Behovet av nya och skonsamma material blir allt större inom textilbranschen. Samtidigt råder en överkapacitet inom pappersindustrin till följd av att traditionell tryckt media ersätts med digitala alternativ. I Japan har nya användningsområden för papper tagits fram, i form av pappersgarn för användning inom textil. Forskning inom området är i ett tidigt skede, därför finns inte så mycket information om pappersgarnets egenskaper som är av stor betydelse vid produktutveckling. Redan i designstadiet av ett klädesplagg är det viktigt att beakta vilka egenskaper som konsumenter söker, för att säkerställa att det säljer och att konsumenten blir nöjd vid användning. En utav de mest väsentliga faktorerna som påverkar ett köpbeslut av ett klädesplagg är materialets taktila komfort eller känsla. Utifrån denna vetskap riktas studien åt att undersöka pappersgarnets taktila egenskaper genom en jämförelse med två av de vanligaste cellulosabaserade materialen på marknaden idag; bomull och viskos. I studien undersöks egenskaper av respektive material, stickade med en vanligt förekommande bindning, slätstickning. Syftet är att bedöma huruvida garn tillverkat av papper utifrån taktil komfort, kan vara ett alternativ till konventionella garn av bomull och viskos. En metod som heter Kawabata Evaluation System for Fabrics (KES) har använts för att testa de mekaniska egenskaperna hos trikå av papper, bomull och viskos. Dessa värden har sedan jämförts och analyserats för att kunna dra slutsatser om respektive materials taktila komfort. I KES metoden ingår ett antal tester; dragprov, skjuvning, böjning, kompression, luftgenomsläpplighet, ytegenskaper så som friktion och ytojämnheter, samt termiska egenskaper så som värmeöverförings-, energiförbruknings- och värmeledningsförmåga. Utöver KES har även vattenabsorptions- och vattenavgivningstester utförts för de tre materialen, parametrar som också har stor betydelse för textila materials taktila komfort. För att ytterligare kunna dra slutsatser kring pappersgarnets egenskaper i relation till bomull och viskos, har de stickade materialen samt garnen fotograferats med ett Scanning Electron Microscope (SEM). För att utmana teorin som används vid tolkning av KES i de mekaniska egenskaperna gjordes en undersökning med testgrupp för att se hur väl KES korrelerar med verkliga människors subjektiva uppfattning om känsel. Resultat av mekaniska egenskaper visar att papperstrikå gör mer motstånd än bomulls- och viskostrikå vid dragprov, skjuvning, böjning och kompression, vilket även gäller för respektive garn i enskilda garntester för dragprov, böjning och kompression. Detta tyder på att papper är ett styvare material än bomull och viskos. Pappers termiska egenskaper visar liknande tendenser som viskos; högre värmeledningsförmåga och därför något sämre värmeisoleringsförmåga jämfört med bomull. Detta tyder på att papper, likt viskos, upplevs som ett svalt/svalkande material. Resultaten från vattenabsorptionstestet visar att papper absorberar i takt med bomull, vilket visades vara mindre än för viskos. Vattenavgivningstestet visade att papper torkade snabbare än bomull men något långsammare än viskos. Detta tyder på att papper har en jämförelsevis bra vattenabsorbering och wickingförmåga, vilket är viktigt för känseln då materialet upplevs torrt, vid snabb fuktabsorption. Slutsatser som kan dras utifrån detta, är att pappers mekaniska egenskaper uppfyller de krav som ställs på material i modeplagg. Resultat ifrån testgrupp visar dock att i jämförelse med bomull och viskos som är mjuka och lena material upplevs papper vara strävt och obekvämt. Slutsatser som dras utifrån detta är att papper kan behöva bearbetas för att ge en mjukare känsla och därmed tilltala den bredare målgruppen. Däremot, var intresset stort för detta nya material både miljö- och utseendemässigt, vilket ansågs kompensera för materialets strävhet i ett modeplagg.

