Duplex stainless steels (DSSs), consisting of an equal amount of ferrite and austenite phases, have wide applications in e.g. vehicles, chemical engineering as well as nuclear plant  because  of  the  combination  of  excellent  mechanical properties  and  corrosion resistance.  However,  low  temperature  embrittlement has  existed  for  a  few  decades restricting the application of DSSs over about 250 ºC. When the service temperature ranges from around 250 to 500 °C, DSSs would become brittle because of the phase separation in the ferrite  phase. The phase separation is the  main reason  for the  low temperature embrittlement, and the kinetic of this phase separation achieves the fastest rate at about 475°C, so it is also termed as ‘475°C embrittlement’. Plenty of research has been performed in this field, but the problem remains. The mechanism of phase separation is due to the existence of a miscibility gap in the iron  chromium  binary  system,  and  previous  research  has  reported  some alloying elements can have the potency to delay the phase separation and the goal of my thesis is to investigate the influence of different alloying elements and select one which could be a plausible one to retard phase separation, and subsequently try to mitigate the low temperature embrittlement problem of DSSs. This  work  includes  the  literature survey  of  different  alloying  elements  which could influence   the   microstructure   and   mechanical   properties   of   DSSs   in general. Subsequently the thermodynamic calculation was performed to identify the effect of the  selected  alloying  elements  addition  on  phase  formation during  heat  treatment. Vanadium was selected to be a potentially suitable alloying element to be added into DSSs and experimental investigations were performed on the heat treatment process and the effect of V alloying. The main conclusions of the proposed thesis can be drawn as follow: The elemental addition  of Al,  Si, V,  Nb  and Ti  are  calculated  by Thermo-Calc,  they are  all  ferrite stabilisers and V addition seems most likely to be effective due its combination with the  interstitial  elements  C  and  N.  In  the  experimental  part, vanadium  additions combined with intermediate temperature solution treatment could be effective to retard the age hardening effect and the impact toughness test has a consistent tendency. Also, according to Thermo-Calc calculations and experimental results, the more interstitial elements that combine with V and precipitate from the ferrite phase the better was the performance of the duplex stainless steels. / Duplexa rostfria stål (DSS), bestående av lika stor mängd ferrit- och austenit, har bredtillämpning inom t.ex. fordon, kemiteknik samt kraftverk på grund av kombinationen av utmärkta mekaniska egenskaper och korrosionsbeständighet. Försprödning vid låg temperatur   begränsar emellertid tillämpningen   av   DSS   över   250   °C.   När driftstemperaturen varierar från cirka 250 till 500 ° C så kan DSS bli spröda på grund av   fasseparation   i   ferritfasen.   Fasseparationen   är   den    främsta   orsaken   till lågtemperaturförstöring, och kinetiken för denna fasseparation uppnår den snabbaste hastigheten  vid  cirka  475  °C,  så  den  kallas  också  '475  °C-försprödning'.  Mycket forskning har utförts inom detta område, men problemet kvarstår. Mekanismen för fasseparation beror på förekomsten av ett blandningslucka i det binära järn-krom-systemet, och tidigare forskning har rapporterat att vissa legeringselement kan  ha  förmågan  att  fördröja  fasseparationen.  Målet med mitt  examensarbete  är  att undersöka påverkan av olika legeringselement och välja ett som kan användas för att fördröja fasseparationen och därav mildra problemet med lågtemperaturförsprödning hos DSS. Detta  arbete  inkluderar  litteraturundersökning  av  olika  legeringselement som  kan påverka  mikrostrukturen  och  mekaniska  egenskaper  hos  DSS  i allmänhet.  Därefter termodynamiska beräkningar för att identifiera effekten av de valda legeringselementen på fasjämvikt under värmebehandlingen. Vanadin valdes som ett potentiellt lämpligt legeringselement som kan tillsättas i DSS. Experimentella undersökningar utfördes på värmebehandlingsprocessen och effekten av V-legering. De huvudsakliga slutsatserna av examensarbetetär: tillsatsen av Al, Si, V, Nb och Ti beräknades av Thermo-Calc, de är alla ferritstabiliserande och V-tillsats verkar kunna vara effektiv på grund av dess kombination med de interstitiella elementen C och N. I den    experimentella    delen    studerades vanadintillsatser    i    kombination    med värmebehandling för att fördröja den hårdnandet och försprödningen. Enligt Thermo- Calc-beräkningar  och experimentella  resultat  så  kan  prestanda  förbättras  desto  merinterstitiella element som kombineras med V.

