesoscopic length scale. In the present work, multiphase-field models are presented to numerically display the morphological evolution during the heat treatment of steel.
Umfang: IX, 229 S.
Preis: 47.00 €
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Ferritisch-martensitische Stähle sind etablierte Strukturmaterialien für den Hochtemperatureinsatz. Charakteristisch ist jedoch die kontinuierliche Abnahme der Festigkeit unter zyklischer Belastung. Auf Basis einer umfassenden mechanischen Charakterisierung des Materials wurde ein gekoppeltes, viskoplastisches Materialmodell entwickelt, dass die zyklische Entfestigung und Lebensdauer ferritisch-martensitischer Stähle unter kombinierter Kriech- und Ermüdungsbelastung beschreiben kann.
Ferritic-martensitic steels are established structural materials for high-temperature applications. However, these steels show characteristic softening under cyclic loading. Based on a comprehensive mechanical characterization, a coupled viscoplastic model was established to describe cyclic softening and lifetime of ferritic-martensitic steels under combined creep-fatigue loading.
Umfang: XI, 190 S.
Preis: 45.00 €
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Solid state batteries with a lithium metal electrode are considered the next generation of high energy battery technology. Unfortunately, lithium metal is prone to harmful protrusion or dendrite growth which causes dangerous cell failure. Within this work the problem of protrusion growth is tackled by deriving a novel electro-chemo-mechanical theory tailored for binary solid state batteries which is then used to discuss the impact of mechanics on interface stability by numerical studies.
Umfang: XI, 237 S.
Preis: 46.00 €
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The main objective of this work is to significantly deepen the understanding of the material and the structural behaviour of continuous-discontinuous SMC composites, following a holistic approach to investigate microscopic aspects, macroscopic mechanical behaviour as well as failure evolution at the coupon, structure and component level. In addition, criteria to evaluate the effect of hybridisation are introduced and modelling approaches are presented and discussed.
Umfang: XXX, 403 S.
Preis: 62.00 €
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