The use of Ultra High Performance Fibre Reinforced Concrete (UHPFRC) in the construction industry started in the 1990s and has since then been used for bridges all over the world. The mechanical properties and the dense matrix result in lower material usage and superior durability compared to conventional concrete, but the implementation of UHPFRC in the Swedish industry has been delayed. The most evident explanation, based on interview with industry representatives, as to why UHPFRC is not commonly used in Sweden are due to the lack of standards and knowledge. UHPFRC also has a high cement content and the cement industry contributes with high carbon dioxide (CO2) emissions to the total CO2 emissions in the world. This MSc Thesis looks into if a UHPFRC bridge is a feasible alternative to a conventional reinforced concrete structure bridge from design and material usage perspectives, regarding reduction of CO2 emissions. The project’s overall goal is to increase the knowledge in Sweden about the material, regarding the production, mechanical properties and behaviour of UHPFRC, and the design, regarding the difference in design between UHPFRC and conventional concrete bridges. To examine the material, a UHPFRC mixture with short straight steel fibres was developed. Specimens were tested to see how the different fibre contents affect the mechanical properties and which fibre content that is most favourable. Three different fibre contents were tested: 1.5%, 2.0% and 2.5% of the total volume of the mixture. The tested and evaluated mechanical properties were workability, flexural strength, tensile strength, fracture energy, compressive strength and modulus of elasticity. This study does not contain tests of durability of UHPFRC, however trough the literature review it was investigated to what extent the fibres affect the durability. It was concluded that an increase in fibre content results in improved mechanical properties, except for workability and in some cases when using a fibre content of 2.5%. The increase in the mechanical properties is due to the increased cracking resistance and the bond strength between the fibres and the matrix. The decrease in the mechanical properties, e.g. characteristic tensile strength and compressive strength of cylinders, for 2.5% in fibre content can be due to uneven fibre distribution and higher amount of air in the specimens which result in less strength. It was concluded that 2.0% in fibre content is most favourable. It was possible to conclude that the degradation of the fibres takes a long time, however not to what extent the fibres will affect the durability. To evaluate if UHPFRC is a viable economical and environmental alternative to regular concrete bridges, three cases of bridge design are considered. Two cases with UHPFRC (different thickness) and one case with conventional concrete. Up to 2017 only technical guidelines and recommendations for design with UHPFRC existed, but in 2017 the first approved standards in the world were published. The French national standards cover material (NF P18-470, 2016) and design (NF P18-710, 2016) and were used for the design process. The material usage regarding the amount of reinforced UHPFRC/concrete and steel reinforcement as well as the amount of CO2 emissions from the production of cement and steel (fibre and steel reinforcement) used for the bridges in the mid-span and at the support were investigated. The design process was also evaluated. It was concluded that the UHPFRC bridge with an optimized thickness was 47% lighter than the conventional concrete bridge, but the amount of CO2 emissions was still higher (e.g. 23% from the support). To be able to determine if a UHPFRC bridge is a feasible alternative to a conventional concrete bridge, with regards to the reduction of CO2 emissions, the CO2 emissions have to be observed in a wider perspective than only from the production of cement and steel, e.g. fewer transports and longer lifetime. / Användningen av ultrahögpresterande fiberbetong (UHPFRC) i anläggningsindustrin började på 1990-talet och har sedan dess använts till broar i hela världen. De mekaniska egenskaperna och den täta UHPFRC matrisen resulterar i lägre materialanvändning och bättre beständighet i jämförelse med konventionell betong, men användningen av UHPFRC har inte slagit igenom i den svenska industrin. De största förklaringarna till varför UHPFRC sällan används i Sverige är för att det inte har funnits kunskap och standarder. UHPFRC har också en hög cementhalt och cementindustrin bidrar med höga koldioxid (CO2) utsläpp till de totala CO2 utsläppen i världen. Den här masteruppsatsen skrevs för att undersöka om en UHPFRC bro är ett möjligt alternativ till en konventionell betongbro ur dimensionering- och materialanvändningssynpunkt med avseende på reduktion av CO2 utsläpp. Projektets övergripande mål är att öka kunskapen om materialet, med avseende på tillverkningen, de mekaniska egenskaperna och beteendet av UHPFRC, och dimensionering, med avseende på skillnaden i