Användningen av ren ny ull i mattor medför både önskvärda mekaniska egenskaper och miljömässiga utmaningar. Ullproduktionen påverkar lokala ekosystem och det globala klimatet på grund av faktorer som överanvändning av kemikalier och otillräcklig djurvård. Dessutom står ullindustrin inför utmaningar relaterade till energi, vatten och kemikalieanvändning under framställningen av ren ny ull. Mattsektorn inom hemtextil är idag den största användaren av ren ny ull, och står för cirka 45 procent av den globala produktionen. FN:s globala mål nr 12.5 är en del av Agenda 2030 och syftar till att främja hållbar konsumtion och produktion. Specifikt handlar målet om att öka återvinningen och minska avfallet inom olika industrier, inklusive textilindustrin. Med FN:s mål samt miljöpåverkan från ren ny ull i åtanke, står mattindustrin inför ökad uppmärksamhet och efterfrågan på återvunna materiella alternativ. Även den omfattande produktionen och konsumtionen av ny plast utgör, likt ren ny ull, betydande miljömässiga hot, med miljontals ton plastavfall som genereras årligen. Hanteringen av plastavfall är en global oro och ett stort utvecklingsområde kopplat till FN:s globala mål. En typ av plastfiber som, även i återvunnet tillstånd, har goda förutsättningar inom hemtextilindustrin tack vare dess mekaniska egenskaper är återvunnen polyetentereftalat, rPET. Denna studie utforskar möjligheten att ersätta ren ny ull med rPET som huvudmaterial i vävda mattor för inomhusbruk, baserat på en balans mellan mekaniska egenskaper och miljöpåverkan. Genom att analysera både de mekaniska egenskaperna och miljöpåverkan av de två materialen, syftar studien till att ge insikt i vilket materialval som kan leda till minsta negativa miljökonsekvenser utan att kompromissa med produktkvalitet. Med hjälp av en kvantitativ ansats undersöker denna studie mekaniska egenskaper och miljöpåverkan av mattor tillverkade med huvudmaterial ren ny ull respektive rPET. Mekaniska tester, inklusive nötningshärdighet och färghärdighet vid nötning, genomförs enligt standardiserade metoder. Bedömningen av miljöpåverkan utförs med enligt Higg Index, ett verktyg med syftet att utvärdera miljöprestanda inom textilindustrin. Resultaten visar att mattor med rPET som huvudmaterial uppvisar överlägsen nötningshärdighet jämfört med de av ren ny ull. Samtidigt visar mattor med ren ny ull något högre färghärdighet vid nötning. Miljöanalysen visar att mattor med huvudmaterial rPET har en lägre total miljöpåverkan jämfört med mattor med huvudmaterial ren ny ull, under förutsättning att övriga parametrar kopplade till produktion och produkt förblir identiska. Slutligen understryker studien vikten av ett informerat materialval vid tillverkning av mattor. Även om rPET erbjuder förbättrade mekaniska egenskaper och minskad miljöpåverkan, beror valet mellan ull och rPET på specifika applikationskrav och hållbarhetsmål. Att modifiera övriga parametrar i mattans näringskedja kan minska miljöpåverkan i samma utsträckning utan att nödvändigtvis ändra det primära materialet. / The use of virgin wool in carpets presents both desirable mechanical properties and at the same time environmental challenges. Wool production affects local ecosystems and the global climate due to factors such as chemical overuse and inadequate animal care. Additionally, the wool industry faces challenges related to energy, water, and chemical usage during manufacture of virgin wool. UN Sustainable Development Goal 12.5, part of Agenda 2030, aims to promote sustainable consumption and production, specifically targeting increased recycling and waste reduction across industries, including textiles. With consideration for these goals and the environmental impact of virgin wool, the carpet industry faces growing attention and demand for recycled material alternatives. Similarly, the extensive production and consumption of new plastics pose significant environmental threats, with millions of tons of plastic waste generated annually. Plastic waste management is a global concern and a major development area linked to UN Sustainable Development Goals. One type of plastic fiber that maintains favorable mechanical properties even in recycled form, suitable for the home textile industry, is recycled polyethylene terephthalate (rPET). This study explores the possibility of replacing virgin wool with rPET as the primary material in woven indoor carpets, based on a balance between mechanical properties and environmental impact. By analyzing the mechanical properties and environmental impact of both materials, the study aims to provide insight into material