Eisen-Palladium-Legierungen sind besonders interessante Funktionsmaterialien, die vielfältige physikalische Eigenschaften besitzen, wie z. B. einen thermischen und magnetischen Formgedächtniseffekt sowie pseudoelastisches und pseudoplastisches Verhalten. In der Zusammensetzung Fe7Pd3 weist dieses Materialsystem zudem Biokompatibilität und eine hohe Duktilität auf, weshalb sich diese Legierung als Material für Implantate oder Aktuatoren im medizinischen Bereich eignet. Der magnetfeldinduzierte Formgedächtniseffekt wird in Fe7Pd3 ausschließlich in einer verzwillingten, kubisch-tetragonalen, martensitischen Struktur beobachtet und hängt von der Beweglichkeit der Zwillingsgrenzen im Material und der magnetischen Anisotropieenergie ab. Mit dem Ziel, Informationen über die Entstehung und das Verhalten von Zwillingsstrukturen an der Probenoberfläche und im Probeninneren zu gewinnen, befasst sich diese Arbeit mit den mechanischen Eigenschaften von freistehenden einkristallinartigen Fe7Pd3-Dünnschichten mit 500 nm Dicke. Bei Dehnungsexperimenten kann der spannungsinduzierte martensitische Phasenübergang in freistehenden Fe7Pd3-Dünnschichten in-situ mit Elektronenmikroskopie beobachtet werden. Während der Dehnung der Proben kann bei diesen Messungen außerdem die spannungsinduzierte Bewegung von Zwillingsstrukturen nachgewiesen werden. Die Beweglichkeit der Zwillingsgrenzen in den Proben wird zudem mit einem Aufbau zur Detektion akustischer Emissionen während Nanoindentations-Messungen untersucht. Bei diesen Messungen kann die spannungsinduzierte abrupte Bewegung von Zwillingsgrenzen festgehalten werden. Hierbei zeigt sich, dass diese in polykristallinen Fe7Pd3-Volumenproben unter Spannung in Bewegung versetzt werden, wohingegen dieses Verhalten in freistehenden Dünnschichten nicht nachgewiesen werden kann. Mit Dehnungsexperimenten und Nanoindentations-Messungen wird zusätzlich der Elastizitätsmodul der Proben bestimmt, der stark von der globalen bzw. lokalen Probenmorphologie beeinflusst wird und 2,2-8,3 GPa bzw. 3,5-10,2 GPa beträgt. Des Weiteren wird die mit Stoßwellen induzierte martensitische Umwandlung untersucht, indem die Ergebnissen von Molekulardynamik-Simulationen ausgewertet werden. Hierbei wird festgestellt, dass diese Behandlung, je nach Oberflächenmorphologie der Probe, eine Transformation zu einzelvariantem oder multivariantem Martensit induziert. Um die Qualität der Probenoberflächen zu verbessern, erfolgt zudem eine systematische Untersuchung des verwendeten Herstellungsverfahrens von Fe7Pd3-Dünnschichten.

