This Master thesis has been performed at CTD- the Centre for Wood Technology and Design at the University of Linköping and has been carried out in Santa Cruz de la Sierra in Bolivia. The objective of this thesis is to study the mechanical properties and uses of Guadua chacoensis, a bamboo native to Bolivia. Throughout history, bamboo has been used in many countries for a variety of purposes. In Asia bamboo is an important raw-material for buildings and furniture. It is also used for making paper and for land rehabilitation and fuel. In South America many countries, among them Bolivia, have great potential to use bamboo in the same way. One of the key ideas with this Master thesis is to make a contribution to support the Bolivian economy and welfare by elucidate this, hitherto undeveloped, natural resource. This thesis is a Minor field study partly financed by Sida- the Swedish International Development Cooperation Agency. During the field study theoretical studies were made, collecting local and international information about bamboo and Guadua chacoensis in particular. Laboratory tests were prepared and conducted at UPSA- the Private University of Santa Cruz de la Sierra and several localities of the plant were visited. Through tensile-, bending- and hardness test it is found that Guadua chacoensis is a flexible, medium soft material and is comparable with European oak when it comes to the tensile strength. This leads to the conclusion that this bamboo species, among other fields of applications, can be used for constructions, like houses and bridges, and furniture manufacturing. / Diese Diplomarbeit wurde durch das CTD- Zentrum für Holztechnik und Design an der Universität Linköping betreut und in Santa Cruz de la Sierra in Bolivien durchgeführt. Das Ziel dieser Arbeit ist es die mechanische Beanspruchung und die Anwendungen von Guadua chacoensis , einer bolivischen Bambusart, zu untersuchen. Bambus wurde in der Vergangenheit in vielen Ländern für die unterschiedlichsten Anwendungen wie zum Beispiel Häuser, Werkzeug, Möbel, Lebensmittel, Treibstoff und Papier verwendet. In meisten asiatischen Ländern ist Bambus ein wichtiger Rohstoff für kleine und mittlere Unternehmen. Damit werden Arbeitsplätze geschaffen, was der Bevölkerung hilft die Armutsgrenze zu überwinden. Auch in Lateinamerika haben viele Länder, wie zum Beispiel Bolivien, die Chance Bambus in der gleichen Weise zu nutzen. Ein zentraler Gedanke dieser Arbeit ist es daher eine Grundlage für die bolivische Wirtschaft zu schaffen damit dieser bislang kaum entwickelte Rohstoff genutzt werden kann. Diese Arbeit wurde von Sida- der Schwedischen Internationalen Entwicklungsorganisation, teilweise finanziell unterstützt. Im Rahmen der durchgeführten Studie wurden sowohl theoretische Aspekte betrachtet, als auch Versuche im Labor der privaten Universität von Santa Cruz de la Sierra durchgeführt. Des Weiteren wurden verschiedene Arten des Bambus in der Natur untersucht. Biege- Streck- und Festigkeitsversuche haben gezeigt, dass Guadua chacoensis ein flexibles und weiches Material ist. Von den Streckeigenschaften ist es mit europäischer Eiche zu vergleichen. Diese Ergebnisse führen zu der Schlussfolgerung, dass Guadua chacoensis für die Konstruktion von Häusern und Brücken, für die Herstellung von Möbeln und andere ähnliche Anwendungen eingesetzt werden kann. / Esta tesis ha sido realizada en el Centro de Ciencia de Madera y Diseño- CTD de la Universidad de Linköping y ha sido llevada a cabo en la ciudad de Santa Cruz de la Sierra, Bolivia. El objetivo de la tesis es estudiar los propiedades mecánicas y usos de la Guadua chacoensis, un bambú nativo de Bolivia. A lo largo de la historia, el bambú ha sido utilizado en muchas localidades del mundo en distintas aplicaciones, vale mencionar: viviendas, herramientas, muebles, alimentos, combustible, papel y para rehabilitación de la tierra. En casi todos los países Asiáticos el bambú es un recurso importante para empresas de tamaño pequeño y mediano, proporcionando empleo y contrarrestando la pobreza. En América Latina muchos países, incluyendo Bolivia, tienen potencial para aprovechar el bambú del mismo modo. Una de las ideas más importantes de la tesis es hacer una contribución para apoyar a la economía de Bolivia, la cual, hasta ahora, ha desarrollado muy poco este recurso natural. La tesis es un Minor field study parcialmente financiado por Asdi- la Agencia Sueca de Cooperación Internacional para el Desarrollo. Durante el Minor field study estudios teóricos fueron realizados, acumulando información nacional e internacional sobre bambú y Guadua chacoensis en particular. Para examinar los propiedades mecánicos de la Guadua chacoensis, pruebas de laboratorio fueron preparadas y efectuadas en la Universidad Privada de Santa Cruz de la Sierra. Asimismo, muchas áreas con bosques naturales donde crece la especie fueron visitadas. A través de pruebas de laboratorio de tracción, flexión y dureza ha sido demostrado que la Guadua chacoensis es un material flexible y de dureza media, comparable con el roble europeo cuando se trata de la fuerza de tracción. Eso tiene como resultado que la Guadua chacoensis, entre otros campos de aplicación, puede ser usada para construcciones, como casas y puentes, y para la manufacturación de muebles. / Detta examensarbetete har gjorts vid CTD- Centrum för Träteknik och Design vid Linköpings universitet och har utförts i Santa Cruz de la Sierra i Bolivia. Syftet med detta