dimensionering mellan UHPFRC broar och konventionella betongbroar. I materialdelen utvecklades ett UHPFRC recept med korta raka stålfibrer. Provkroppar testades för att se hur olika fiberinnehåll påverkade de mekaniska egenskaperna och vilket fiberinnehåll som var mest gynnsamt. Tre olika fiberinnehåll testades: 1.5%, 2.0% och 2.5% av total volym av blandningen. De mekaniska egenskaperna som testades och utvärderades var bearbetbarheten, böjhållfasthet, draghållfasthet, fraktur energi, tryckhållfasthet och elasticitetsmodul. Beständigheten av UHPFRC testades aldrig men i vilken omfattning fibrerna påverkar beständigheten undersöktes i den litteraturstudie som skrevs inför testerna och tillverkningen av UHPFRC. Det konstaterades att en ökning i fiberinnehåll resulterade i en ökning av de mekaniska egenskaperna, förutom för bearbetbarheten och i vissa fall när ett fiberinnehåll av 2.5% användes. Ökningen av de mekaniska egenskaperna berodde på det ökande sprickmotståndet och bindningsstyrka mellan fibrerna och matrisen. Minskningen av de mekaniska egenskaperna, till exempel den karakteristiska drag- och tryckhållfastheten, när ett fiberinnehåll på 2.5% i cylindrar användes kan bero på ojämn fiberfördelning och större mängd luft i provkropparna vilket resulterar i lägre hållfasthet. Det konstaterades att ett fiberinnehåll på 2.0% var det mest gynnsamma. Det kunde inte konstateras i vilken omfattning fibrerna påverkar beständigheten men det kunde konstateras att nedbrytningen av fibrerna tar lång tid. I dimensioneringsdelen utformades tre slakarmerade balkbroöverbyggnader, i två fall var överbyggnaden med UHPFRC (olika tjocklekar) och i ett fall var den med konventionell betong. Fram till 2017 fanns det bara tekniska riktlinjer och rekommendationer för UHPFRC men 2017 publicerades de första godkända standarderna i världen. De franska nationella standarderna täcker material (NF P18-470, 2016) och dimensionering (NF P18-710, 2016) och användes vid dimensioneringen. Materialanvändningen med avseende på mängd armerad UHPFRC/betong och slakarmering och mängd CO2 utsläpp från produktionen av cement och stål (fibrer och slakarmering) som användes till broarna i mittenspannet och vid stöden undersöktes. Även dimensioneringsprocessen utvärderades. Det konstaterades att UHPFRC bron med optimerad tjocklek var 47% lättare än betongbron men mängden CO2 utsläpp var fortfarande högre (till exempel 23% högre från stödet). Det konstaterades att om det ska vara möjligt att fastställa att en UHPFRC bro är ett möjligt alternativ till en konventionell betongbro, med avseende på reduktion av CO2 utsläpp, måste CO2 utsläppen ses från ett bredare perspektiv än från bara produktion av cement och stål, till exempel mindre transporter och längre livslängd.

Additive manufacturing (AM), also called 3D-printing, are technologies where parts are formed from the bottom up by adding material layer-by-layer on top of each other. Electron Beam Melting (EBM) is an AM technique capable of manufacturing fully solid metallic parts, using a high-intensity electron beam to melt powder particles in layers to form finished components. Compared to conventional machining, EBM offers enhanced efficiency for production of customized and patient specific parts such as e.g. dental prosthetics. However, dental prosthetics are challenging to produce by EBM, as their small sizes mean that mechanical and surface properties may be altered as part sizes decreases. The aim of this thesis is to gain new insights that could lead to optimization for production of small sized components in the EBM. The work is focused to understand the process-property relationships for small size components production. To improve the surface resolution and part detailing, a smaller sized powder was used for production and compared to parts made with standard sized powder. The surface-, chemical and mechanical properties were evaluated for parts produced with both types of powders. The results indicate that the surface roughness may be influenced by powder and build layer thickness size, whereas the mechanical properties showed no influence of the layer-wise production. However, the mechanical properties are dependent on part size. The outermost surface of the parts consists of a surface oxide dominated by TiO2, formed as a result of reaction between the surface and residual gases in the EBM build chamber. The surface oxide thickness is comparable to that of a conventionally machined surface, but is dependent on build height. This work concludes that the surface resolution and component detailing can be improved by various measures. Provided that proper process themes are used, the EBM manufactured material is homogenous with properties comparable to conventional produced titanium. It has also been shown that the material properties will be altered for small components. The results point towards different ways of optimizing manufacturing of dental prosthetics by EBM, which will make dental prosthetics available for an increased number of patients.