choices that minimize negative environmental consequences without compromising product quality. Using a quantitative approach, this study examines the mechanical properties and environmental impact of carpets made with virgin wool and rPET as the main materials. Mechanical tests, including abrasion resistance and color fastness to abrasion, are conducted using standardized methods. Environmental impact assessment utilizes the Higg Index, a tool for evaluating environmental performance in the textile industry. The results indicate that carpets with rPET as the main material exhibit superior abrasion resistance compared to those with virgin wool. However, carpets with virgin wool demonstrate slightly higher color fastness to abrasion. The environmental analysis reveals that carpets with rPET as the main material have a lower overall environmental impact compared to those with virgin wool, assuming all other production and product parameters remain constant. In conclusion, this study emphasizes the importance of informed material selection in carpet manufacturing. While rPET offers improved mechanical properties and reduced environmental impact, the choice between wool and rPET depends on specific application requirements and sustainability goals. Modifying other parameters in the carpet's lifecycle can also reduce environmental impact to the same extent without necessarily changing the primary material.

En förväntad ökning av jordens befolkning ställer den redan ökande fiberkonsumtionen på sin spets. Bomull är en av de mest frekvent använda textilfibrerna men dess vatten- och kemikalieanvändning i framställningsprocessen har lett till förödande konsekvenser för människa och miljö. Flera alternativa, hållbara fibrer behöver därmed introduceras på marknaden. Garn av papper från råvaran abacá har länge använts till textila ändamål till följd av dess goda mekaniska egenskaper. På senare år har intresset för fibern ökat främst på grund av dess miljömässiga fördelar i jämförelse med bomull. Garn av papper är dock styvt och känns strävt mot huden. För att vidga pappersgarnets användningsområden måste därför dess taktila egenskaper förbättras genom någon typ av behandling. Textilproduktion är kemikaliekrävande och flertalet av kemikalierna som används är miljö- och hälsofarliga. Det är därför av intresse att hitta en mekanisk metod för mjukgöring snarare än en kemisk. En sådan mjukgöring har därav utvecklats och undersökts inom projektets ramar. Mjukgöringen är en smärglingsbehandling i garnform där garnet leds genom en bladspännare utrustad med två sandpapper som smärgeldukar. Behandlingen ämnar öka antalet utstickande fiberändar och på så vis efterlikna känslan av ett stapelfibergarn. Genom att garnet behandlas redan i garnstadiet kan det sedan användas till valfri textil konstruktionsteknik. För att undersöka effekten av smärglingsbehandlingen har studien delats in i två delar. Den ena delen undersöker två klassiska denimvävar av 100 % papper där väftgarnet i den ena väven har smärglats en gång medan väftgarnet i den andra är obehandlat. Kawabata Evaluation System (KES) har använts för att objektivt analysera vävarnas taktila egenskaper, alltså hur de känns vid beröring. För att undersöka hur vävens ytstruktur förändrats till följd av behandlingen har provkropparna fotograferats i svepelektronmikroskop (SEM) och ljusmikroskop. Studiens andra del undersöker effekten av upprepade smärglingsbehandlingar på garn. Pappersgarner som behandlats mellan noll och fem gånger undersöks dels gällande dess mekaniska egenskaper men även visuellt i SEM och med hjälp av ljusmikroskop. Behandlingen förväntas minska garnets styrka. För att kontrollera om de behandlade garnerna är tillräckligt starka för att användas i en industriell vävprocess trots den mekaniska degraderingen jämfördes deras styrka med ett referensgarn av bomull. Majoriteten av resultaten från KES-testerna visar på att det inte är någon skillnad mellan en obehandlad väv och en väv vars väftgarn är smärglat en gång. Den behandlade väven är dock lättare att komprimera och har en större initial tjocklek än den obehandlade väven. Detta tyder på att smärglingen kan ha ändrat garnernas diameter vilket resulterat i högre invävning och därmed ökad vikt och tjocklek. Den visuella undersökningen av garnerna i ljusmikroskop pekar mot ett ökat antal utstickande fiberändar i takt med ökat antal behandlingar. Dock är skillnaden mellan det osmärglade garnet och det garn som enbart smärglats en gång liten. Dragprovning av garn visar att det pappersgarn som smärglats fem gånger har signifikant lägre brottkraft än