examensarbete är att studera de mekaniska egenskaperna och användningsområden för Guadua chacoensis, en boliviansk bambuart. Genom historien har bambu använts i en mängd olika applikationer såsom hus, verktyg, möbler, mat, bränsle, papper och land-rehabilitering. I de flesta asiatiska länder är bambu en viktig resurs för små- och medelstora företag vilket skapar arbetstillfällen och motverkar fattigdom. I Sydamerika finns många länder, däribland Bolivia, vilka har stora möjligheter att utnyttja bambu på samma sätt. En av huvudidéerna med detta examensarbete är att kunna gynna den bolivianska välfärden genom att belysa denna, hittills outvecklade naturresurs. Detta examensarbete är en Minor field study, delvis finansierad av Sida, styrelsen för internationellt utvecklingssamarbete. Under fältarbetet genomfördes teoretiska studier då internationell och inhemsk information om bambu, speciellt om Guadua chacoensis, samlades in. Olika områden där arten växer besöktes och hållfasthetstekniska tester genomfördes vid UPSA- Universidad Privada de Santa Cruz de la Sierra. Genom drag-, böj- och hårdhetsprovning har det påvisats att Guadua chacoensis är ett böjligt och medelhårt material med en draghållfasthet som är jämförbar med den för Europeisk ek. Detta gör att denna bambuart lämpar sig bland annat för konstruktioner, såsom hus och broar, samt möbeltillverkning.

<p>Cemented carbides (WC-Co) are powder metallurgical products produced by liquid phase sintering. WC-Co is widely used for making a large variety of cutting tools, such as drills and inserts turning applications, due to its great mechanical properties, where the hardness of the WC grains is combined with the toughness of the of the Co binder. WC grain size and grain size distribution are the two most important factors to control the mechanical properties of the products.</p><p>This study examined the grain growth dependence of different milling and sintering times. The resulting grain size and grain size distribution were measured using image analysis on scanning electron microscopy images (SEM) and by using electron backscatter diffraction (EBSD). In addition, the correlation between hardness and coercivity, the most common indirect measures of grain size, and different methods of calculating average grain radius were investigated. An attempt was also made to study the contribution of defects to grain growth. This work also includes an overview of various grain growth equations and a numerical implementation of these.</p><p>Experimental results show that for shorter sintering times, powders milled for short times (15 min and 1 h) have larger average grain radii. There is a crossover after 6 to 8 h of sintering, where the powders milled for a long time (40 h and 200 h), have larger average radii. The measured hardness values correlate well with the average grain radius calculated from the grain surface area and the coercivity correlates with the established equations. EBSD measurements detected boundaries that could not be detected by image analysis, and that were not Sigma 2 boundaries. It is likely that these boundaries are either low energy boundaries or boundaries between grains that are very closely oriented. Comparing heat-treated powder with the untreated resulted in a lower average grain size after sintering for the heat-treated powder. None of the growth equations investigated in this work could fully describe the experimental grain growth.</p><p>Through increased understanding of the grain growth, the growth can be controlled and the end product can have the desired tool properties. The occurrence of abnormal grains in cutting tool applications can cause breakage, which is especially important to avoid in applications such as PCB drills. A correlation between hardness and grain size provides further means for cheap and fast indirect measures of the grain size in production.</p> / <p>Hårdmetall är ett pulvermetallurgiskt material som tillverkas genom smältfassintring och som kännetecknas av hårdhet, styvhet och god slitstyrka. Volframkarbidens (WC) kornstorlek och kornstorleksfördelning är två viktiga faktorer för att kontrollera de mekaniska egenskaperna i hårdmetall.</p><p>I den här studien har korntillväxtens beroende på malning och sintring undersökts. WC-Co maldes och sintrades fyra olika tider och kornstorleksfördelningen mättes med bildanalys på svepelektronmikroskopbilder samt med ``electron backscatter diffraction'' (EBSD). I arbetet har även korrelationen mellan hårdhet, koercivitet och olika sätt att beräkna medelkornstorleken undersökts. Ett försök har också genomförts för att studera hur defekterna i det malda pulvret påverkar korntillväxten. I arbetet har även ett flertal olika tillväxtekvationer modellerats numeriskt och för och nackdelar med de olika tillväxtekvationerna har vägts mot varandra.</p><p>En lång maltid (40 h och 200 h) visade sig ge liten kornstorlek för sintring kortare än 6 h, men för sintringar längre än 8 h gav istället kort malning (15 min och 1 h) den mindre kornstorleken. Det visade sig att uppmätt hårdhet korrelerar bäst med den medelkornstorleksradie som räknats fram från kornytan. I EBSD mätningarna kunde man observera ett flertal korngränser, utöver Sigma 2 korngränser, som inte hade detekterats med bildanalys. Värmebehandlingen av det malda pulvret minskade korntillväxten under efterföljande sintring. Ingen av de undersökta tillväxtekvationerna kunde beskriva de experimentella resultaten fullt ut.</p><p>Genom ökad förståelse för korntillväxt kan man kontrollera tillväxten och slutprodukten kan få önskade egenskaper. Förekomsten av abnorm korntillväxt i skärverktyg i hårdmetall är en av de vanligaste kritiska defekterna och det är speciellt viktigt är undvika korntillväxt i tillverkning av små verktyg, som till exempel kretskortsborrar. Hårdhet och koercivitet är de vanligaste indirekta mätmetoderna för att mäta kornstorlek i produktion. En bra korrelation mellan kornstorlek och indirekta mätmetoder ger utökade verktyg för snabba och billiga mätningar.</p>