Die Amnionmembran (AM) stellt aufgrund ihrer wundheilungsfördernden und narbenreduzierenden Eigenschaften ein nützliches Substrat zur erfolgreichen Behandlung kornealer Läsionen bei Mensch und Tier dar. Beim Hund kommen derzeit für diese Indikation überwiegend xenogene Transplantate zum Einsatz, über allogene Transplantate liegen nur sehr wenige Informationen vor. Um die zeitnahe Verfügbarkeit der AM zu sichern, stellt die Kryopräservation zurzeit ihre häufigste Lagerungsmöglichkeit über einen längeren Zeitraum von bis zu zwei Jahren dar. Das Ziel der vorgelegten Arbeit war die Untersuchung der morphologischen, morphometrischen und mikrobiellen Eigenschaften der kaninen Amnionmembran (KAM) zum Zeitpunkt der Gewinnung und über die Zeit der Kryopräservation bis zu 180 Tagen. Mit der hier vorliegenden Arbeit ist es gelungen die kanine Amnionmembran erstmalig, sowohl im frischen als auch im kryokonservierten Zustand, in ihren morphologischen, morphometrischen und mikrobiellen Eigenschaften zu beschreiben. Es handelt sich hierbei um ein im Gewebe, welches sowohl im frischen als auch im kryokonservierten Zustand eine maßige bis schlechte Gewebsmorphologie aufweist und dessen Dicke im Verlauf der Untersuchung tendenziell abnimmt. Da es sich hierbei um ein sehr dünnes, fragiles Gewebe handelt, sollte es besonders vorsichtig manipuliert werden. Ob der mäßige bis schlechte Zustand der kaninen Amnionmembran, sowohl im frischen als auch kryokonservierten Zustand, einen Einfluss auf das klinische Ergebnis bei der Anwendung an kornealen Defekten hat, muss durch weiterführende Studien geklärt werden.:Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis I 1 Einleitung 1 2 Literaturübersicht 3 2.1 Die Kornea (Hornhaut) 3 2.1.1 Histologischer Aufbau der Kornea 3 2.1.2 Physiologie der Kornea 6 2.1.3 Korneale Defekte 7 2.1.3.1 Ulzerationen 7 2.1.3.2 Andere ausgewählte korneale Erkrankungen 8 2.1.4 Therapie der ulzerativen Keratitis 9 2.1.4.1 Antibakterielle Therapie 10 2.1.4.2 Uveitisprophylaxe und Analgesie 12 2.1.4.3 Gewebsstabilisierung 12 2.1.4.4 Erhalt der kornealen Funktionalität und Transparenz 12 2.1.4.5 Gewebsunterstützung 13 2.1.4.6 Chirurgische Therapie 14 2.1.5 Die Hornhauttransplantation (Keratoplastik) 16 2.1.6 Wundheilung der Kornea 17 2.1.6.1 Epithelheilung 17 2.1.6.2 Stromale Wundheilung 18 2.1.6.3 Endothelheilung 19 2.2 Das Amnion 19 2.2.1 Anatomischer Aufbau beim Fleischfresser 20 2.2.2 Histologischer Aufbau 20 2.3 Eigenschaften der Amnionmembran 21 2.3.1 Antiinflammatorische sowie Narben reduzierende Eigenschaften 21 2.3.2 Reepithelisierung 22 2.3.3 Immunmodulatorische Effekte 23 2.3.4 Einfluss auf die Angiogenese 23 2.3.5 Antimikrobielle Eigenschaften 24 2.3.6 Analgetische Wirkung 25 2.3.7 Mechanische Eigenschaften 25 2.3.8 Permeabilität 25 2.4 Anwendung der Amnionmembran 26 2.4.1 Anwendung der Amnionmembran in der Humanmedizin 26 2.4.2 Anwendung der Amnionmembran in der Veterinärmedizin 26 2.4.3 Chirurgische Techniken zur Rekonstruktion der Korneaoberfläche 29 2.4.4 Konservierungsmethoden der AM zur kornealen Rekonstruktion 30 3 Material und Methoden 34 3.1 Gewinnung und Präparation der kaninen Amnionmembran 34 3.1.1 Gewinnung der Fruchthüllen 34 3.1.2 Ein-und Ausschlusskriterien 35 3.1.3 Isolierung der Amnionmembran 35 3.2 Kryokonservierung der kaninen Amnionmembran 36 3.2.1 Herstellung der Kryokonservierungslösung 36 3.2.2 Durchführung der Kryokonservierung und Lagerung der Proben 36 3.2.3 Definition der Untersuchungszeitpunkte 37 3.3 Histologische Probenaufarbeitung 38 3.3.1 Paraffineinbettung und Schnittpräparation 38 3.3.2 Histologische Auswertung 38 3.3.2.1 Hämatoxylin-Eosin-Färbung (H.E.-Färbung) 38 3.3.2.2 Periodic Acid Schiff Reaktion (PAS-Reaktion) 38 3.3.2.3 Immunhistologische Färbung 43 3.4 Bakteriologische und mykologische Untersuchung 47 3.5 Statistische Auswertung 48 4 Ergebnisse 49 4.1 Histologische Ergebnisse 49 4.1.1 Dickenmessung der Amnionmembran 49 4.1.2 Beurteilung der Basalmembran des Amnions 52 4.1.3 Morphologische Beurteilung der Amnionmembran 61 4.1.4 Zusammenhang zwischen der Dicke und der Stromabeschaffenheit der Amnionmembran 70 4.2 Bakteriologische und mykologische Ergebnisse 71 5 Diskussion 73 5.1 Material und Methoden 74 5.2 Ergebnisse der Dickenmessung der AM 81 5.3 Ergebnisse der Basalmembranbeurteilung (Immunhistologische Untersuchung) 82 5.4 Ergebnisse der morphologischen Untersuchung der AM 84 5.5 Ergebnisse der bakteriologischen und mykologischen Untersuchung 89 5.6 Fazit 93 6 Zusammenfassung 96 7 Summary 98 Literaturverzeichnis 100 Anhang 119 Protokoll der immunhistologischen Färbung (Laminin) 119