Det pågår just nu ett arbete inom byggindustrin att allt mer gå över till en cirkulär ekonomi för att hushålla på världens naturliga resurser. För betongtillverkningen innebär det att försöka ersätta naturballast med återvunnen betong som ballast. Men för tillfället finns det lagkrav som förhindrar att naturballast helt ska kunna ersättas av återvunnen betong som ballast. Det är för att det finns vissa fysikaliska egenskaper, så som att porositeten ökar, som gör att de mekaniska egenskaperna blir sämre när naturballast ersätts med återvunnen betong som ballast. Detta examensarbete utfördes genom experimentella studier. Undersökningen utfördes i mekanik- och betonglaboratorium på Högskolan i Borås. Det utfördes en storskalig gjutningsserie där betongavfall från Ulricehamns Betong AB (UBAB) och Hedareds Sand & Betong AB (HEDA) prövades som ballastersättare till 50 och 100 %. För samtliga försök uppmättes både sättmått och betongens mekaniska egenskaper. Resultaten från betong med återvunnen betong som ballast (RAC) jämfördes med referensbetongen. Referensbetongen är baserad på ett känt- och beprövat originalrecept från UBAB respektive HEDA. Betongen med återvunnen betong som ballast är baserad på modifieringar som gjorts på referensrecept. Målet med studien var att undersöka hur återvunnen betong som ballast i betongblandningen påverkar betongens mekaniska egenskaper så som tryckhållfasthet, spräckhållfasthet och elasticitetsmodul. De testerna utfördes på gjutna cylindrar efter 28 dygn, tryckhållfastheten var också testad efter 7 dygn. Böjdraghållfasthet testades på balkar efter 28 dagar. Sedan utvärderades dessa resultat för att se hur de mekaniska egenskaperna förändras när en större del återvunnen betong som ballast används i recepten. Resultaten varierar litegrann för de olika provningarna. Denna studie styrker tesen att minskningen av tryckhållfastheten, efter 28 dagars härdning, som sker när återvunnen betong som ballast (RCA) används är inom intervallet 5–24 %. Provningarna av elasticitetsmodulen uppvisar liknande tendenser som tidigare forskning då betongen blir lite mindre styv när naturballast (NA) ersätts av RCA. Den styrker även tidigare forskning där böjdraghållfastheten är större vid ökade RCA-mängder. Då det för HEDA-recepten uppvisades en ökning med 9 procentenheter när all NA ersattes med RCA. Spräckhållfastheten uppvisade samma tendenser som böjdraghållfastheten. Det resultatet är däremot inte i linje med vad som har visats i tidigare forskning, då spräckhållfastheten har i de studierna minskat vid högre ersättningsandelar. / Work in the construction industry is currently underway to move to a circular economy to preserve the world’s natural resources. For concrete production this means trying to replace natural aggregate with recycled concrete aggregate. But for the time being there are standard allows that prevent natural aggregate from being completely replaced by recycled concrete aggregate. This is because there are certain physical properties, such as an increase in porosity, which have a negative impact on the mechanical properties when natural aggregate is replaced with recycled concrete aggregate. This thesis is carried out through experimental studies. The study was carried out in the mechanical and concrete laboratory at the University of Borås. Large scale castings were done where concrete waste from Ulricehamns Betong AB (UBAB) and Hedareds Sand & Betong AB (HEDA) were tested as aggregate replacers. For all experiments, both the measurement dimensions and the mechanical properties of the concrete was measured. The results from the recycled aggregate concrete were compared with the reference concrete. The reference concrete is based on an industrially active recipe from UBAB and HEDA. The Recycled Aggregate Concrete (RAC) is based on modifications made on reference recipes. The aim of this study was to investigate how recycled concrete aggregate in the concrete mix affects the mechanical properties of the concrete, such as compressive strength, splitting tensile strength and the modulus of elasticity. They were performed on cylinders at 28 days, the compressive strength was also performed at 7 days. The flexural strength was also tested. Those tests were performed on beams. Then these results were evaluated to see how the mechanical properties change when a greater replacement ratio is used in the recipes. The results vary slightly for the different tests. This study confirms that the decrease in compressive strength, after 28 days hardening, that occurs when Recycled Concrete Aggregate (RCA) is used is within the range 5–24%. The tests of the modulus of elasticity show similar tendencies as previous research because the concrete becomes a little less stiff when Natural Aggregate (NA) is replaced by RCA. It also corroborates previous research where the flexural strength is greater with increased RCA amounts. When the HEDA prescriptions showed an increase of 9 percentage when all NA was replaced with RCA. The splitting tensile strength exhibited the same tendencies as the flexural strength. On the other hand, this result is not in line with what has been shown in previous research, as the splitting tensile strength in those studies has decreased at higher replacement ratios.

