Non-crimp fabrics (NCF) have become established in the fields of the automotive, aircraft, and wind power industries, which has led to an increasing demand of fiber plastic composites. In order to utilize the known excellent load-bearing properties of NCF and also to reduce the related disadvantages such as fiber undulation caused by stitching yarn, inclusions of resin and filament breakage by the stitch-bonding process have to be addressed. Hence, an alternative manufacturing technology is presented. This technology is defined by the punctiform application of a polyester hot melt adhesive to enable different geometries of NCF and ensure the position of the high-performance fiber in the load direction. The new manufacturing process, on the one hand, demands new testing methods to investigate the adhesion between the used adhesive and highperformance fibers, while, on the other, the surface of the adherend (carbon fiber) needs to be improved. Oxyfluorination is used here for the surface modification. Different tests such as peel test, shear test and transverse tensile test were developed and evaluated with different adhesives and high-performance yarns based on glass and carbon. The influence of the used copolyester hot melt on the curing kinetics of an epoxy matrix was investigated by differential scanning calorimetry using quasi-isothermal and non-isothermal measurements. In addition, the interface between the thermoplastic epoxy resin and the copolyester hot melt was analyzed by scanning electron microscopy.

Temperature-responsive hydrogels are polymer particles whose equilibrium size depends on the temperature of the water they are immersed in. Here we present an equivalent circuit model of a temperature-controlled microvalve based on hydrogel particles. The resulting network model consists of three physical subsystems. The thermal subsystem considers the heat capacities and thermal resistances of the layers of the valve and the coupling to the ambient environment. The polymeric subsystem describes the relaxation of the hydrogel particles to the temperature-dependent equilibrium size. The fluidic subsystem consists of the supply channel and a chamber whose cross section varies according to the size of the hydrogel particles. All subsystems are described and coupled within one single circuit. Thus the transient behavior of the valve can be calculated using a circuit simulator. Simulation results for a setup are presented and compared with experiments.

Die Kunststoffschweißverfahren Infrarot- und Vibrationsschweißen sind in der Serienfertigung etablierte Fügetechnologien. Sie sind durch eine wirtschaftliche und effiziente Prozessführung gekennzeichnet und sind verfahrenstechnisch prinzipiell zum Einsatz im Apparate-, Behälter- und Rohrleitungsbau geeignet. Aufgrund fehlender Erkenntnisse und Nachweise zum Zeitstandverhalten ist die Anwendung dieser Verfahren im Halbzeugbereich jedoch nur eingeschränkt möglich. Im Rahmen der Untersuchungen wurden das Vibrations- und Infrarotschweißen hinsichtlich ihres Potentials für Langzeitanwendungen mit dem konventionellen Halbzeugschweißverfahren Heizelementschweißen verglichen und erreichbare Zeitstandzug-Schweißfaktoren ermittelt. Die Ergebnisse zeigen, dass sowohl für das Vibrations- als auch Infrarotschweißen, in Abhängigkeit der Prozessparameter, Zeitstandzug-Schweißfaktoren von ca. 0,7 bis 0,9 erreicht werden. Darüber hinaus führen die Resultate dieser Arbeit zu einer Erweiterung der Wissensbasis über die Mechanismen des Zeitstandbruchverhaltens geschweißter Polyolefinhalbzeuge. Die für die Kurzzeitfestigkeit von Vibrations- und Infrarotschweiß-verbindungen vielfach nachgewiesene Prozess-Struktur-Eigenschaftskorrelation wurde für die Zeitstandfestigkeit erforscht und angewendet. / The infrared and vibration welding processes are joining technologies established in series fabrication. They are characterised by their economically viable and efficient process management and they are suitable for utilisation in apparatus, tank and pipeline construction. However, their application in the field of semi-finished procucts is restricted due to the lack of knowledge and proof in relation to the Environmental Stress Cracking (ESC). Within the framework of the research, the vibration and infrared welding processes were compared with the conventional welding process heated tool butt welding. Furthermore achievable tensile creep welding factors were determined. The results show achievable tensile creep welding factors from ca. 0.7 to 0.9 for the vibration welding process as well as for the infrared welding process dependent on their process parameters. Moreover, the knowledge base of the mechanisms of the failure behaviour of welded joints between semi-finished products undergoing ESC was extended. The process-structure-property correlation, which has been proven for the short-term strength of vibration and infrared welded joints many times, was investigated and applied for the long-term strength.

