Die Arbeit beschäftigt sich mit der Weiterentwicklung des verdämmten Druckversuches zur Bestimmung experimenteller Daten an verschiedenen Keramik- und Glassorten. Die untersuchten Materialien (Al2O3, TiB2, B4C, Floatglas, schweres Flintglas) lagen in Form von Fragmenten (Bruchstücken) vor und wurden aus realen Impaktexperimenten wiedergewonnen. Zusätzlich wurden thermisch vorgeschädigte Aluminiumoxidzylinder in die Betrachtungen einbezogen. Daten granulierter bzw. vorgeschädigter spröder Materialien sind von besonderem Interesse für Finite Element Rechnungen, um beispielsweise experimentell sehr aufwendige Beschußversuche rechnerisch zu simulieren.Als Untersuchungsmethode wurde der verdämmte Druckversuch verwendet und sowohl an quasistatische als auch an schlagdynamische Belastungsbedingungen angepaßt. Außerdem wurden die entwickelten Testaufbauten für sehr hohe hydrostatische Drücke optimiert. In den quasistatischen Experimenten konnten damit Drücke von 380 MPa bis 1960 MPa und in den dynamischen Versuchen von 495 MPa bis 2060 MPa erreicht werden. Im Ergebnis wurden mechanische Kennwerte der granulierten bzw. vorgeschädigten Materialien ermittelt (Restfestigkeit, Verdichtungsverhalten) und deren Schädigungsgrad vor und nach den Versuchen bestimmt (Rasterelektronenmikroskopie und Messung der spezifischen Oberfläche). Die vielversprechenden Resultate der verschiedenen Keramiken und Gläser wurden verglichen und die Materialien im Hinblick auf ihr Energieaufnahmevermögen unter schlagartiger Belastung bewertet.

The dissertation is an exercise in the application of the philosophical hermeneutics of Paul Ricoeur and the biblical hermeneutics of John Dominic Crossan to the aesthetics of religious cinema. / The thesis defines religious cinema as virtual religious experience; therefrom a theory of religious cinema is derived. This derivation depends on a discussion of the essential elements of the cinematic experience and permits the expansion of the category of religious cinema beyond its traditional frontier. Throughout the dissertation, a dialogue is maintained with general cinema theory on the one hand and religious cinema criticism on the other. The purpose of this dialogue is to increase credibility (in the former case) and to demonstrate originality (in the latter case). / Finally, extrapolating from a specific dialogue between Crossan and Ricoeur, a critical method is developed, then applied to Werner Herzog's Herz aus Glas, a transcription of which is included as an appendix.

Die vorliegende Arbeit beinhaltet die theoretische Betrachtung des Glasschmelzprozesses in Glasschmelzöfen und die Darstellung von fünf Bewertungsprinzipien zur qualitativen Bewertung von Glasschmelztechnologien für die Abschmelz-, Restquarz- und Läuterzone. Es konnte gezeigt werden, dass zum verbesserten Einschmelzen des Gemenges nicht nur der Energieeintrag, sondern auch der Abtransport der neu entstehenden Schmelze intensiviert werden muss. Bei der qualitativen Bewertung und der Auswahl von Schmelztechnologien zur Beschleunigung der Restquarzlösung wurde dargestellt, dass der Einfluss der Schmelztechnologie auf das Verweilzeitverhalten und damit rückwirkend auf die Effizienz der Restquarzlösezone bei der Vorauswahl von Schmelztechnologien berücksichtigt werden muss. Für die Läuterzone wurde nachgewiesen, dass zwei teils in der Literatur diskutierte Bewertungsprinzipien zur Läuterung von Glasschmelzen abzulehnen sind bzw. zu überschätzten Aussagen zur Effizienz von Läutertechnologien führen. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass für den theoretischen Fall einer Läuterbank ohne Konvektionsströmungen die Blasenwachstumsgeschwindigkeiten für Konstruktionen mit minimalen Kosten im Bereich von 4-12*10-7 m/s mit möglichen Ausreißern zu 5*10-6 m/s bei Massengläsern liegen sollten.