I och med att klimatfrågan blir allt viktigare ökar även intresset för miljövänligt byggande. Förbyggnader av högre karaktär är förädlade träprodukter något som syns mer av på marknaden.Element av KL-trä, korslimmat trä, är en stabil träprodukt med stora användningsområden förhela byggnaden men dessa måste på något sätt förankras i varandra. För att få en djupareförståelse om hur förband i KL-trä verkar i en skarv utvärderar detta examensarbete totalt åtta(8) stycken olika skarvtyper teoretiskt, varav några mer ingående. De mekaniska- ochekonomiska egenskaperna jämförs för att bedöma bästa kapaciteten ochanvändningsområdet för olika bjälklag.De skarvar som beaktas är bland annat plywoodskarven där en plywoodremsa läggs ned i etturfräst spår i överkant längs KL-träskivans långsida. Halvt i halvt-skarven med urfräsning tillhalva djupet i över- och underkant för att passas ihop och rakskarv med skråskruvning. IRakskarv 2D skråskruvas skruven 45° i YZ-planet, Rakskarv 3D skruvas också i 45° men där vridsäven skruven 45° i XY-planet. Skarvarna behandlas för tillämpning i bjälklag för flerbostadshus,parkeringshus och tak. Genom att testa olika teoretiska beräkningsmetoder, från Eurokod ochvidare forskning inom ämnet, kontrollera hur dessa skiljer sig emot tidigare gjorda tester. Föratt jämföra skarvarnas kapacitet har en fem (5) meter lång skarv i en mindre konstruktion med200 mm tjocka KL-träskivor använts som referens. Fästdonen har begränsats till ett fåtal därvinkeln mot virkets yta varierar. Kostnaden för tillverkning, montage och fästdon sätts emotkapaciteten för att kunna jämföra vilken skarv som är mest kostnadseffektiv, då det alltid ären viktig fråga inom projekt.Kostnaden för Rakskarv 3D är 63 % av kostnaden för en Plywoodskarv 12 mm. För att klarapåfrestningen från tvärkraften behövs cirka 18 stycken SW-D-skruvar men upp emot 95stycken ankarspikar. Resultatet blev att den mest kostnadseffektiva skarven ur tillverkningochmontageperspektiv samt behovet av smide per löpmeter är Rakskarv 3D. För skarvtypermed SW-D skruv blir ofta den horisontella skjuvkraften dimensionerande då de vertikalakrafterna är lägre och utdragsbärförmågan är hög för dubbelgängad skruv. För bjälklag ibostäder är Rakskarv 2D att rekommendera, då den är en beprövad metod som har godkapacitet och är snabb att montera. Att också vrida skruvarna 0-45° i XY-planet, Rakskarv 3D,för att möta tvärkrafterna har positiv inverkan. Även för takbjälklag är rakskarven det bättrealternativet. Vad gäller parkeringsbjälklag rekommenderas också Rakskarv 3D även om Halvti halvt har likvärdiga mekaniska egenskaper på grund av pris och c/c-avstånd.Stora skillnader mellan beräkningsmetoder och tester framkommer för både kapacitet ochstyvhet. Vid horisontell skjuvning kan detta leda till att utfallet av brottmod, som normalt blir”f” enligt tester, blir fel. Högsta horisontella styvhet enligt beräkningarna har Halvt i halvt,däremot är enligt tester Rakskarv 3D den med högst styvhet. Utifrån detta kan man ifrågasättahur säkra beräkningsmetoderna verkligen är eller om variationen i träet för stora. Bortser manifrån att Rakskarv 3D får låga värden på kapaciteten enligt beräkningar och bara tittar tillutförda tester tillsammans med vetenskapliga publikationer är den allmänt ett bra val avskarvmetod. / As the climate issue becomes more important, the interest in environmentally friendlyconstruction also increases. For buildings of higher character, refined wood products aresomething that is more common at the market. Elements of cross-laminated timber (CLT) arestable wood products with large uses for the entire building, but these must in some way beanchored in each other. To gain a deeper understanding of how joints in CLT works, this thesisis evaluating a total of eight (8) different types of joints theoretically, some of which are moredetailed. The mechanical- and economical properties are compared to assess the best capacityand area of application for different slabs.The joints that are considered include the spline joint, where a plywood strip is laid down in amilled groove at the top along the long side of the CLT slab. Half-lap joint, with cut to halfdepth at top and bottom to fit together, and butt joint with screw in shear. In Butt joint 2D,the screw is screwed 45 ° in the YZ plane, Butt joint 3D is also screwed in 45 ° but the screw isalso turned 45 ° in the XY plane. The joints are treated for application in flooring for apartmentbuildings, parking garages and roofs. By testing different theoretical methods of calculation,from Eurocode and further research in the subject, check how these differ from previous tests.To compare the capacity of the joints, a five (5) meter long joint in a smaller structure with a200 mm thick CLT slab has been used as reference. The fasteners have been limited to a fewwhere the angle to the surface of the wood varies. The cost of production, assembly andfasteners is set against the capacity to be able to compare which joint is the most costeffective,as it is always an important issue within projects.The cost of a 3D joint is 63% of the cost of a 12 mm spline joint. In order to cope with the strainfrom the transverse force, about 18 SW-D screws are needed, but up to 95 anchor nails. Theresult was that the most cost-effective joint from the manufacturing- and assemblyperspective, as well as the