Im Rahmen der Dissertation wurde eine Fertigungstechnologie entwickelt, die die Überleitung des Stahlniederdruckgießverfahrens (3CAST) in die Produktion und somit die Erzeugung des dünnwandigen Stahlgusses ermöglicht. Die konventionellen Stahlgusswerkstoffe sowie ihre Gießbarkeit und Wärmebehandlung wurden untersucht und an die Besonderheiten des neuen Verfahrens und dünnwandigen Stahlgusses angepasst. Auf der Basis von schon existierenden Gießtechnologien wurde eine Formträgertechnologie (FTTech) entwickelt, die unter Berücksichtigung ökologischer Aspekte eine hohe Gussteilqualität und Wirtschaftlichkeit des Gießverfahrens sichert. Die gewonnen Ergebnisse wurden anhand eines Formträgerprototyps unter produktionsnahen Bedingungen erfolgreich erprobt. Somit ist eine Grundlage für den bei der Fa. Evosteel GmbH geplanten Aufbau der Fertigungstechnologie zur Serienproduktion von komplexen dünnwandigen Stahlgussteilen geschaffen.:1 Einleitung 2 Stand der Technik „Fertigung dünnwandiges Stahlgusses“ 2.1 Stahlgusswerkstoffe 2.2 Metallurgische Erzeugung 2.3 Gießtechnologie 2.3.1 Schwerkraftguss 2.3.2 Gegenschwerkraftguss 2.3.3 Druckguss 2.3.4 Schleuderguss 2.4 Formtechnologie 2.4.1 Dauerformen 2.4.2 Verlorene Formen 2.4.2.1 Tongebundene Formen 2.4.2.2 Technologie der kalthärtenden Formstoffe 2.4.2.3 Technologie der warmhärtenden Formstoffe 2.4.2.4 Feinguss 2.4.2.5 Vollformguss 2.4.2.6 Vakuumformverfahren 2.4.3 Stützschalenverfahren 2.5 Wärmebehandlung 2.6 Dünnwandiger Stahlguss 2.6.1 Erzeugung 2.6.2 Anwendungsgebiete 3 Aufgaben und Zielstellung der Arbeit 4 Werkstoffentwicklung 4.1 Werkstoffauswahl 4.2 Probenentwicklung 4.3 Untersuchung des Erstarrungs- bzw. Abkühlungsvorganges 4.3.1 Versuchsdurchführung 4.3.2 Ergebnisse der Untersuchung 4.3.3 Diskussion der Ergebnisse 4.4 Wärmebehandlung und Ermittlung mechanischer Eigenschaften 4.4.1 Versuchsdurchführung 4.4.2 Ergebnisse der Untersuchung 4.4.3 Diskussion der Ergebnisse 5 Entwicklung der Formtechnologie 5.1 Konzepterarbeitung 5.1.1 Kernpaket 5.1.2 Formträger 5.1.3 Konturnaher Formträger 5.1.4 Formträger mit Formhinterfüllung 5.2 Vorversuch 5.2.1 Versuchsdurchführung 5.2.2 Ergebnisse der Untersuchung 5.2.3 Diskussion der Ergebnisse 5.3 Entwicklung des Formträgerprototyps 5.3.1 Konstruktion des Formträgerprototyps 5.3.2 Erprobung des Formträgerprototyps 5.3.3 Ergebnisse der Untersuchung 5.3.4 Diskussion der Ergebnisse 5.4 Formstoffentwicklung 5.4.1 Untersuchungen zur Einsetzbarkeit verschiedener Formgrundstoffe 5.4.1.1 Untersuchte Formgrundstoffe 5.4.1.2 Eigenschaften der untersuchten Formgrundstoffe 5.4.1.3 Diskussion der Ergebnisse 5.4.1.4 Gießtechnologische Untersuchungen 5.4.1.5 Ergebnisse der gießtechnologischen Untersuchungen 5.4.1.6 Diskussion der Ergebnisse 5.4.2 Untersuchungen zur Einsetzbarkeit verschiedener Bindersysteme 5.4.2.1 Cold-box-Verfahren 5.4.2.2 Resol-CO2-Verfahren 5.4.2.3 Beach-Box-Verfahren 5.4.2.4 Diskussion der Ergebnisse 5.5 Entwicklung des Formstoffüberzuges 5.5.1 Laboruntersuchungen 5.5.2 Gießtechnologische Untersuchungen 5.5.3 Diskussion der Ergebnisse 5.6 Entwicklung des Formhinterfüllmateriales 5.6.1 Vorversuch mit Formträgerprototyp 5.6.2 Diskussion der Ergebnisse 5.6.3 Entwicklung des Formhinterfüllmateriales 5.6.4 Diskussion der Ergebnisse 6 Wirtschaftliche Betrachtung der entwickelten Technologie 7 Beiträge zur Verbesserung der Umweltbedingungen 8 Zusammenfassung