<p>This Master thesis has been performed at CTD- the Centre for Wood Technology and Design at the University of Linköping and has been carried out in Santa Cruz de la Sierra in Bolivia.</p><p>The objective of this thesis is to study the mechanical properties and uses of Guadua chacoensis, a bamboo native to Bolivia. Throughout history, bamboo has been used in many countries for a variety of purposes. In Asia bamboo is an important raw-material for buildings and furniture. It is also used for making paper and for land rehabilitation and fuel. In South America many countries, among them Bolivia, have great potential to use bamboo in the same way. One of the key ideas with this Master thesis is to make a contribution to support the Bolivian economy and welfare by elucidate this, hitherto undeveloped, natural resource.</p><p>This thesis is a Minor field study partly financed by Sida- the Swedish International Development Cooperation Agency. During the field study theoretical studies were made, collecting local and international information about bamboo and Guadua chacoensis in particular. Laboratory tests were prepared and conducted at UPSA- the Private University of Santa Cruz de la Sierra and several localities of the plant were visited.</p><p>Through tensile-, bending- and hardness test it is found that Guadua chacoensis is a flexible, medium soft material and is comparable with European oak when it comes to the tensile strength. This leads to the conclusion that this bamboo species, among other fields of applications, can be used for constructions, like houses and bridges, and furniture manufacturing.</p> / <p>Diese Diplomarbeit wurde durch das CTD- Zentrum für Holztechnik und Design an der Universität Linköping betreut und in Santa Cruz de la Sierra in Bolivien durchgeführt.</p><p>Das Ziel dieser Arbeit ist es die mechanische Beanspruchung und die Anwendungen von Guadua chacoensis , einer bolivischen Bambusart, zu untersuchen. Bambus wurde in der Vergangenheit in vielen Ländern für die unterschiedlichsten Anwendungen wie zum Beispiel Häuser, Werkzeug, Möbel, Lebensmittel, Treibstoff und Papier verwendet.</p><p>In meisten asiatischen Ländern ist Bambus ein wichtiger Rohstoff für kleine und mittlere Unternehmen. Damit werden Arbeitsplätze geschaffen, was der Bevölkerung hilft die Armutsgrenze zu überwinden. Auch in Lateinamerika haben viele Länder, wie zum Beispiel Bolivien, die Chance Bambus in der gleichen Weise zu nutzen. Ein zentraler Gedanke dieser Arbeit ist es daher eine Grundlage für die bolivische Wirtschaft zu schaffen damit dieser bislang kaum entwickelte Rohstoff genutzt werden kann.</p><p>Diese Arbeit wurde von Sida- der Schwedischen Internationalen Entwicklungsorganisation, teilweise finanziell unterstützt. Im Rahmen der durchgeführten Studie wurden sowohl theoretische Aspekte betrachtet, als auch Versuche im Labor der privaten Universität von Santa Cruz de la Sierra durchgeführt. Des Weiteren wurden verschiedene Arten des Bambus in der Natur untersucht.</p><p>Biege- Streck- und Festigkeitsversuche haben gezeigt, dass Guadua chacoensis ein flexibles und weiches Material ist. Von den Streckeigenschaften ist es mit europäischer Eiche zu vergleichen. Diese Ergebnisse führen zu der Schlussfolgerung, dass Guadua chacoensis für die Konstruktion von Häusern und Brücken, für die Herstellung von Möbeln und andere ähnliche Anwendungen eingesetzt werden kann.</p> / <p>Esta tesis ha sido realizada en el Centro de Ciencia de Madera y Diseño- CTD</p><p>de la Universidad de Linköping y ha sido llevada a cabo en la ciudad de Santa Cruz de la Sierra, Bolivia.</p><p>El objetivo de la tesis es estudiar los propiedades mecánicas y usos de la</p><p>Guadua chacoensis, un bambú nativo de Bolivia. A lo largo de la historia, el bambú ha sido utilizado en muchas localidades del mundo en distintas aplicaciones, vale mencionar: viviendas, herramientas, muebles, alimentos, combustible, papel y para rehabilitación de la tierra. En casi todos los países Asiáticos el bambú es un recurso importante para empresas de tamaño pequeño y mediano, proporcionando empleo y contrarrestando la pobreza.</p><p>En América Latina muchos países, incluyendo Bolivia, tienen potencial para aprovechar el bambú del mismo modo. Una de las ideas más importantes de la tesis es hacer una contribución para apoyar a la economía de Bolivia, la cual, hasta ahora, ha desarrollado muy poco este recurso natural.</p><p>La tesis es un Minor field study parcialmente financiado por Asdi- la Agencia Sueca de Cooperación Internacional para el Desarrollo. Durante el Minor field study estudios teóricos fueron realizados, acumulando información nacional e internacional sobre bambú y Guadua chacoensis en particular. Para examinar los propiedades mecánicos de la Guadua chacoensis, pruebas de laboratorio fueron preparadas y efectuadas en la Universidad Privada de Santa Cruz de la Sierra. Asimismo, muchas áreas con bosques naturales donde crece la especie fueron visitadas.