need for fastener per meter was Butt joint 3D. For joint types withSW-D screws, the horizontal shear force is often dimensioned as the vertical forces are lowerand the withdrawal capacity is high for double threaded screws. For slab in homes, Butt joint2D is recommended, as it is a proven method that has good capacity and is quick to assemble.Also turning the screws 0-45 ° in the XY plane, like Butt joint 3D, to meet the transverse forceshas a positive effect. Even for roof joists, the butt joint is the better option. Regarding jointsin parking garages, Butt joint 3D is also recommended even though Half-lap joint has similarmechanical characteristics due to the price and c/c- distances.Differences between calculation methods and tests appear for both capacity and stiffness.Horizontal shear can result in wrong type of failure, which normally becomes "f" according totests. The highest horizontal stiffness according to the calculations has Half-lap joint, however,according to tests Butt joint 3D is the one with the highest stiffness. Based on this, one canquestion how accurate the calculation methods really are or whether the variation in wood istoo great. Apart from the fact that Butt joint 3D receives low values of capacity according tocalculations and only looks at tests carried out together with scientific publications, it isgenerally a good choice of joint method.

This report investigates whether a FEM model can be used to assess the risk of crack growth in corrugated board. A set of box geometries with cracks at different locations were loaded and then compared using the evaluated J-integral within the FEM software. To validate the results, comparisons have been made between the FEM liner material and real liner material. It is described how the material model that is used in FEM is constructed as well as how the simulated box is built. The box is loaded in two load cases, and a simplification by using a linear elastic material model has been made. The answer seems positive that it may be possible to assess cracks in a corrugated box using FEM, but the model developed in this report needs further testing and improvements. / Den här rapporten undersöker om en FEM modell kan användas för att bedöma risken för spricktillväxt i wellpapp. Olika lådgeometrier med sprickor belastades och jämfördes med hjälp av FEM-program genom uppmätt J-integral. För validering av resultat så jämfördes resultat från linermaterial modellerad i FEM med materialtest av verkligt linermaterial. I rapporten beskrivs det också hur materialmodellen som används i FEM är konstruerad samt hur lådmodellen är byggd. För jämförelsen av J-integral är lådmodellen belastad med två olika lastfall, därutöver är materialmodellen förenklad så att en linjärelastisk modell används.Svaret till inledande frågan verkar vara att det är möjligt att bedöma sprickor i wellpapp genom användning av FEM. Dock behöver metoden som används i denna rapport fler tester för valideringar samt andra förbättringar.

Transparent trä biokompositer (TW) är en ny attraktiv klass av biokomposit. De är uppbyggda av delignifierat trä som impregnerats med en polymer med matchande brytningsindexet.  TW kan skräddarsys för inom ett brett spektrum av funktionella, optiska och mekaniska egenskaper. Eftersom de är biobaserade ses de dessutom som ett möjligt material som kan ersätta andra, mer miljöpåverkande material, inom olika sektorer, däribland byggnadsindustrin. Till skillnad från de funktionella egenskaperna har det mekaniska beteendet hos dessa biokompositer dock inte undersökts särskilt ingående. Syftet med denna avhandling är därför att utöka den nuvarande kunskapen om det mekaniska beteendet av dessa material genom att använda två olika mekanisk karakterisering metoder av TW och vanligt trä som referensmaterial. TW framställdes genom impregnering av delignifierade björkfaner med PMMA. Den mekaniska karakteriseringen utfördes med hjälp av olika metoder. Elastiska modulen och böjhållfastheten i tvärriktningen studerades med hjälp av fyrpunktsböjningprov. Resultaten visade en förbättring för båda egenskaperna jämfört med vanligt björkträ. Brottet vinkelrätt mot fibern (TR-systemet) undersöktes genom att utföra in situ fyrpunktsböjningstester på prover med en kant-spricka i ett svepelektronmikroskop för att observera hur sprickorna fortplantar sig i den komplexa mikrostrukturen. En anmärkningsvärd förbättring (cirka 175 procent) av brottsstyrkan konstaterades jämfört med vanligt trä. Dessutom användes DIC-teknik (digital image correlation) på fyrpunktsböjningstesterna, med kant-spricka, för att studera spänningsfältet under spricktillväxten, särskilt bildandet av brottprocesszonen (FPZ) runt sprickspetsen. Därefter föreslogs en ekvation som beskriver kohesionslagen för båda materialen baserat på experimentella observationer som i slutändan kan användas för sprickmekaniska simuleringar. Slutligen visades kort hur man kan använda de uppmätta mekaniska egenskaperna hos den nya TW för materialval för tekniska tillämpningar. / Transparent wood (TW) biocomposites are a new attractive class of materials. They are based on a delignified wood template impregnated by a refractive index-matching polymer.  