Es wurde eine programmunterstützte Methode für die Umsetzung des Toleranzmanagements entwickelt, welche die Bereiche Entwicklung, Technologie und Qualität in gemeinsame Verantwortung bringt. Dabei galt es, den Iterationsprozess der Lösungsfindung in verschiedenen Detaillierungsstufen mit wenigen Schleifen und im Streben nach kurzen Entwicklungszeiten, geringen Toleranzkosten, Qualitätsverlusten und Blindleistungen zu durchlaufen. Ein stimmiges Toleranzkonzept überzeugt durch toleranzgerechte Aufbaufolgen, robuste und funktionsnahe Referenzierungen, kompensatorische Verfahren sowie toleranzunempfindliche Beeinträchtigungen und Auswirkungen. Die Auslegung aller toleranzrelevanten Produktanforderungen und Prozessgegebenheiten wird in Form von Toleranzketten und Maßkatalogen automatisiert dokumentiert und mündet schließlich in bestätigten Kunden-Lieferanten-Vereinbarungen.:1 Einleitung 2 Stand der Erkenntnisse 2.1 Grundlagen der Tolerierung 2.1.1 Anforderungen an Toleranzen 2.1.2 Tolerierung und Referenzierung 2.1.3 Modellierung von Abweichungen 2.1.4 Statistische Methoden und Kenngrößen 2.1.5 Toleranzkosten und Verlustfunktion 2.2 Toleranzmanagement 2.2.1 Teilgebiet des Qualitätsmanagements 2.2.2 Toleranzanalyse und -synthese 2.2.3 Erarbeitung des Toleranzkonzeptes 2.3 Produktgerechtes Toleranzmanagement 2.3.1 Produktqualität und Anforderungen 2.3.2 Modularität und Komplexität der Baugruppen 2.4 Entwicklungsintegriertes Toleranzmanagement 2.4.1 Phasen im Produktentstehungsprozess 2.4.2 Simultaneous Engineering 2.5 Fazit des Standes der Erkenntnisse 3 Toleranzmanagement im Automobilbau 3.1 Gliederung des Produkt- und Prozessmodells 3.2 Funktionsrelevante Anforderungen 3.2.1 Zielkatalog für die Außenhaut 3.2.2 Ermittlung der Akzeptanzgrenzen 3.3 Funktionsbeeinträchtigende Abweichungen 3.3.1 Abweichungen längs der Prozesskette 3.3.2 Abweichungen der Karosserie 3.3.3 Abweichungen der Anbauteile 3.3.4 Abweichungen in der Montage 3.3.5 Veränderungen vor Auslieferung 3.3.6 Veränderungen in der Nutzung 3.4 Potenziale für ein effektives Toleranzmanagement 4 Methoden des Toleranzmanagements 4.1 Der Problemlösungszyklus 4.2 Zielsetzung und Strukturierung 4.3 Funktionsbereiche und Qualitätsmerkmale 4.4 Baugruppen und Ausrichtkonzepte 4.5 Korrelation von Ursachen und Wirkungen 4.6 Toleranzketten und Produktstatus 4.7 Messpläne und Prozessstatus 4.8 Freigabe und Maßnahmen 4.9 Potenziale für ein effizientes Toleranzmanagement 5 Zielsetzung 6 Einsatz der Toleranz-Organisations-Matrix 6.1 Allgemeine Beschreibung 6.2 Bereiche und Detailierungsgrade 6.3 Bauteilkatalog und Zuständigkeiten 6.4 Konzepte und Anforderungen 6.5 Schnittlagenmodell und Referenzpunktsystem 6.6 Funktionsbeziehungen und Paarungselemente 6.7 Algorithmus der Toleranzanalyse und -synthese 6.8 Erzeugung von Maßkatalogen und Messplänen 6.9 Ermittlung der Abweichungen 6.10 Ergebnisse und Maßnahmen 6.11 Status und Historie 7 Nutzen der Toleranz-Organisations-Matrix 7.1 Gesamthaftes Toleranzmanagement 7.2 Effizientes Toleranzmanagement 7.3 Effektives Toleranzmanagement 7.4 Toleranzstrategien, -konzepte, -parameter 8 Entwicklungsintegriertes Toleranzmanagement 9 Kriterien für das Toleranzmanagement 10 Zusammenfassung und Ausblick