de övriga pappersgarnerna men är starkare än referensgarnet i bomull. Detta styrker förväntningen om att smärgling försämrar styrkan på garnet men visar också att de behandlade garnerna, trots den minskade styrkan, bör vara tillräckligt starka för att användas som väftgarn i maskinell vävning. Fiberändarnas effekt i en denimväv behöver undersökas vidare för att en slutsats kring hur de påverkar den taktila komforten ska kunna dras. Metoden för garnsmärgling är i sin initiala fas och flera parametrar behöver undersökas närmare innan metoden skulle kunna implementeras på industriell skala som en metod för mjukgöring av pappersgarn med syfte att främja den framtida fibermångfalden. / An expected population increase and rising consumption of textile fibres creates a demand for both new materials and processes. Cotton is one of the most frequently used fibres but its use is resource intensive both in terms of water and chemical agents. To meet these demands a range of alternative, sustainable fibres need to be developed and introduced into the market. Due to its good mechanical properties paper yarns produced from the abacá plant have long been used in textile applications. In recent years it has also garnered increased interest as a result of its environmental benefits in comparison to cotton. However, paper yarns tend to be stiff and feel coarse in contact with skin. In order for paper yarns to have larger fields of use its tactile qualities must therefore be improved. The production of textiles is generally reliant on the use of chemicals that in varying degree pose threats both to human health and the environment as a whole. It would therefore be beneficial to develop a method for the softening of paper yarns that is based on a mechanical approach, rather than a chemical one. In this project a mechanical method of softening paper yarns has been developed and tested. The softening process is an altered approach to conventional emery grinding and is performed on yarn rather than fabric. The yarn is guided through a leaf tensioner fitted with two sand papers with the purpose to increase the number of protruding fibre ends, thereby reproducing the feel of staple fibre yarns. In order to investigate the effects of the emery grinding two classical denim weaves were produced from 100 % paper yarn. The weft yarn in one of the weaves was emery ground once while the other was left untreated. Kawabata Evaluation System (KES) was used to objectively analyze the tactile qualities of the differently treated weaves. In addition to KES-tests Scanning Electron Microscopy and light microscopy was utilized for a visual analysis. Since it would also be of interest to study the effects of repeated treatments, yarn treated up to five times was inspected both visually and mechanically. The emery grinding process is expected to decrease the strength of the yarn. To check whether the emery ground yarns were strong enough to be used in an industrial weaving process, its strength was compared to a cotton yarn previously used as a weft yarn in a denim weave. Results from KES show no significant changes concerning the majority of parameters tested on the weaves. The treated weave is however easier to compress and presents an increase in initial thickness when compared to the untreated one. This indicates that the emery grinding may have altered the yarns diameter resulting in a higher crimp in the weave causing an increase in the weight and thickness of the fabric. The visual inspection of the yarns using a digital microscope point to an increase in protruding fibre ends as the number of treatments increase. The difference between untreated paper yarn and yarn that had been emery ground once was however small. The tensile test shows that yarn that had been treated five times had a significantly lower tensile strength compared to the other paper yarns but was still stronger than the cotton yarn. This indicates that emery grinding does indeed decrease the tensile strength of the paper yarn, but that it still should be strong enough to be used in industrial weaving. Paper yarn treated more than once would have to be studied further in order to come to a conclusion about their impact on the tactile comfort of the weave. The method of emery grinding is in its initial phase and a number of parameters can be assumed to have an effect on the results of the process. In the interest of creating more diversity in textile fibres the effects of these parameters would all have to be explored before this method can be implemented on an industrial scale for the softening of paper yarns.