Die moderne Architektur ist durch gläserne Fassaden und ausgefallene Konstruktionen aus Glas geprägt. Dabei wird Glas nicht nur als raumabschließendes Element verwendet, sondern auch konstruktiv eingesetzt und zunehmend an der Lastabtragung beteiligt. Die Integration von Glaselementen in die Baukonstruktion erfolgt über linien- oder punktförmige Lagerungen. Dabei können mechanisch ausgeführte Halterungen lokale Beanspruchungen und damit Glasversagen verursachen. Eine Alternative bilden Klebverbindungen, welche ein materialgerechtes Konstruieren im Glasbau ermöglichen. Kommerziell wird hierfür eine Vielzahl von Klebstoffen angeboten. Neben der Auswahl eines geeigneten Klebstoffsystems können dauerhafte adhäsive Verbindungen aber meist nur mit Hilfe von Oberflächenvorbehandlungen der Fügeteile gewährleistet werden. Aufgrund der langen Standzeiten von Bauwerken sind große Beständigkeiten von geklebten Verbindungen notwendig, welche nur durch den Aufbau von möglichst hohen Haftungskräften zwischen Fügeteiloberflächen und Klebstoffpolymer erreichbar sind. Spezielle Vorbehandlungsverfahren sorgen für eine bessere Benetzbarkeit der Oberflächen und schaffen zudem energetisch aktive Zentren, die mit den Klebstoffen in Wechselwirkung treten können. Viele der insbesondere für metallische Materialien industriell etablierten Oberflächenvorbehandlungen sind allerdings wenig zukunftsträchtig, da diese Verfahren häufig den Einsatz ätzender, hochgiftiger und umweltgefährdender Substanzen notwendig machen. Hierin liegt der Ansatzpunkt der vorliegenden Arbeit. In verschiedenen Industriebereichen, wie dem Automobilbau, der Elektrotechnik und der Dentalmedizin werden bereits neu entwickelte Oberflächenvorbehandlungsverfahren auf Basis von Plasma- und Abscheidungstechnologien eingesetzt. Daraus ergibt sich die Fragestellung nach der Anwendbarkeit solcher Verfahren auf Fügeteilmaterialien des Konstruktiven Glasbaus und nach dem Nutzen dieser Oberflächenvorbehandlungen in Bezug auf die Optimierung von strukturellen Klebungen. Für die Ermittlung optimaler Eigenschaften von Oberflächen für den klebtechnischen Prozess werden ausgewählte Fügeteile aus Edelstahl, Aluminium und Messing sowie Einscheibensicherheitglas aus Kalk-Natronsilikatglas physikalischen und chemischen Oberflächenanalysen vor und nach der Anwendung von vier verschiedenen Oberflächenvorbehandlungsverfahren unterzogen. Zudem werden die Haftungseigenschaften nach der Vorbehandlung an geklebten Prüfkörpern vor und nach Alterung untersucht. Aus den daraus erhaltenen Ergebnissen wird der Einfluss der Oberflächenbeschaffenheit auf die Festigkeit der Klebverbindungen bestimmt. Die durchgeführten Untersuchungen ergeben sehr unterschiedliche, stark substrat- und klebstoffabhängige Wirkungsweisen der einzelnen Oberflächenvorbehandlungen. Als geeignetes Verfahren in Bezug auf die Verbesserungen des Adhäsionsvermögens und der Alterungsbeständigkeit, die Integrierbarkeit in maschinelle Herstellungsprozesse und die Vermeidung optischer Veränderung der Oberflächen stellt sich die Flammensilikatisierung heraus. Die mit dieser Oberflächenvorbehandlung aufgebrachte, dichte Silikatschicht und deren chemische Aktivität sowie deren vollständige Benetzbarkeit bieten beste Voraussetzungen für die Verklebung verschiedener Fügeteilmaterialien mit unterschiedlichsten Klebstoffen. / The modern architecture is affected by glass facades and novel glass structures. Therein glass is not only used as space enclosing element, rather it finds more and more constructive application and it is increasingly involved in load