Das weite Feld der Digitalisierung findet in Deutschland unter dem Begriff "Industrie 4.0" erste Anwendungen in der Arbeitswelt. Die vorliegende Bachelorarbeit untersucht industrielle Assistenzsysteme. Diese können in ganz unterschiedler Art und Weise dem Mitarbeiter zur Verfügung gestellt werden. Unterstützung bei der Verrichtung von Arbeitsaufgaben ist das Ziel. Dabei können die Systeme als tragbare Kleinstcomputer am Körper eingesetzt werden, oder als umfassendes Verarbeitungssystem von Produktionsdaten im Unternehmen implementiert werden. Betrachtet werden zwei prägnante Beispiele aus diesem Bereich der Assistenz für den Mitarbeiter im produzierenden Unternehmen. Eine ständig wachsende Menge von Assistenzsystemen am Markt lässt sich bislang nur anhand von Werbung und Produktvorstellungen charakterisieren. Das Ziel dieser Arbeit ist es, die beiden Beispielsysteme nach Gesichtspunkten der Arbeitswissenschaft zu untersuchen. Tauglichkeit für das Tagesgeschäft, ergonomische und mitarbeiterfreundliche Bedienung werden betrachtet. In den theoretischen Grundlagen wird ein allgemeines Verständnis der Begriffe aus dem Bereich der Digitalisierung aufgebaut. Weiterhin wird ein Überblick über die verwendeten Beispielsysteme ausgehend von deren Produktvorstellungen gegeben. Diese Systeme werden mit qualitativen Forschungsmethoden durch einen Experten der Branche evaluiert. Kernaussagen aus verschiedenen Bereichen, wie beispielsweise Ergonomie und Einsetzbarkeit werden abgeleitet. / The broad field of digitalisation finds its first applications in the German working environment under the term "Industry 4.0". This bachelor thesis examines industrial assistance systems that can be made available to employees in many different ways, with the goal to support the performance of work tasks. The systems can be used as portable microcomputers on the body or implemented as a comprehensive processing system for company production data. The thesis examines two concise examples from this area of employee assistance in manufacturing companies. To date, a constantly growing number of assistance systems on the market can only be characterised by advertising and product concepts. The aim of this thesis is to analyize the two example systems from an ergonomics point of view as well as suitability for day-to-day business and employee-friendly operations. In the theoretical basics, a general understanding of terms from the field of digitalisation is developed. Furthermore, an overview of the example systems utilized is provided based on their product presentations. These systems are evaluated by an industry expert using qualitative research method to determine core statements from various areas, such as ergonomics and usability.