The main goal of the present work was the synthesis of alkaline-earth nitridomanganates (AExMnyNz) with extended anionic structures and the characterization of their electronic and magnetic properties. Up to now, only compounds with isolated nitridomanganate anions have been reported in the discussed ternary systems. A systematic exploratory synthesis, employing high-temperature treatment of AE nitrides and Mn under controlled N2 pressure, yielded more than ten new nitridomanganates. Their crystal structures contain anionic building blocks of different dimensionalities, ranging from isolated species to three-dimensional frameworks. In general, the formation of Mn-rich compositions was found to be driven by the emergence of Mn-Mn interactions, which creates a link between nitridometalates and transition-metal-rich binary nitrides. The obtained nitridomanganates display a plethora of interesting phenomena, such as large spin-orbit coupling, magnetic frustration, quenching of magnetism due to Mn-Mn interactions, and metal-insulator transition.

Cast-iron (CI) based bulk amorphous alloy with compositions of Fe₇₅.₅₋ₓC₆.₀ Si₃.₃B₅.₅P₈.₇Cu₁.₀Alₓ (x = 0, 1 at.%) was synthesized by Cu mold casting. As indicated by increased critical diameters (dmax) for the amorphization, the substitution of Al enhanced the glass-forming ability of the alloy. However, the onset temperature of crystallization (Tₓ) and the range of supercooled liquid region (ΔTₓ) of the alloy decreased upon Al addition from 500 °C and 28 °C to 475 °C and 25 °C, respectively. It was revealed that the decreased thermal stability of the amorphous phase is related to the enhanced crystallization tendency to form primary α-Fe phase. Upon the nanocrystallization of primary α-Fe phase the Al-added alloy shows enlarged Ms of 176 emu g⁻¹, still keeping a reasonable small Hc value of 0.086 Oe. The present study revealed that the minor Al addition enhances not only the glass-forming ability, but also the nanocrystallization behavior of the CI based bulk amorphous alloy.

In dieser Arbeit wird der Einfluss von höheren (bis 9 Ma.%) Eisenoxidgehalten auf die Struktur und Eigenschaften von zwei Typen der Silikatgläser untersucht. Die Aufklärung der Struktur erfolgte durch den Einsatz der Mössbauer- und der Lichtspektroskopie. Es konnte gezeigt werden, dass Eisen unabhängig von der Wertigkeit in Alkali- Erdalkali-Silikatgläsern bei oxidierenden Bedingungen in tetraedrischer Koordination vorliegt, während unter reduzierenden Bedingungen die oktaedrische Koordination bevorzugt wird. Bei Alumosilikatgläsern liegt Fe2+ stets 6 fach-koordiniert vor, während Fe3+ die Koordination von 4 zu 6 ändert. Auf Grund ihrer Bedeutung für die Schmelze und Verarbeitung der Gläser wurden die Viskosität in zwei Bereichen, der Transformations- und Einsinkpunkttemperatur, die Wärmedehnung, die Mikrohärte, die Dichte, die Kristallisation und die elektrische Leitfähigkeit der Schmelze näher untersucht. Mit Hilfe der Strukturuntersuchungen konnte die Änderung erklärt werden.