transfer. State of the art for the integration of glass elements in buildings are mechanically designed point and linear fixings. But they may cause local stresses followed by glass breakage. An alternative to these fixations are adhesive joints which more respect the specific requirements of the fragile material glass. A wide variety of adhesives is already available for this purpose. For strong adhesive joints not only the selection of a suitable adhesive is essential. The surface quality, which can be enhanced by surface treatments, is just as important for a very good adhesion. Due to the long life expectancy of buildings, a permanently aging resistance of the adhesive joints is necessary. For that, a formation of the highest possible adhesion forces between adhesive polymer and adherend surface is essential. Special surface treatment processes ensure a better wettability of the surfaces and also create energetically active sites that can interact with the adhesive molecules. However, many of the industrially established surface pretreatments, especially those for metallic materials, are not sustainable, since these methods often use corrosive, highly toxic and environmentally hazardous substances. This is the basis of the present dissertation. In various industries, such as automotive, electrical engineering and dentistry, newly developed surface treatment methods based on plasma and deposition technologies are already used. This raises the question of the applicability of such methods on materials for glass constructions and of their benefit to the optimization of structural adhesive joints. The effect of four different surface treatment methods used on the surfaces of stainless steel, aluminum, brass and toughened safety glass made from soda-lime glass is investigated in experimental studies. Physical and chemical surface analyses are performed before and after the applications. In addition, the adhesion properties of bonded specimens with pretreated surfaces are examined before and after aging. The influence of the surface conditions on the strength of the adhesive joints is determined from the obtained results. The results show very different effects of the individual surface treatment methods with high dependences on substrate and adhesive. With regard to an increase of adhesion strength, a good aging resistance, an uncomplicated integration into automated production processes and an avoidance of changing the optical surface properties, the investigated combustion chemical vapour deposition is the most suitable method. With this pretreatment, a dense silicate layer is deposite on the surface. Its high chemical activity and its complete wettability offer the best conditions for bonding a variety of materials with different adhesives.

Purpose of this study was to investigate the possibilities of using Near-infrared (NIR) spectroscopy to detect glass in refuse derived fuel (RDF) as well as what on-line data of glass content could be used for in terms of boiler operation and performance determination. Sample configurations were done with dried RDF (to prevent mass loss due to moisture and spectroscopic disturbance) and increasing concentrations of colored soda-lime glass, total of 100 samples. Glass was randomly scattered among the RDF by shaking the added glass and RDF in a bucket to generate representative samples of real life conditions. NIR-spectra acquisition was done between 12000 and 4000 cm-1, at 8 cm-1 resolution and average of 32 scans. The determination of boiler performance was done in accordance to Swedish standards for