Die vorliegende Arbeit beschreibt die Entwicklung und Herstellung von Fabry-Pérot Interferometern (FPI) für die spektrale Analyse von Gasen und Flüssigkeiten. Die FPI werden miniaturisiert mittels Siliziumtechnologie hergestellt und ermöglichen kleine Mikrospektrometer mit hohem Auflösungsvermögen. Die vorliegende Dissertation untersucht Technologie- und Herstellungskonzepte für den sichtbaren (VIS) und infraroten (IR) Spektralbereich mit jeweils unterschiedlichen Reflektorkonzepten. Im VIS-Spektralbereich erfolgt neben der Entwicklung von Bragg-Reflektoren auch die Betrachtung von strukturierten, dielektrischen Membrangittern und strukturierten Metallgittern auf dielektrischen Membranen für eine Einsatzmöglichkeit im FPI. Dabei wird ebenfalls die Entwicklung einer Herstellungs- und Strukturierungstechnologie für hochbrechendes Titandioxid durchgeführt, um einen Bragg-Reflektor mit höheren Brechzahlkontrast zu realisieren. Im IR-Spektralbereich stellen drei Bragg-Reflektorvarianten aus polykristallinem Silizium und Luft den Inhalt dieser Dissertation dar. Die hergestellten Reflektoren werden hinsichtlich ihrer Funktion messtechnisch charakterisiert und die Strukturintegration in einem FPI und Etalon anhand von ausgewählten Reflektoren vorgestellt.

Die meisten Studien zu thermoregulatorischen Aspekten im Schlaf nähern sich dem Thema aus medizinischer Sicht und untersuchen in der Regel unbedeckte Versuchspersonen bei Änderung von relativer Luftfeuchte, Luftgeschwindigkeit und Temperatur des Schlafraumes. Nur wenige Studien haben sich mit diesen Prozessen unter natürlichen Bedingungen und passiver Veränderung des Klimas in der Betthöhle befasst. Bei einer bedarfsgerechten Konstruktion des Oberbettes in Bezug auf Wärme- und Feuchtigkeitstransport kann sich das Betthöhlenklima auf Grund thermodynamischer Austauschprozesse zwischen Betthöhle und Schlafraum zeitnah auf optimale Schlafbedingungen einpegeln. Darauf verweisen neuere Untersuchungen, die eine tendenzielle Verbesserung der Schlafqualität im Zusammenhang mit einem trockeneren Betthöhlenklima, sowohl im Hinblick auf Schlafdauer als auch auf Schlafqualität, dokumentieren. Sie belegen den Einfluss der Bettdeckenfüllung als wichtige Stellgröße für einen erholsamen Schlaf. Bezugnehmend auf diese Erkenntnisse sollten im Rahmen der vorliegenden Arbeit ausgewählte textilphysikalische und thermophysiologische Eigenschaften von Abstandsgewirken untersucht und analysiert werden, um so die Eignung von Abstandsgewirken zur Verbesserung des Klimakomforts von Bettwaren darzustellen. Ziel war die Klassifizierung charakteristischer Konstruktionsparameter für Abstandsgewirke und die Darstellung ihres Einflusses auf den Klimakomfort speziell für deren Einsatz in Bettwaren. Dabei waren die entscheidenden Ausgangsparameter, wie Körpertemperaturänderung und Feuchteabgabe in Abhängigkeit von deren Geschwindigkeit, Temperatur und Luftfeuchte in der Betthöhle, Temperatur und Luftfeuchte des Schlafraumes sowie die spezifischen textilen Kenngrößen der Abstandsgewirke in Bezug zu bringen. So soll die Einhaltung der thermophysiologischen Neutralitätszone des Menschen über den gesamten Schlafzeitraum gewährleistet werden können. Es wurden Abstandsgewirke untersucht und bewertet, die sich auf Grund ihrer textilen Konstruktion völlig von derzeit üblichen Bettwarenfüllungen unterscheiden. Damit verbunden war eine grundsätzliche Quantifizierung der Wärme- und Stofftransportvorgänge. Mit Hilfe der Untersuchungen konnte nachgewiesen werden, das bedarfsgerecht konstruierte Abstandsgewirke einen optimalen Wärme- und Feuchtetransport und damit ein trockenes Klima in der Betthöhle unterstützen können.

