Thesis (doctoral)--Friedrich-Wilhelms-Universität zu Berlin, 1928. / eContent provider-neutral record in process. Description based on print version record.

Proefschrift Universiteit van Amsterdam. / Met samenvatting in het Nederlands.

Proefschrift Universiteit van Amsterdam. / Met bibliogr., lit. opg. - Met samenvatting in het Nederlands.

Proefschrift Rijksuniversiteit Groningen. / Auteursnaam op omslag: Erik Teeuw. Datum laatste controle: 22-12-1997. Lit.opg. - Met samenvatting in het Nederlands.

Proefschrift Universiteit van Amsterdam. / Met lit. opg. - Samenvatting in het Nederlands.

Kohlenstoffgebundene Filterwerkstoffe erfreuen sich stetig wachsender Beliebtheit seitens der Industrie. Deren Potenzial hinsichtlich stofflicher und verfahrenstechnischer Eigenschaften erscheint dennoch nicht in vollem Umfang genutzt. Daher wurden im Rahmen der vorliegenden Arbeit, welche innerhalb des Sonderforschungsbereiches 920 entstand, erstmals aktive (Al2O3-C) und reaktive (MgO C) Filter, sowie eine Kombination daraus entwickelt. Die aktiven Filtersysteme, deren Funktionalisierung einerseits über die Erhöhung des amorphen Kohlenstoffanteils, andererseits über die Beschichtung mit rein oxidischen Materialien stattfand, sowie die reaktiven Filter, bei denen sich der carbothermischen Reduktion des MgO bedient wurde, konnten, in Kollaboration mit der Industrie, erfolgreich getestet werden. Durch gezielte Kontamination des Stahls mit exogenen Einschlüssen auf Basis von Al2O3 und MgAl2O4, ist es gelungen dem Chemismus der jeweiligen Filter einen entscheidenden Beitrag zum Filtrationsprozess zuweisen zu können. So weist Aluminiumoxid, unabhängig vom Chemismus des Einschlusses, das vergleichsweise größte Filtrationspotenzial auf.