acceptance testing and heat loss due to glass was treated as slag. Resulting performance calculations showed boiler efficiency via indirect method matching efficiency calculated via direct method (deviating at maximum 2 %) which validates the summarized losses (including due to glass). The heat loss due to glass was calculated to 0,068 MW/%glass, which equated to average of 0,16 MW for 2,37 % glass. Total heat loss was amounted to an average of 11,53 MW. The developed models were not satisfactory in their quality of regression prediction. Although some had, through pre-processing, good development of explained variance at increasing factors, but still had a “Not Applicable” coefficient of determination by regression prediction. The poor quality of models can be explained by poor glass detection (poor representation) of the spectroscopic instrument due to a combination of glass being randomly scattered in the background material and sometimes covered by RDF as well as that the NIR-spectroscopy light beam only hits a small area. By increasing the number of samples upwards 300 -500, the effect of random scatter of glass can be mitigated and acceptable models could be acquired. / FUDIPO

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Emaillierte Scheiben finden seit sehr langer Zeit ihre Anwendung im Bauwesen als opake Fassadenpaneele in System- oder vorgehängten, hinterlüfteten Fassaden. Mit Mustern in Form von Punkten, Streifen oder Quadraten wird ein teilweiser Sonnen- beziehungsweise Blendschutz realisiert. Ebenso ist seit langem eine festigkeitsmindernde Wirkung einer solchen Bedruckung auf Glasbauteilen bekannt. Die Gründe dafür sind nicht geklärt, und es existieren mehrere Erklärungsversuche, die ihre Belastbarkeit aber noch nicht bewiesen haben. Ebenso beruhen die Normangaben zu bedruckten, vorgespannten Glasprodukten auf empirischen Untersuchungen ohne weitere wissenschaftliche Basis. Daher wird in dieser Arbeit das Ziel verfolgt, eine in der Fachliteratur genannte mögliche Ursache der Festigkeitsminderung genauer zu untersuchen. Neben einer Bewertung der bereits vorhandenen, wenigen Erklärungsversuche wird die in der Literatur geäußerte und auch durch Versuche im Rahmen von Qualitätskontrollen der Glasveredler berechtigte Annahme der Festigkeitsminderung auf Grund geänderter Temperaturverhältnisse während des Abkühlvorgangs durch die Emailleschicht besonders untersucht. Dieser Annahme wird mit spannungsoptischen Messmethoden und in Bruchversuchen nachgegangen. Mit Streulichtmessungen werden mögliche Veränderungen im Eigenspannungsverlauf über die Glasdicke quantitativ ermittelt. Mit Bruchversuchen in einem modifizierten Doppelring-Biegeversuch können dann unter Ansatz der ermittelten Vorspannung im Glas Rückschlüsse auf mögliche strukturelle Veränderungen der Glasoberfläche beziehungsweise größere Defekte geschlossen werden. Mittels numerischer Simulationen des Vorspannprozesses von bedruckten und unbedruckten Scheiben kann auch die Auswirkung verschiedener thermischer Ausdehnungskoeffizienten genauer bestimmt werden. In praktischen Versuchen kann eine solche mögliche Auswirkung nicht untersucht werden, da die Emaille als Überzugsmaterial als handelsübliches Produkt verwendet und nicht frei konfektioniert wird. Daher können nur die thermischen Ausdehnungskoeffizienten im Versuch berücksichtigt werden, die sich im handelsüblichen Produkt einstellen.:1 Problemstellung 1 1.1 Begriffsbestimmungen 3 1.1.1 Fachbegriffe zur Emaille 3 1.1.2 Festigkeitsbegriffe für Glas 5 1.2 Stand der Wissenschaft und Technik 7 1.2.1 Metallemaillierungen 