Gegenstand dieser Arbeit war das Stabilitätsverhalten von binären kolloidalen Suspensionen mit hohen Feststoffkonzentrationen (z. B. keramische Suspensionen). Dabei wurde die Stabilität mit Hilfe des Sedimentationsverhaltens bewertet und mit dem Grenzflächenzustand korreliert, der als effektives Zetapotenzial erfasst wurde. Die Untersuchungen erfolgten an drei Oxiden mit unterschiedlichen physiko-chemischen Eigenschaften, wobei die Suspensionszusammensetzung und der pH-Wert über weite Bereiche variiert wurden. Ein wesentliches Ergebnis dieser Arbeit besteht im Nachweis, dass die Löslichkeit der einzelnen partikulären Komponenten in den binären Suspensionen zu einer gegenseitigen Beeinflussung der Grenzflächeneigenschaften führt und dadurch das Stabilitätsverhalten des gesamten Systems maßgeblich bestimmt. Von Relevanz ist zudem das Mischungsverhältnis, von dem zum einen das Löse- und Adsorptionsverhalten und zum anderen die Morphologie von Heteroaggregaten abhängt und das auf diese Weise auch für das makroskopische Verhalten entscheidend ist. Die Arbeit zeigt deutlich, dass das Reich der Kolloide neben universellen Mechanismen von stoffspezifischen Phänomenen beherrscht wird. Daraus folgt, dass eine allumfassende Behandlung der Stabilität nicht möglich ist. Vielmehr kann nur an Beispielen demonstriert werden, welche Art von Phänomenen auftreten und wie sie genutzt oder vermieden werden können.:Vorwort i Inhaltsverzeichnis iii Nomenklatur vii 1 Einleitung 1 1.1 Motivation 2 1.2 Zielstellung 3 1.3 Vorgehen 3 2 Grundlagen kolloidaler Suspensionen 4 2.1 Charakteristik kolloidaler Systeme 4 2.2 Grenzflächen in Suspensionen 5 2.2.1 Elektrochemische Doppelschicht 5 2.2.2 Wechselwirkung zwischen Ionen und Grenzflächen 9 2.2.3 Veränderung der Grenzflächen durch das Lösen der Partikel 12 2.3 Wechselwirkungen zwischen kolloidalen Partikeln 14 2.3.1 Doppelschichtwechselwirkung 14 2.3.2 Van-der-Waals-Wechselwirkung 16 2.3.3 Bornsche Abstoßung 17 2.3.4 DLVO-Theorie 18 2.3.5 Nicht-DLVO-Effekte 19 2.4 Stabilität binärer Suspensionen 20 2.4.1 Partikelkoagulation in binären Systemen 21 2.4.2 Wechselwirkungen zwischen beschichteten Partikeln 28 2.5 Sedimentation konzentrierter Suspensionen 30 2.5.1 Sedimentationstypen 30 2.5.2 Sedimentation und Stabilität 33 2.6 Stand des Wissens 34 3 Eigenschaften der ausgewählten Oxide 35 3.1 Amorphes SiO2 35 3.1.1 Oberfläche von amorphen SiO2 36 3.1.2 Verhalten vom SiO2 in Wasser 36 3.1.3 Lösen von SiO2 37 3.2 -Al2O3 39 3.3 TiO2 42 4 Experimentelle Untersuchungen 43 4.1 Versuchsübersicht 43 4.2 Verwendete Partikelsysteme 44 4.2.1 Allgemeine Eigenschaften der verwendeten Partikelsysteme 44 4.2.2 Strukturelle Partikeleigenschaften 45 4.3 Verwendete Geräte 47 4.3.1 Elektroakustisches Spektrometer DT 1200 47 4.3.2 Analytische Photozentrifuge – LUMiFuge 116 49 4.4 Zubereitung und Handhabung der Suspensionen 51 4.4.1 Ansatz und Vorbehandlung der Suspensionsproben 52 4.4.2 Durchführung der Messungen 52 4.5 Bestimmung des effektiven Zetapotenzials 53 4.5.1 Auswertung für fraktale Partikel 53 4.5.2 Auswertung für binäre Systeme 55 4.6 Bestimmung der Probenstabilität 55 4.6.1 Durchführung der Sedimentationsanalysen 56 4.6.2 Deutung der Transmissionsprofile 56 4.6.3 Phänomenologische Bewertung der Transmissionsprofile 57 4.6.4 Quantitative Analyse der Transmissionsprofile 