</p><p>A través de pruebas de laboratorio de tracción, flexión y dureza ha sido demostrado que la Guadua chacoensis es un material flexible y de dureza media, comparable con el roble europeo cuando se trata de la fuerza de tracción. Eso tiene como resultado que la Guadua chacoensis, entre otros campos de aplicación, puede ser usada para construcciones, como casas y puentes, y para la manufacturación de muebles.</p> / <p>Detta examensarbetete har gjorts vid CTD- Centrum för Träteknik och Design vid Linköpings universitet och har utförts i Santa Cruz de la Sierra i Bolivia.</p><p>Syftet med detta examensarbete är att studera de mekaniska egenskaperna och användningsområden för Guadua chacoensis, en boliviansk bambuart. Genom historien har bambu använts i en mängd olika applikationer såsom hus, verktyg, möbler, mat, bränsle, papper och land-rehabilitering. I de flesta asiatiska länder är bambu en viktig resurs för små- och medelstora företag vilket skapar arbetstillfällen och motverkar fattigdom. I Sydamerika finns många länder, däribland Bolivia, vilka har stora möjligheter att utnyttja bambu på samma sätt. En av huvudidéerna med detta examensarbete är att kunna gynna den bolivianska välfärden genom att belysa denna, hittills outvecklade naturresurs.</p><p>Detta examensarbete är en Minor field study, delvis finansierad av Sida, styrelsen för internationellt utvecklingssamarbete. Under fältarbetet genomfördes teoretiska studier då internationell och inhemsk information om bambu, speciellt om Guadua chacoensis, samlades in. Olika områden där arten växer besöktes och hållfasthetstekniska tester genomfördes vid UPSA- Universidad Privada de Santa Cruz de la Sierra.</p><p>Genom drag-, böj- och hårdhetsprovning har det påvisats att Guadua chacoensis är ett böjligt och medelhårt material med en draghållfasthet som är jämförbar med den för Europeisk ek. Detta gör att denna bambuart lämpar sig bland annat för konstruktioner, såsom hus och broar, samt möbeltillverkning.</p>

År 2016 var världsproduktionen av textilfibrer mer än 100 miljoner ton. Mycket av textilierna hamnar till slut i hushållssoporna som i Sverige förbränns till energiåtervinning; textilier som egentligen hade kunnat återanvändas eller materialåtervinnas. Textilåtervinning delas vanligtvis upp i tre olika kategorier: mekanisk, kemisk och termisk återvinning. Mekanisk återvinning är en typ av down cycling, som idag endast sker i liten skala. Ett av problemen som gör att mekanisk återvinning inte tillämpas i större utsträckning är att fibrerna i processen deformeras och blir för korta för att kunna spinnas till garn. Detta leder till en försämrad fiberkvalité i jämförelse med jungfruliga fibrer, vilket gör att återvinningsprocessen idag inte är hållbar ur ett ekonomiskt perspektiv.   I projektet har textila tillverkningsmetoder i form av garnspinning och trikåtillverkning undersökts för att se hur val av metoder kan främja en återvinningsprocess. En jämförelse av spinnmetoder gjordes mellan ett egentillverkat ringspunnet garn av samma sorts bomullsfibrer som i ett färdigtillverkat rotorspunnet garn. Från resultat av dragprovning gick det att utläsa att ringspunnet garn var starkare än rotorspunnet garn gällande både brottlast, brottöjning och tenacitet. Emellertid kunde ingen signifikant skillnad beräknas i varken brottlast eller brottöjning i testet av trikåvaror som stickats av vardera garnsort. Däremot fick trikåvara av rotorspunnet garn en större fiberförlust än motsvarande trikå av ringspunnet i test av nötningshärdighet.   Vid mätning av fiberlängd upptäcktes det att ett rotorspunnet garn innehåller kortare fibrer än ett ringspunnet garn, vilket betyder att fibrerna har förkortats i rotorspinningsprocessen då de båda garnen tillverkats från samma förgarn. Visuell analys av fibrerna från de olika processtegen genomfördes genom mikroskopering för att undersöka eventuell fysisk deformation. I analysen gick det att urskilja formförändringar hos fibrerna från de båda garnsorterna men man har inte kunnat bekräfta att de formförändringarna har en direkt koppling till möjligheten för mekanisk återvinning.   Ur ett hållbarhetsperspektiv behövs mer forskning på tillverkningsmetoders påverkan på återvinning av textil och möjligheten för återspinning. Detta skulle kunna möjliggöra att det redan i tillverkningsprocessen kan göras smarta val för ett materials cirkulära kretslopp. Det bör tittas närmare på hur processer kan göras ekonomiskt hållbara, även skillnader i miljöpåverkan hos de olika tillverkningsprocesserna bör undersökas. / 2016 was the year the world market of textile fibers surpassed the volume of 100 million tonnes. In Sweden today, lots of textiles end up in the garbage bin, later used for energy recovery even though most of the material could be reused or recycled. Textile recycling is often categorized in mechanical, chemical and thermal recycling. Mechanical recycling is a type of down cycling, which today only takes place on a small scale. One of the reasons, is the deformation of the fiber in the recycling process. When the textile fibers are mechanically processed their length become too short for the following re-spinning of yarn. This results in a deteriorated fiber quality in comparison with virgin fibers and complicates the vision of an economically sustainable recycling process.   