TWs can be tailored in order to show a wide range of functional, optical, and mechanical properties. Moreover, being biobased, they are seen as a possible key material to replace more environmentally impactful materials in various sectors including the construction industry. However, unlike the functional properties, the mechanical behaviour of this class of materials has been poorly investigated. Therefore, in this thesis, the aim was to extend the current knowledge about the mechanical response of these materials by using a two-step mechanical characterization on TW and native wood as reference material. The analysed TW biocomposite was prepared by impregnation of delignified birch veneers by PMMA. The mechanical characterization was carried out using different techniques. The Young’s modulus and the flexural strength along the transverse direction were studied by four-point bending tests. The results showed an improvement for both properties compared to native birch wood. The fracture perpendicular to the grain (TR system) was investigated by performing in situ single-edge-notched four-point bending tests onto a scanning electron microscope to observe how the cracks propagate in this complex microstructure. A remarkable improvement (about 175 percent) in fracture toughness was found compared to the native wood. Furthermore, the in situ single-edge-notched four-point bending test was also applied, together with the digital image correlation (DIC) technique, to study the strain field during the crack growth, specifically the formation of the fracture process zone (FPZ) around the crack tip. Then, an equation describing the cohesive law was proposed for both materials based on experimental observations that can be ultimately used for fracture mechanics simulations. Finally, it was briefly shown how to make use of the measured mechanical properties of the novel TW for material selection for engineering applications.

In the constant pursuit of better-performing cemented carbides, recent studies suggest that a combination of better hardness and toughness can be obtained by changing its WC grain size distribution. As the area is still rather unexplored, this  thesis  aims  to  broaden  the  knowledge  and  answer  whether mechanical properties can be changed by changing the WC grain size distribution, in the context of mining drill bit inserts. This was performed by producing four dual grained material as well as four single grained reference materials, for which the carbon content and presence of alloying element were varied. The materials were characterised and compared with regard to magnetic saturation, magnetic coercivity,  hardness,  fracture  toughness,  wear resistance,  energy  needed  to cause  fracture,  as  well  as  detailed microstructural  analysis  obtained  through imaging and electron backscatter diffraction analysis The results showed that mining drill bit inserts with alternative WC grain size distribution  could  successfully  be  produced,  but  that  a  traditional  bimodal distribution  with  two  peaks  could  not  be  obtained.  The  distribution instead became significantly wider as well as skewed towards larger grains for the dual grained materials compared with their references. It was further also confirmed that the alternative dual grain size distribution could be used to improve the mechanical properties of fracture toughness and wear resistance, but only for material that was not alloyed, and the magnitude of the improvement may be considered  to  be  small.  For  the  alloyed  materials,  it  turned  out  to  be more difficult to influence the mechanical properties, as the improving effect of analloying element outweighed the effect of grain size distribution. / I en ständig jakt på hårdmetall med bättre prestanda, så föreslår ny forskning att en bättre kombination av hårdhet och seghet kan erhållas genom att ändra den mikrostrukturiella  WC-kornstorleksfördelning.  Då  det  ännu  är  ett relativt outforskat område, så har denna studie för avsikt att öka kunskapen genom att besvara frågan om de mekaniska egenskaperna kan förändras genom att ändra på materialets kornstorleksfördelning inom applikationsområdet hårdmetall för bergborrning. Detta gjordes genom att producera fyra material med WC pulver av två olika storlekar, samt fyra referensmaterial med en kornstorlek. För dessa varierades parametrarna kolhalt och närvaro av legeringselement. Materialen karakteriserades och jämfördes med avseende på magnetisk mättnad, magnetisk koercivitet, hårdhet,  brottseghet,  slitstyrka,  energi  som  behövs  för  att  orsaka brott, samt  en  detaljerad  mikrostrukturanalys  som  erhölls  genom  avbildning samt elektrondiffraktionsanalys. Resultaten visade att material med alternativ WC-kornstorleksfördelning kunde produceras, men att en fullt bimodal fördelning inte gick att skapa i denna studie. Fördelningen blev istället betydligt bredare samt förskjuten mot större korn för materialen som innhöll WC av två olika storlekar. Det bekräftades också att den alternativa     kornstorleksfördelningen     kunde     förbättra     de     mekaniska egenskaperna för brottseghet och slitstyrka, men endast för de material som inte var legerade och storleken på förbättringen får dessutom anses vara relativt liten. För de legerade materialen visade det sig vara svårare att påverka de mekaniska egenskaperna,  eftersom  den  förbättring  av egenskaper  som  legeringselement tillförde överträffade effekten av kornstorleksfördelning.