7 1.2.2 Glasemaillierungen 8 1.3 Abgeleitete Fragestellungen 22 1.4 Lösungsansätze 23 2 Grundlagen der Werkstoffe 27 2.1 Viskosität 27 2.2 Spektrale Eigenschaften und Farbgebung 30 2.3 Glas 36 2.3.1 Mechanische Eigenschaften 36 2.3.2 Thermische Eigenschaften 37 2.4 Emaille / Glasfluss 45 2.4.1 Aufbau / Struktur / Zusammensetzung 45 2.4.2 Mechanische Eigenschaften 48 2.4.3 Thermische Eigenschaften 50 2.5 Emailliertes Glas 52 3 Thermische Vorspannung 56 3.1 Prinzip der thermischen Vorspannung 56 3.2 Mechanismus der thermischen Vorspannung 57 3.3 Mechanik der thermischen Vorspannung 60 3.3.1 Temperaturverlauf 61 3.3.2 Spannungsrelaxation 65 3.3.3 Strukturrelaxation 68 3.3.4 Zusammenfassung und Spannungsverlauf 71 4 Prüfungen und Prüfgeräte – Grundlagen 74 4.1 Optische Untersuchungen 74 4.1.1 Grundlagen der Spannungsoptik 74 4.1.2 Streulichtmessungen 75 4.1.3 Diskussion weiterer Verfahren 79 4.1.4 Anwendung Messgerät SCALP 81 4.1.5 Spektralmessung 86 4.2 Bruchversuche 87 4.2.1 Doppelring-Biegeversuche nach DIN EN 1288 88 4.2.2 Modifizierter Doppelring-Biegeversuch 90 4.2.3 Bestimmung der Versuchsgeometrie 93 4.3 Auswertung und Statistik 97 5 Prüfungen – Durchführung und Auswertung 100 5.1 Parameterzusammenstellung 100 5.2 Form und Art der Probekörper 103 5.3 Optische Untersuchungen 109 5.3.1 Überprüfung der bedruckten Seite 109 5.3.2 Differential-Refraktographie 109 5.3.3 Streulichtmessungen 110 5.3.4 Spektralmessung 117 5.3.5 Zusammenfassung optische Untersuchungen 119 5.4 Bruchversuche 120 5.4.1 Unbedruckte Proben 123 5.4.2 Schwarz bedruckte Proben 124 5.4.3 Weiß bedruckte Proben 126 5.4.4 Zusammenfassung Bruchversuche 127 5.5 Überlagerung Spannungsoptik und Bruchversuch 128 6 Numerische Simulationen 134 6.1 Simulation des Vorspannprozesses 134 6.1.1 Grundlagen 134 6.1.2 Numerische Modellierung 135 6.1.3 Temperaturprofil 137 6.1.4 Vorspannprozess für unbedrucktes Glas 140 6.1.5 Vorspannprozess für bedrucktes Glas 147 6.2 Parameterstudien 150 6.2.1 Auswirkung der Emailleschichtstärke 152 6.2.2 Auswirkung der Ausdehnungsdifferenz 155 6.2.3 Zusammenfassung numerische Simulation 158 7 Zusammenfassung und Ausblick 160 7.1 Zusammenfassung und Diskussion 160 7.2 Ausblick 170 8 Verzeichnisse 174 8.1 Bezeichnungen 174 8.1.1 Formelzeichen 174 8.1.2 Abkürzungen 177 8.2 Literaturverzeichnis 178 8.2.1 Allgemein über Glas und allgemeine Parameter178 8.2.2 Emaille 178 8.2.3 Vorspannung 180 8.2.4 Mechanik und Festigkeit 183 8.2.5 Bruchversuche und Statistik 184 8.2.6 Optik und Spannungsoptik 185 8.2.7 Normen und Richtlinien 186 8.3 Abbildungsverzeichnis 188

Gegenstand dieser Arbeit ist die Untersuchung der Medium Range Order in binären Alkalisilicatgläsern mittels 29Si-Festkörper-NMR-Spektroskopie. Die Medium Range Order kann durch die Qn,jklm-Verknüpfungen beschrieben werden. Die experimentelle Ermittlung der Qn,jklm-Verknüpfungen ermöglicht Aussagen über die kontrovers diskutierte topologische Verteilung der Qn-Gruppen im Glas, d.h. ob im Glas eine homogene oder inhomogene Qn-Verteilung vorliegt. Es wurden 29Si-angereicherte binäre Natrium- und Lithiumsilicatgläser verschiedener Zusammensetzungen NMR-spektroskopisch untersucht. Die Anreicherung mit dem 29Si-Isotop führte einerseits zu einer signifikanten Verbesserung des Signal / Rausch-Verhältnisses der 1D-Spektren und ermöglichte andererseits die Anwendung von 2D-NMR-Experimenten. Aus der Kombination der verschiedenen NMR-Methoden konnten Erkenntnisse über die Qn,jklm-Verknüpfungen gewonnen werden. In allen untersuchten Gläsern wurden Abweichungen von einer homogenen Qn-Verteilung gefunden.