In this thesis an investigation of how textile manufacturing processes affect a possible recycling process was made. Cotton fibers were spun to yarn by a ring spinning machine and compared with a prefabricated rotor spun yarn made of same sort of cotton fiber and later knitted in a circular knitting machine. The manufacturing processes influence on the mechanical properties of the yarns and the knitted fabrics were tested using a tensile testing machine and a Martindale tester. From the result of tensile testing the yarn, it was found that the ring spun yarn was stronger than the rotor spun in breaking strength, elongation and tenacity. Meanwhile no statistically differences in breaking strength and elongation in the knitted fabrics could be calculated. In the abrasion resistant test the knitted fabric of rotor spun yarn showed a greater loss in fiber than the knitted fabric of the ring spun.   Moreover a visual analysis of the fibers from various process steps was made by microscopy to investigate any physical deformation of the fibers. The fibers from the ring spun yarn was more wave- formed compared with fibers from the roving, while the tip of the fibers were flattened and less natural twisted in the rotor spun yarn. In the knitted fabrics, the fibers from the rotor spun yarn showed similar shape like the ones from the spinning process but the ring spun fibers were tip shaped. In addition an investigation of fiber length of fibers from roving, ring spun yarn and rotor spun yarn was made. The result showed a lower mean value of fibers from rotor spun yarn, which could cause problem in a future recycling process.   In conclusion, from a sustainability perspective more research is required on the impact of manufacturing processes on recycling of textile fibers. This could enable the possibility to make better choices in manufacturing, which would prolong the life of the textile fiber and minimize the environmental footprints.

Cemented carbides (WC-Co) are powder metallurgical products produced by liquid phase sintering. WC-Co is widely used for making a large variety of cutting tools, such as drills and inserts turning applications, due to its great mechanical properties, where the hardness of the WC grains is combined with the toughness of the of the Co binder. WC grain size and grain size distribution are the two most important factors to control the mechanical properties of the products. This study examined the grain growth dependence of different milling and sintering times. The resulting grain size and grain size distribution were measured using image analysis on scanning electron microscopy images (SEM) and by using electron backscatter diffraction (EBSD). In addition, the correlation between hardness and coercivity, the most common indirect measures of grain size, and different methods of calculating average grain radius were investigated. An attempt was also made to study the contribution of defects to grain growth. This work also includes an overview of various grain growth equations and a numerical implementation of these. Experimental results show that for shorter sintering times, powders milled for short times (15 min and 1 h) have larger average grain radii. There is a crossover after 6 to 8 h of sintering, where the powders milled for a long time (40 h and 200 h), have larger average radii. The measured hardness values correlate well with the average grain radius calculated from the grain surface area and the coercivity correlates with the established equations. EBSD measurements detected boundaries that could not be detected by image analysis, and that were not Sigma 2 boundaries. It is likely that these boundaries are either low energy boundaries or boundaries between grains that are very closely oriented. Comparing heat-treated powder with the untreated resulted in a lower average grain size after sintering for the heat-treated powder. None of the growth equations investigated in this work could fully describe the experimental grain growth. Through increased understanding of the grain growth, the growth can be controlled and the end product can have the desired tool properties. The occurrence of abnormal grains in cutting tool applications can cause breakage, which is especially important to avoid in applications such as PCB drills. A correlation between hardness and grain size provides further means for cheap and fast indirect measures of the grain size in production. / Hårdmetall är ett pulvermetallurgiskt material som tillverkas genom smältfassintring och som kännetecknas av hårdhet, styvhet och god slitstyrka. Volframkarbidens (WC) kornstorlek och kornstorleksfördelning är två viktiga faktorer för att kontrollera de mekaniska egenskaperna i hårdmetall. I den här studien har korntillväxtens beroende på malning och sintring undersökts. WC-Co maldes och sintrades fyra olika tider och kornstorleksfördelningen mättes med bildanalys på svepelektronmikroskopbilder samt med ``electron backscatter diffraction'' (EBSD). I arbetet har även korrelationen mellan hårdhet, koercivitet och olika sätt att beräkna medelkornstorleken undersökts. Ett försök har också genomförts för att studera hur defekterna i det malda pulvret påverkar korntillväxten. I arbetet har även ett flertal olika tillväxtekvationer modellerats numeriskt och för och nackdelar med de olika tillväxtekvationerna har vägts mot varandra. En lång maltid (40 h och 200 h) visade sig ge liten kornstorlek för sintring kortare än 6 h, men för sintringar längre än 8 h gav istället kort malning (15 min och 1 h) den