Die Entsalzung ist eine der wichtigsten Technologien, um den Frischwasserbedarf in vielen Regionen der Welt sicherzustellen. Bevölkerungswachstum, der Klimawandel und stetig steigender Konsum werden die Bedeutung von Entsalzungstechnologien weiterwachsen lassen. Die Möglichkeit des Einsatzes etablierter konventioneller Verfahren wird begrenzt durch die hohen ökologischen und ökonomischen Kosten dieser Verfahren. Unkonventionelle Entsalzungsverfahren wie die Membrandestillation (MD) bieten einige Vorteile, mit denen sie konventionelle Verfahren jenseits dieser Limitationen ergänzen können. Die MD ist ein thermisch angetriebener Prozess, in welchem eine hydrophobe Membran das warme, flüssige Feed räumlich von der kälteren Permeatseite trennt, während nur dampfförmige Moleküle durch die Membran permeieren können. Wie in allen membranbasierten Trennprozessen bestimmen die Charakteristika der verwendeten Membran die Leistungsfähigkeit (Massentransport, Rückhaltevermögen und Energieeffizienz) des Prozesses und das damit verbundene kommerzielle Interesse. Durch ihre intrinsisch hydrophoben Materialeigenschaften und ihren guten Massentransfercharakteristika ist die Verwendung von Polymermembranen in der MD aktuell Stand der Technik. Um die Einsatzmöglichkeiten von MD Verfahren auf aggressive Lösungen zu erweitern, werden thermisch, mechanisch und chemisch stabile Membranen benötigt. Obwohl keramische Membranen im Vergleich zu Polymermembranen eine höhere Stabilität aufweisen (wodurch die Behandlung von aggressiven Lösungen mit MD-Verfahren prinzipiell möglich wird) muss die Eignung von keramischen Membranen für MD-Verfahren wissenschaftlich belegt und ein Konzept zur Membranoptimierung entwickelt werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurden verschiedene Typen modifizierter keramischer Membranen (z.B. Materialauswahl und Schichtaufbau) vollständig im Hinblick auf ihre spezifischen Membraneigenschaften (z.B. Porengröße, Wärmeleitfähigkeit und hydrophobe Eigenschaften) charakterisiert und anschließend unter Verwendung von salzhaltigen Lösungen in der Direktkontaktmembrandestillation (DCMD) und der Vakuummembrandestillation (VMD) getestet. Diese Daten wurden genutzt, um den Stofftransport von asymmetrischen keramischen Membranen unter Verwendung eines anerkannten VMD-Modells (basierend auf dem Dusty-Gas-Modell) zu berechnen und um die Leistungsfähigkeit (d.h. Stabilität, Stofftransport, Selektivität und Energieeffizienz) von modifizierten keramischen Membranen in der MD in Hinblick auf spezifische Membraneigenschaften und Verfahrensparameter zu bewerten. Anschließend wurde die Eignung von keramischen Membranen für MD-Prozesse evaluiert und Optimierungskonzepte für keramische Membranen vorgeschlagen. Damit wurde mit dieser Arbeit die Grundlage gelegt, die Kommerzialisierung von keramischen Membranen in der MD voranzutreiben. Keramische Membranen wurde mit verschiedenen Molekülen hinsichtlich ihrer Oberflächeneigenschaften modifiziert. Dadurch konnte ein nicht-fluorisiertes Molekül als potenzielle Alternative zu den üblicherweise verwendeten fluorierten Molekülen identifiziert wurde. Für alle modifizierten Membranen (unabhängig von dem Hydrophobierungsmittel) mit Porengrößen kleiner oder gleich 400 nm, wurde ein Flüssigkeitseindringdruck (LEP) über 2,5 bar gemessen, welcher jedoch eine starke Abhängigkeit von den Eigenschaften der Testlösung zeigt. Während symmetrisch aufgebaute keramische Membranen modifiziert mit einem fluorierten Hydrophobierungsmittel die Behandlung mit heißer, salzhaltiger Lösung über 96 Stunden standhielten, zeigten diese deutlich geringere Permeatflüsse in der VMD als asymmetrisch strukturierte keramische Membranen. Der Stofftransport von asymmetrischen keramischen Membranen war in der VMD höher ausgeprägt als in der DCMD. Der Stofftransport von asymmetrischen keramischen Membranen wird in der VMD vorwiegend von den Supporteigenschaften beeinflusst, während der Strofftransport in der DCMD erheblich von den Eigenschaften der trennaktiven Membranschicht (z. B. die Porengröße) bestimmt wird. Ein in der Literatur beschriebenes VMD-Modell in Bezug vorhandener Defizite durch Korrekturfaktoren erfolgreich erweitert und zur Berechnung des Strofftransportes für asymmetrische TiO2 Membranen angewandt. TiO2 und Al2O3 Membranen wurden in der VMD erfolgreich zur Behandlung hochkonzentrierter Salzlösungen (synthetische und reale Lösungen) verwendet. TiO2 Membranen zeigten höhere Permeateflüsse als Al2O3 Membranen in der DCMD und der VMD. Das begründet sich insbesondere bedingt durch die bessere Moderierung von Temperaturpolarisationseffekten aufgrund der geringen Wärmeleitfähigkeit von TiO2 Membranen. Beispielsweise wurden bei der Behandlung einer hochkonzentrierte NaCl-Lösung (350 g NaCl pro kg H2O) mit einer TiO2 Membran (Finale Porengröße: 100 nm) in der VMD hervorragende Salzrückhalte von über 99,9 % und Permeatflüsse von bis zu 35 kg/( m² h) erreicht. Die Stofftransportraten der modifizierten keramischen Membranen in der VMD sind im Vergleich zu den Permeatflüssen von Polymermembranen (Literaturwerte) unter ähnlichen Testbedingungen wettbewerbsfähig. Es wurde gezeigt, dass die geringe Energieeffizienz von keramischen Membranen weiterhin die größte Herausforderung für deren kommerzielle Nutzung in MD-Prozessen darstellt und diese der Fokus der Membranoptimierung darstellen sollte.