Das Ziel der Arbeit bestand in der Funktionalisierung eines etablierten Werkstoffsystems, um diesem neben den gewünschten Eigenschaften neue Eigenschaften und damit neue Funktionen und Einsatzmöglichkeiten zu erschließen. Als Basis wurden langfaserverstärkte Gläser gewählt, zu deren Funktionalisierung Grundlagenuntersuchungen in zwei verschiedenen Richtungen unternommen wurden. Auf der einen Seite wurden die elektrischen Eigenschaften der ursprünglich nur zur Verstärkung der Glasmatrix eingesetzten Siliciumcarbidfasern ausgenutzt, um mit deren Hilfe eine Schadensvorhersage des gesamten Verbundwerkstoffs aufgrund einer mechanischen Beanspruchung oder einer thermischen Belastung zu bekommen. Auf der anderen Seite wurde durch eine gezielte Änderung des Verstärkungsmaterials versucht, ein lichtdurchlässiges faserverstärktes Glas zu erhalten. Im Hinblick auf eine Faserverstärkung bei gleichzeitiger Erhaltung der Transluzenz des Matrixglases wurden unterschiedliche Quarzglasfasertypen und Faserbeschichtungen erprobt.

Glassy Bi-Sr-Ca-Cu-O (BSCCO) precursors were prepared by different melt-quenching methods to investigate the melt properties of the BSCCO system before the crystallization investigations were started. In order to fabricate superconductors having high critical temperature and current density using the glass-ceramic route, it is necessary to clarify the total chemical composition of the quenched precursor. For the first time the total chemical composition of such precursors has been directly measured by the direct element analysis and correlated with the taken process steps. The results from the element analysis demonstrated significant chemical deviations in composition with respect to the starting composition and strong chemical inhomogeneities of the sample. The crystallization dependence was investigated on numerous parameters for the BSCCO system such as initial composition, atmosphere, Sr:Ca ratio, average valence state of the glassy precursor and the dependence of Bi substitution by Pb. It could be demonstrated that the copper valence dependence on the phase formation and crystallization of the high-TC phase plays an important role in the BSCCO system. It could also be demonstrated that the smallest chemical deviation could strongly influence the phase formation in dependence of melt temperature, influencing not only the average copper valence but also the different cation concentrations. From literature there are barely any results or conclusions drawn of the chemical composition of the quenched glassy precursors that however is critical to control the crystallization behavior and understanding the influences on the superconductive properties as demonstrated in this work. / Amorphe Precursoren von dem Bi-Sr-Ca-Cu-O (BSCCO) System wurden durch verschiedene Methoden des Rascherstarrens hergestellt, um deren Schmelzeigenschaften vor dem Prozess der Kristallisation zu untersuchen. Um Supraleiter mit hoher kritischer Temperatur und Stromdichte mit der glas-keramischen Route anfertigen zu können, ist es notwendig, die chemische Zusammensetzung dieser amorphen Precursoren zu kennen. Erstmalig wurde die totale chemische Zusammensetzung der Precursoren durch die direkte Elementanalytik im Zusammenhang mit den jeweiligen Prozessschritten gemessen. Bei den Probeuntersuchungen zeigten sich wesentliche chemische Abweichungen von der nominalen Zusammensetzung und starke chemische Inhomogenitäten. In Abhängigkeit der Parameter nominale Zusammensetzung, Atmosphäre, Sr:Ca-Verhältnis, mittlerer Kupfervalenzzustand (für die Percursoren) und Bi Substitution mit Pb, ist die Kristallation ermittelt wurden. Es konnte gezeigt werden, dass der Kupfervalenzzustand eine wichtige Rolle in dem BSCCO System bei der Kristallisation von der Hoch-TC Phase spielt. Es hat sich auch herausgestellt, dass die kleinste chemische Abweichung stark die Phasenbildung beeinflussen kann. Diese Abweichung ist abhängig von der Schmelztemperatur, welche nicht nur den Kupfervalenzzustand sondern auch die Kationenkonzentrationen beeinflusst. In der Literatur finden sich wenig Veröffentlichungen oder Schlussfolgerungen zu dieser Thematik obwohl es die Kristallisationseigenschaften der Precursoren stark beeinflussen wird, wie es durch die vorliegende Arbeit bestätigt wurde.