Auf der Basis des Pilling-Bedworth-Verhältnisses für die Charakterisierung der Oxidationsneigung wurden die für die Herstellung von Magnesiumgussteilen in Sandformverfahren relevanten Einflussfaktoren, Formstoff- und Werkstoffkennwerte erfasst. Ausgehend davon werden geeignete Schutzprinzipien und technologische Maßnahmen formuliert. Die vorgeschlagenen Schutzkomplexe (Borsäure und Harnstoff) vermeiden die Oxidation des Magnesiums, reduzieren deutlich den Wasserbedarf und verbessern die Fließeigenschaften des Formstoffes. Die Zusätze sind fluor- und schwefelfrei, was geringe Emissionen und bessere Arbeitsbedingengen ermöglicht. Im Rahmen der Arbeit erfolgte eine umfassende Entwicklung praxistauglicher bentonitgebundener und kalthärtender organischer Formstoffsysteme und Schlichten. Die Einsetzbarkeit der Formstoffe für die moderne Formtechnik wurde nachgewiesen. Die erreichbaren Werkstoffeigenschaften entsprechen den internationalen Normen, hervorzuheben ist die hohe Oberflächenqualität der Gussteile. Die erzielten Ergebnisse wurden auf die realen Bauteile und Herstellungsprozesse, wie z.B. zum Ablösen des Natursandformverfahrens und für die Herstellung eines 4-Zylinder Motorblockes, erfolgreich übertragen. Durch die Realisierung der dargestellten Innovationen im Bereich der Sandformverfahren werden neue Impulse zur Verbesserung der Magnesium-Produktion und damit der internationalen Wettbewerbsfähigkeit im Fahrzeugbau gegeben.

Rückstände wie Filterstäube, Schlämme und Schlacken sind der Zusammensetzung nach den Alumosilikatgläsern zuzuordnen, besitzen aber in der Regel einen hohen Eisengehalt. Schmelzen dieser Stoffe besitzen eine niedrige Viskosität und zeigen eine sehr hohe Neigung zur Kristallisation. Glasige Erzeugnisse aus Recyclingschmelzen kann man durch Kristallisation in Glaskeramik überführen. Geschmolzene Schlacken und Aschen kristallisieren meist sehr schnell während der Abkühlung, so dass bei der Herstellung von Schlackenkeramik, die die Zielstellung der Arbeit ist, für die Produkte größtenteils keine thermische Nachbehandlung erforderlich ist. Die Anwesenheit der färbenden Oxide, wie Eisen-, Chrom-, Manganoxide u.a. tragen dazu bei, dass die Glaserzeugnisse schwarz bis dunkelgrün aussehen. Um die Einsatzmöglichkeiten und die Qualität der vorliegenden Produkte noch weiter zu verbessern, werden verschiedene Nachbehandlungs- und Oberflächenveredlungsverfahren auf ihre Anwendbarkeit untersucht. Die folgenden Punkte stehen im Vordergrund der Untersuchung: Mattierung der Oberflächen durch partielle Kristallisation, Modifizierung der chemischen Eigenschaften und Beschichtung mit farbigen Überzügen. Zur grundlegenden Charakterisierung der Gläser werden Untersuchungen der ausgewählten Eigenschaften vorgenommen. Nach Ermittlung charakteristischer Temperaturen für die Kristallisation werden Glasproben durch eine Temperaturbehandlung zur Kristallisation gebracht. Die entstandenen Kristallphasen wurden mittels röntgendiffraktometrischer Untersuchungen qualitativ und quantitativ charakterisiert.