A need for a quantitative method to determine body water level has been identified by a team of Clinical Innovation Fellows at the Centre for Technology in Medicine and Health (CTMH). A reliable way to determine body water level would bring great benefits to the healthcare sector, where no optimal method is available at the time of writing. A possible solution is a sensor that would measure alterations in skin properties due to changes in total body water. CTMH has had an idea of such a sensor, which is evaluated in this work. At an early stage of this evaluation process, it became clear that the research regarding correlations between skin properties and body hydration level was not sufficient to warrant the initiation of a sensor development process. Therefore, the main objective of this thesis became to investigate such correlations. An extensive literature review is presented, from which an experiment was developed. The experiment was performed on four human test subjects and involved measurements of skin thickness and elasticity parameters, before and after a weight loss of 3.2-3.7 % due to dehydration. The results showed clear decreases in skin thickness and indications of alterations in skin distensibility as well as in the skin’s immediate elastic response to applied negative pressure. It could also be seen that skin at different body sites does not respond in the same way - calves showed more distinct results than thighs and volar forearm. The material provided in this thesis encourages further studies of the correlation between the mentioned properties and total body water. If a predictable correlation can be found, a sensor development process could start. A reliable way to determine body water level would bring great benefits to the healthcare sector, where no optimal method is available at the time of writing. / Ett behov av att kvantitativt kunna mäta kroppens vattennivå har identifierats av Clinical Innovation Fellowship vid Centrum för Teknik i Medicin och Hälsa (CTMH). Ett tillförlitligt sätt att mäta kroppens vattennivå skulle gynna hälso- och sjukvården på många sätt då ingen optimal metod är tillgänglig i dagsläget. En möjlig lösning skulle kunna vara en sensor som mäter variationer i hudegenskaper till följd av förändringar i kroppens vattennivå. CTMH har haft en idé om en sådan sensor, vilken utvärderas i detta arbete. I ett tidigt skede av utvärderingsprocessen framkom det tydligt att tillräcklig forskning saknades gällande korrelationer mellan hudens egenskaper och kroppens vattennivå. Det huvudsakliga syftet med detta masterexamensarbete blev därför att undersöka sådana korrelationer. En omfattande litteraturgransking gjordes, och utifrån denna utformades ett experiment. Experimentet utfördes på fyra testpersoner och innefattade mätningar av hudens tjocklek samt elasticitetsparameterar. Dessa utfördes före och efter viktnedgång av 3,2-3,7 % till följd av vattenförlust. Resultaten visade på en tydlig minskning av hudtjockleken samt indikationer på förändringar av hudens tänjbarhet samt dess omedelbara elastiska respons vid pålagt negativt tryck. Det visade sig också att huden inte reagerar på samma sätt på olika kroppsdelar - vader visade tydligare förändringar jämfört med lår och armar. Det material som presenteras i detta examensarbete uppmuntrar till fortsatt utredning av korrelationer mellan de nämnda hudegenskaperna och kroppens vattennivå. Om det går att förutse korrelationer finns det förutsättningar för att påbörja utveckling av en sensor.