62 4.7 Bestimmung des gelösten SiO2 68 4.8 Bewertung der experimentellen Methodik 70 5 Ergebnisse 72 5.1 Wässrige Suspensionen einer partikulären Komponente 72 5.1.1 Einfluss von Art und Konzentration des Hintergrundelektrolyten auf den Zetapotenzial-pH-Verlauf am Beispiel von SiO2 72 5.1.2 Vergleich der Oxide bei standardmäßiger Probenvorbereitung 76 5.1.3 Bewertung der Ergebnisse für die Einstoffsuspensionen 87 5.2 Wässrige Suspensionen zweier unterschiedlicher partikulärer Komponenten 88 5.3 Binäre Suspensionen aus TiO2 und Al2O3 89 5.3.1 Zetapotenzialverläufe der TiO2/Al2O3-Suspensionen 89 5.3.2 Sedimentationsverhalten der TiO2/Al2O3-Suspensionen 91 5.3.3 Stabilität der Suspensionen aus TiO2 und Al2O3 98 5.4 Binäre Suspensionen aus TiO2 und SiO2 99 5.4.1 Zetapotenzialverläufe der TiO2/SiO2-Suspensionen 99 5.4.2 Sedimentationsverhalten der TiO2/SiO2-Suspensionen 100 5.4.3 Lösen und Ausfällung des SiO2 109 5.4.4 Einfluss des gelösten SiO2 auf die Grenzflächen der TiO2/SiO2-Suspensionen 118 5.4.5 Einfluss des gelösten SiO2 auf die Stabilität der TiO2/SiO2-Suspensionen 122 5.4.6 Stabilität der Suspensionen aus TiO2 und SiO2 128 5.5 Binäre Suspensionen aus Al2O3 und SiO2 129 5.5.1 Zetapotenzialverläufe der Al2O3/SiO2-Suspensionen 129 5.5.2 Sedimentationsverhalten der Al2O3/SiO2-Suspensionen 130 5.5.3 Einfluss der Löslichkeit von Al2O3 und SiO2 auf die Eigenschaften der binären Suspensionen 139 5.5.4 Stabilität der Suspensionen aus Al2O3 und SiO2 149 6 Zusammenfassung und Diskussion 150 6.1 Zusammenfassung der Ergebnisse 152 6.2 Diskussion und Ausblick 154 6.3 Fazit 157 7 Literaturverzeichnis 159 8 Abbildungsverzeichnis 180 9 Tabellenverzeichnis 188 Anhang A Hamaker-Funktion 191 Anhang B Berechnung der Stabilitätsverhältnisse 195 Anhang C Experimentelle Versuche 198 Anhang D Reproduzierbarkeit der Stabilitätsversuche 200 Anhang E Laborgeräte, Analysentechnik und Chemikalien 204 Anhang F Bestimmung von gelöstem SiO2 206

Gas nitriding is known as a convenient process to improve the wear resistance of steel components. A precipitation-free hardening by low-temperature processes is established to retain the good corrosion resistance of stainless steel. In cases of thermal spray coatings, the interstitial solvation is achieved without an additional surface activation step. The open porosity permits the penetration of the donator media and leads to a structural diffusion. An inhomogeneous diffusion enrichment occurs at the single spray particle edges within the coating’s microstructure. A decreasing diffusion depth is found with increasing surface distance. The present study investigates an adjusted process management for low-temperature gas nitriding of high velocity oxy-fuel-sprayed AISI 316L coatings. To maintain a homogeneous diffusion depth within the coating, a pressure modulation during the process is studied. Additionally, the use of cracked gas as donator is examined. The process management is designed without an additional surface activation step. Regardless of surface distance, microstructural investigations reveal a homogeneous diffusion depth by a reduced processing time. The constant hardening depth allows a reliable prediction of the coatings’ properties. An enhanced hardness and improved wear resistance is found in comparison with the as-sprayed coating condition.