mindre kornstorleken. Det visade sig att uppmätt hårdhet korrelerar bäst med den medelkornstorleksradie som räknats fram från kornytan. I EBSD mätningarna kunde man observera ett flertal korngränser, utöver Sigma 2 korngränser, som inte hade detekterats med bildanalys. Värmebehandlingen av det malda pulvret minskade korntillväxten under efterföljande sintring. Ingen av de undersökta tillväxtekvationerna kunde beskriva de experimentella resultaten fullt ut. Genom ökad förståelse för korntillväxt kan man kontrollera tillväxten och slutprodukten kan få önskade egenskaper. Förekomsten av abnorm korntillväxt i skärverktyg i hårdmetall är en av de vanligaste kritiska defekterna och det är speciellt viktigt är undvika korntillväxt i tillverkning av små verktyg, som till exempel kretskortsborrar. Hårdhet och koercivitet är de vanligaste indirekta mätmetoderna för att mäta kornstorlek i produktion. En bra korrelation mellan kornstorlek och indirekta mätmetoder ger utökade verktyg för snabba och billiga mätningar.

With the population expected to grow dramatically in the future. The existing state of the ecosystem appears to be worse in the future. One of the key culprits that has been wreaking havoc on the ecosystem is the use of plastic that is used to produce composites. Composites, because to its versatility, has applications in all areas, and as the population grows, so will the demand for them. This can be reduced by using biodegradable and natural materials. The study is done in collaboration with the company Trifilon. The raw materials of the mixture are compared, and the best polymer, fibers, and additives are chosen. Composites made from synthetic raw materials are being replaced by bio-composites, which contain one natural component. The material selected are polypropylene as the polymer, maleic anhydride as compatibilizer and glass fiber for composite while hemp fiber for Bio-composite. To achieve optimal mechanical qualities, the mixture is created using varied amounts of essential components. The mechanical properties aid in defining the industries in which the material can be employed. There are various combinations of raw materials available with varying fiber content, from which the best proportion of the fiber is chosen. For composites and Bio-composites, the fiber content in the mixture is 10% to generate the best material with the appropriate adaptability and flexibility, allowing the material to be used and have applications in several industries. A comparative life cycle evaluation is used to compare the environmental impact of both materials' production procedures. The assessment model was created with the help of a literature review to generate the optimal recipe for composite and bio-composite materials. In most impact categories, bio-composite materials were found to be more sustainable than composite materials. The usage of Polypropylene as a raw material has the greatest influence on global warming, with glass fiber contributing more to global warming than hemp fiber. Future studies could include replacing Polypropylene with natural polymer and hemp fiber with a combination of synthetic and natural fiber to have strong mechanical properties from the synthetic and eco-friendliness from the natural fiber respectively. / Med befolkningen som förväntas växa dramatiskt i framtiden. Ekosystemets befintliga tillstånd verkar vara sämre i framtiden. En av de viktigaste bovarna som har orsakat förödelse på ekosystemet är användningen av plast som används för att producera kompositer. Kompositer har, på grund av sin mångsidighet, tillämpningar inom alla områden, och när befolkningen växer kommer efterfrågan på dem att öka. Detta kan minskas genom att använda biologiskt nedbrytbara och naturliga material. Studien görs i samarbete med företaget Trifilon. Blandningens råmaterial jämförs och den bästa polymeren, fibrerna och tillsatserna väljs. Kompositer tillverkade av syntetiska råvaror ersätts av biokompositer som innehåller en naturlig komponent. Materialet som väljs är polypropen som polymer, maleinsyraanhydrid som kompatibiliseringsmedel och glasfiber för komposit medan hampafiber för biokomposit. För att uppnå optimala mekaniska egenskaper skapas blandningen med olika mängder väsentliga komponenter. De mekaniska egenskaperna hjälper till att definiera de branscher där materialet kan användas. Det finns olika kombinationer av råvaror med varierande fiberhalt, från vilka den bästa andelen av fibern väljs. För kompositer och biokompositer är fiberinnehållet i blandningen 10 % för att generera det bästa materialet med lämplig anpassningsförmåga och flexibilitet, vilket gör att materialet kan användas och ha tillämpningar inom flera industrier. En jämförande livscykelutvärdering används för att jämföra miljöpåverkan från båda materialens produktionsprocedurer. Bedömningsmodellen skapades med hjälp av en litteraturöversikt för att generera det optimala receptet för komposit- och biokompositmaterial. I de flesta påverkanskategorier visade sig biokompositmaterial vara mer hållbara än kompositmaterial. Användningen av polypropen som råvara har störst inflytande på den globala uppvärmningen, med glasfiber som bidrar mer till den globala uppvärmningen än hampafiber. Framtida studier kan innefatta att ersätta polypropen med naturlig polymer och hampafiber med en kombination av syntetiska och naturliga fibrer för att ha starka mekaniska egenskaper från syntet respektive miljövänlighet från naturfiber.