Duplex stainless steels, DSS are stainless steels that consist of the two phases austenite and ferrite.  The DSS have superb properties and are widely used in industries such as nuclear power and in pressure vessels, pipes and in pipelines.  The use of DSS are limited due to embrittlement which occurs at temperatures from 250 to 550 oC. This imposes a general limited service temperature of 250 oC. The mechanism mainly responsible for the embrittlement is a phase separation occurring in the ferrite phase. Furthermore, there is a direct link between the phase separation and the mechanical properties:  the ferrite hardness increases whereas the toughness decreases under low temperature aging.  In this thesis, the low-temperature embrittlement of duplex stainless  steels  was  studied  through  machine learning  modelling  and  experimental hardness-  and  microscopy measurements.   The  resulting  model  describes  the  data with an accuracy, R-squared = 0.94.  In combination with the experimental results, nickel  was identified  as  an  important  parameter  for  the  hardness  evolution.   This work aims to provide a fundamental study for understanding the importance of alloying elements on the phase separation in DSS, and provides a new methodology via a combination of machine learning and key experiments for the material design. / Duplexa rostfria stål är rostfria stål som består av de båda faserna ferrit och austenit. De har extraordinära egenskaper och används brett inom industrin, t ex. i kärnkraftverk och  i  tryckkärl  och  pipelines.  Användningen av  duplexa  rostfria stål  är  begränsad p.g.a.  försprödning som uppstår i legeringarna vid temperaturer mellan 250-550 oC, vilket  medför  att  den  tillåtna  temperaturen  vid  användning  begränsas  till  under 250 oC.  Den  främsta  orsaken  till  försprödningen  är  en  fasseparation  i  den  ferrita fasen under åldring vid låg temperatur.  Vidare leder fasseparationen till mekaniska förändringar i ferritfasen: hårdheten  ökar  medan  segheten  minskar.   I  den här  rapporten  undersöks försprödningen  av  duplexa  rostfria  stål  vid  åldring  med hjälp av datormodellering med maskininlärning samt av experimentella hårdhets- och mikroskopiska  mätningar.   Modellen  hade  en  noggrannhet  (determinationsko- efficienten,  R2)  på  0.94.   Resultatet  från  modellen  visade  tillsammans  med de  experimentella  resultaten  att  nickel  är  ett  legeringsämne  som  har  stor betydelse  för hårdhetsökningen.  Detta  arbete  syftar  till  att  utgöra  en grundläggande  studie  för att förstå påverkan från olika legeringsämnen på fasseparationer i DSS, och bidrar med en ny metodik för materialdesign som kombinerar maskininlärning och utvaldaexperiment. / EIT RawMaterial Project ENDUREIT

Nanokompositfilmer med fem olika sammansättningar av hexagonala bornitrid nanosheet och TEMPO-CNF tillverkades med hjälp av vakuumassisterad filtreringsteknik. sond-ultraljudsteknik användes som en grön väg för exfoliering av bornitridpulver i vattenhaltigt medium. TEMPO-CNF spelade nyckelroller som både matris och dispergeringsmedel för stabilisering av bornitrid nanosheets i kompositen. Nanokompositfilmerna var flexibla och formbara och de visade höga mekaniska egenskaper inklusive hög draghållfasthet och god brottöjning. / Nanocomposite films with five different compositions of hexagonal boron nitride nanosheets and TEMPO-CNF were fabricated using vacuum-assisted filtration technique. probe-ultrasonication technique was applied as a green route for exfoliation of boron nitride powder in aqueous medium. TEMPO-CNF played key roles as both matrix and dispersant agent for stabilization of the boron nitride nanosheets in the composite. The nanocomposite films were flexible and ductile, and they showed high mechanical properties including high tensile strength and good elongation at break.