In diesem Beitrag wird der Neuaufbau eines Versuchsstandes beschrieben, der zur Untersuchung magnetischer Eigenschaften von ferromagnetischen Werkstoffen dient. Angefangen bei der Notwendigkeit eines solchen Versuchsstandes werden der Aufbau, die Komponenten sowie die Besonderheiten beschrieben und erste Messergebnisse nach der Inbetriebnahme gezeigt. / This paper describes the new construction of a test bench used to investigate magnetic properties of ferromagnetic materials. Starting with the necessity of a test bench of this kind, the setup, the components and the special features are described and the first measurement results are shown after commissioning.

Alumina and zirconia based steel-MMCs were produced by pressureless Ti-activated melt infiltration using a high vacuum furnace. The effect of particle size and morphology on the formation of a ceramic network in-situ and MMC properties were investigated using three different alumina powders. The alumina/steel-MMCs were characterised for microstructure, Young’s modulus and strength at room temperature and elevated temperatures, and wear behaviour. Also the use of different types of steel was shown. Zirconia/steel-MMCs were produced using three different types of zirconia powder. With the use of monoclinic and partially stabilised (Ca-PSZ, Mg-PSZ) zirconia powder the effect of the monoclinic to tetragonal phase transformation on MMC microstructure and wear behaviour was shown. Further alumina preforms were successfully infiltrated in argon atmosphere at atmospheric pressure using a standard tube furnace. The infiltration in argon resulted in an increased degradation of the alumina particles. The infiltrations showed further investigations are needed for a better understanding of the mechanism of activated melt infiltration since different reactions (i.e. ceramic/metal interactions, dissolutions and evaporations) occur simultaneously during infiltration.

Die Ermittlung der mechanischen Eigenschaften von PVC-Profilen ist von zentraler Bedeutung in der PVC-Industrie. Das Ziel der vorliegenden Arbeit lag darin, eine neue Messmethode zur schnellen Bestimmung der mechanischen Eigenschaften von PVC-Materialien mittels dynamisch-mechanischer Analyse (DMA) zu entwickeln. Bei PVC-Produkten stellt der Geliergrad ein wichtiges Maß zur schnellen Bewertung der mechanischen Eigenschaften dar. Studien haben ergeben, dass die optimalen mechanischen Eigenschaften meist bei Geliergraden zwischen 70 und 80 % (je nach PVC-Rezeptur) erreicht werden. Die Parameter einer Extrusionsanlage werden daher so eingestellt, dass sich für das Profil ein Wert in diesem Bereich ergibt. Die Zusammenhänge zwischen Geliergrad, mechanischen Eigenschaften (u. a. Zugfestigkeit und Schlagzähigkeit), Kristallinität, Oberflächestruktur (mit REM- und AFM-Aufnahmen beobachtet) und mittels DMA ermittelten Kennwerten von PVC-Profilen wurden untersucht. Die dynamisch-mechanische Analyse fand unter Zug (Belastungsart, die sich am besten zur Messung von thermoplastischen Kunststoffen eignet) mit einer Deformation von 5 mm, bei einer Frequenz von 1 Hz und mit einer Heizrate von 5 K/min (zwischen Raumtemperatur und 100 °C) unter Luft statt. Durch DMA-Messungen war es möglich, PVC-Rezepturen, die bei unterschiedlichen Parametern verarbeitet wurden, zu untersuchen, um die optimalen Extrusionsparameter festzulegen, ohne den Geliergrad ermitteln zu sollen. DMA-Untersuchungen sind auch zur Optimierung von Extrusionswerkzeugen geeignet, da die mittels DMA ermittelten Kennwerten an Proben, die an unterschiedlichen Stellen eines Profils entnommen wurden, gemessen werden kann. Dadurch kann ein Werkzeug so optimiert werden, dass an verschiedenen Stellen eines Profils gleichmäßig gute mechanische Eigenschaften vorhanden sind.