Fast-bränsle-raketer (SRM) har funnit sin plats i en stor mängd tillämpningar sedan deras framkomst mer än 2000 år sedan. En SRMs prestanda är förutbestämd av geometrin av drivmedelskrutet och är begränsad av gjutningsmetoden, som idag främst används i produktion. Forskning inom 3D-skrivning av drivmedelskrut har undersökt nya komplexa geometrier som kan öka prestandan. Studier kring 3D-skrivning med UV-härdning är få till antalet och undersöks i detta projekt. Ett bindemedel av polyuretandiakrylat (PUDA) har syntetiserats och därefter karakteriserats, med och utan diverse monomerer genom dragprovsmätningar och differentialkalorimetri (DSC). Tillsats av tvärbindarna 1,6-hexandioldiakrylat (HDDA) samt trimetylolpropantriakrylat (TMPTA) till PUDA producerade ett mer sprött material. Denna skillnaden var mer påtaglig för TMPTA än HDDA, vilket tillskrivs den högre akrylatfunktionaliteten i den förstnämnda. Den kommersiella produkten Ebecryl 113 har karakteriserats med inerta fyllmedel. Härddjupet (DOC) undersöktes med Ebecryl 113 i ett experiment, vilket påvisade en minskning av härddjupet med ökande mängder aluminium. Orsaken är troligen de reflektiva egenskaperna för UV-ljus som aluminium innehar. Reologiska studier utfördes, från vilka en minskning i viskositet påvisades till följd av en ökad polydispersitet i partikelstorlekarna. 3D-skrivning med kolvextrudering och påföljande härdning med UV-strålning utforskades. Detta visade utmaningar med tekniken som behövs bemästras. I synnerhet uppmärksammades fasseparation och residuell härdning från reflekterat UV-ljus som begränsande faktorer för fortsatt arbete. / Solid rocket motors (SRMs) have found their place in many applications since their conception more than 2000 years ago. The performance of SRMs is determined by the geometry of the propellant grain and is limited by the cast-and-mould production method typically used today. Research has been made on 3D printing propellant grains to explore new complex geometries, which may increase performance. Studies on 3D printing techniques using UV curing are limited and are in this work investigated. A polyurethane diacrylate (PUDA) binder was synthesized and then characterized, with and without various monomers by tensile testing and differential scanning calorimetry. Additions of the crosslinkers 1,6-hexanediol diacrylate (HDDA) and trimethylolpropane triacrylate (TMPTA) to PUDA rendered the final product more brittle. This change was more noticeable for TMPTA than HDDA, as the former has a higher acrylate functionality. The commercial product Ebecryl 113 was also characterized with inert fillers added. A depth of cure (DOC) study with Ebecryl 113 was conducted, which showed a decrease in DOC with increasing amounts of aluminium. This is attributed to the reflective properties of aluminium in the UV spectrum. Rheological studies were conducted and a decrease in viscosity could be seen as a result of increasing the polydispersity of particle sizes. A 3D printing technique using plunger extrusion followed by UV curing was explored, which highlighted challenges which need to be overcome. Most notably, phase separation and residual curing from scattered UV rays are limiting factors for future work.

Birch plywood has favorable mechanical properties that could be used in new types of connections for timber structures, and thus enable a substitution of the current system with steel plates. Such new connections could result in significant advantages in terms of environmental impact and economy as well as ease of prefabrication and mountability. However, there is a lack of data concerning some of the mechanical properties of birch plywood that would be necessary in order to perform a safe design. In particular, there is a lack of reliable data and understanding of the mechanical properties of birch plywood in directions other than along and perpendicular to the face grain. The aim of this thesis is to gain new knowledge about this anisotropy and to study the variation of the in-plane mechanical properties of birch plywood at different loading angles to the face grain, including effects of size and moisture changes. The goal is that this knowledge will serve as input for the design of birch plywood connections under various loading conditions in timber structures. Specifically, birch plywood specimens were laboratory tested in in-plane tension, compression, shear and bending. The results show that birch plywood possesses the highest tensile, compressive and bending strength and elastic modulus parallel to the face grain and the lowest ones at 45° to the face grain. The opposite findings were noticed for the shear strength and the shear modulus. Moreover, a size effect on the in-plane bending strength property was observed at 0° (parallel) and 90° (perpendicular) to the face grain but not at other angles, which is attributed to the different failure mechanisms. In addition, the increase of moisture leads to the decreased bending strength and elastic modulus in the hygroscopic range. Validated by the experimental work, both analytical and numerical models to predict the mechanical performance of birch plywood under different load conditions and various moisture contents are proposed. / Björkplywood har gynnsamma mekaniska egenskaper som skulle kunna användas i nya typer av knutpunkter (förband) för träkonstruktioner, och därmed möjliggöra en substituering av dagens system med stålplåtar. Sådana nya knutpunkter kan innebära avsevärda fördelar när det gäller miljöpåverkan och ekonomi samt en enkel prefabricering och monterbarhet. Det saknas dock data när det gäller vissa mekaniska egenskaper hos björkplywood som är nödvändiga för att kunna utföra en säker design. I synnerhet saknas tillförlitliga data och förståelse kring de mekaniska egenskaperna hos björkplywood i andra riktningar än längs och tvärs dess ytfanér. Syftet med denna avhandling är att ta fram ny kunskap om denna anisotropi och studera variationen av de mekaniska egenskaperna hos björkplywood i dess plan vid olika belastningsvinklar mot ytfanérets fiberriktning, inklusive effekter av storlek och fuktförändringar. Målet är att denna kunskap ska fungera som input för design av björkplywood-förband under olika belastningsförhållanden i träkonstruktioner. Specifikt testades prover av björkplywood i dess plan i drag, tryck, skjuvning och böjning. Resultaten visar att björkplywood har den högsta drag-, tryck- och böjhållfastheten och elasticitetsmodulen parallellt med ytfanérets fiberriktning och den lägsta vid 45° mot densamma. Det motsatta gäller för skjuvhållfasthet och -modul. Dessutom observerades en storlekseffekt avseende böjhållfastheten vid 0° (parallell) och 90° (vinkelrätt) mot ytfanérets fiberriktning men inte vid andra vinklar, vilket förklaras genom de olika brottmekanismerna. Dessutom leder ökningen av fukt till minskad böjhållfasthet och elasticitetsmodul i det hygroskopiska området. Validerat av det experimentella arbetet föreslås både analytiska och numeriska modeller för att förutsäga den mekaniska prestandan hos björkplywood under olika belastningsförhållanden och olika fuktkvoter. / <p>QC 20221117</p>

Concrete is good as a construction material regarding fire and its properties regarding strength. However, the concrete expands and cracks due to fire resulting in structural damage. According to the literature the concrete usually loses its strength during and after fire exposure due to themechanical and physical changes.Concrete consists of cement, water, aggregates of different sizes, and usually some sort of plasticiser depending on its final use. Globally the concrete production releases about 4.5 billionmetric tons of carbon dioxide, which is about 8% of all the emissions of carbon dioxide in the world (Naturskyddsföreningen, 2022).The main components in cement are limestone and marlstone which are melted and turned to clinker. The clinker is mixed with sand and gypsum to make cement. Due to the high releases of carbon dioxide from the production of cement and the destruction of the environment mining of the raw materials, Sweden had a concrete-crisis in the summer of 2021, this was due to the government denied the main cement company Cementa AB to continue to mine limestone on the island of Gotland. Due to this decision new sustainable components to replace the components to produce concrete is critical. An alternative material called biochar may be suitable as a component in concrete. Biochar is a renewable product from pyrolysis of biomass. The favorable properties of biochar such as low density, high specific area and low thermal conductivity has the potential to lower the carbon footprint of concrete. This thesis evaluates the properties and performance for different biochar ratios mixed within concrete before and after exposure to fire in a furnace that followed the standard ISO 834 curve up to 650 ℃. In particular, experiments were conducted to observe how the mechanical properties (e.g., tensile and compressive strengths) are affected by exposure to fire that caused a temperature rise of up to 650 ℃. By analyzing the results from the experiments, it is seen that the workability of the concrete decreases with higher ratios of biochar due to the biochar’s water absorption properties. The compressive and tensile strength tests before fire exposure, for both aggregate and cement replaced samples, resulted in the average strength decreasing with higher ratios of biochar. Interestingly, iiithe results after fire exposure represented higher compressive strengths for both cement and aggregate replaced samples for all ratios of biochar. However, the tensile strength after fire exposure generally decreased with higher ratios of biochar. Differential scanning calorimetry and infrared spectroscopy were performed to gain an insight into the reason for the increase in compressive strength after fire exposure. Most probably, when the silica, present in the cement, was exposed to 650 °C under fire, it softened and fused the other components, which led to stronger compressive strengths.

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.