Die adhäsive Befestigung von keramischen Inlays erfordert viele mühsa-me und zeitintensive Arbeitsschritte. Zudem werden die Dentin-Bonding-Materialien nicht nach den Herstellerangaben verarbeitet, was unter Um-ständen einen negativen Einfluss auf die Randqualität von keramischen Inlays deren Ränder sich im Dentin befinden können, haben kann. Ziel der Untersuchung: In dieser Studie wurde der Einfluss einer verein-fachten Applikationstechnik auf die Randqualität keramischer Inlays un-tersucht. Material und Methode: MOD-Inlaykavitäten mit Präparationsgrenze im Dentin wurden in 32 humane kariesfreie Prämolaren präpariert. Die Prä-molaren wurden zufällig in vier Gruppen geteilt (n=8). In dem Ver-suchsaufbau war ein Untersuchungsparameter das Inlaymaterial (Empress/Cerec) und der andere die Polymerisation des Dentin-Bonding-Materials vor Insertion des Inlays (P+) und nach Insertion des Inlays (P). Alle Inlays wurden mit einem Dualzement (Variolink II) in Kombination mit einem schmelz- und dentinkonditionierenden Universal-Bonding-Material (Etch & Prime 3.0) eingegliedert. Drei Parameter wurden verwandt, um die Qualität der Versorgung zu bestimmen: 1. Die Passung, gemessen durch die Differenz der Einsenktiefe in die Kavität zwischen der Anprobe und nach dem Zementieren, 2. die Randqualität, die mittels quantitativer Randanalyse im SEM bei einer 200fachen Vergrößerung vor und nach Temperaturlastwechsel (2000 mal zwischen 5° und 55° C) durch Replikas aus Epoxydharz bestimmt wurde und 3. die Randdichtheit, überprüft mit einem Farbstoffpenetrationstest (0,5% wässrige Lösung von basischem Fuchsin). Ergebnisse: Die statistische Analyse (ANOVA) ergab: In allen vier Gruppen waren die Inlays nach der Eingliederung > 5µm tiefer in der Kavität, als bei der Anprobe. Das Ergebnis war für die Gruppe Cerec-Inlays bei denen das Dentin-Bonding vor dem Eingliedern nicht polymerisiert wurde signifikant größer. Die statistische Auswertung der Randanalyse nach dem Friedman und Wilcoxon Test ergab für die zervikalen Bereiche für beide getesteten Kriterien keine statistisch signifikanten Unterschiede (p< 0,01). Die Median-werte für alle Gruppen zeigten 100 Prozent klinisch akzeptable Ränder und keine Randspalten. Der Farbstoffpenetrationstest ergab 71 Prozent dichte Ränder im Schmelz und 38 Prozent dichte Ränder im Dentin. Schlussfolgerung: Bei der Verwendung des universal Bonding-Materials ist es möglich, hohe Randqualitäten mit keramischen Inlays im Schmelz und Dentin selbst mit einer vereinfachten Applikationstechnik, zu erzielen. / The adhesive luting technique for ceramic inlays requires a sequence of multiple steps that are cumbersome and time consuming. Furthermore, modifications of dentin bonding procedures may negatively influence the margin quality of ce-ramic inlays with cervical dentin finishing lines. Purpose: The objective of this study was to test the effect of a new, sim-plified procedure for dentin bonding on the margin quality of ceramic inlays. Materials and Methods: Thirty-two MOD inlay cavities with cervical finish-ing lines in dentin were prepared into premolars. They were randomly di-vided into four groups (n = 8): In the balanced design, one parameter was the inlay material (Empress/Cerec) and the other the polymerization of the dentin bonding agent, before insertion of the inlay (P+) and after in-sertion of the inlay (P-). All inlays were inserted with dual cured cement (Variolink II) in combination with an enamel and dentin conditioning uni-versal bonding agent (Etch & Prime 3.0). Three parameters were used to determine the inlay margin quality: (1) the fit, measured by the difference of the insertion depth into the cavity between try-in and cementation, (2) a quantitative margin analysis in the SEM at a magnification of 200xs, be-fore and after thermocycling (2000 times between 5 and 55 degrees cen-tigrade), using epoxy replicas and (3) dye penetration. Results: Statistical analysis using the ANOVA test showed in all four groups the inlays were >5 µm deeper in the cavities than at the try-in ses-sion. This is explained by the substance loss from the etching. The measured difference for Cerec inlays inserted in cavities, where the bond-ing agent was not polymerized prior to insertion, was significantly larger. Statistical interpretation of the margin analysis of the cervical segment using the Friedman and Wilcoxon Test revealed no statistical differences (p< 0.01) for both criteria tested. The median values for all groups were 100% for clinical acceptable margin and 0% for marginal opening. The dye penetration test resulted in 71% of the enamel margins and 38% of the dentin margins. Conclusion: By using the universal bonding agent, high margin qualities on dentin and enamel are obtained with ceramic inlays even with the sim-plified approach.

Kohlenstoffgebundene Filterwerkstoffe erfreuen sich stetig wachsender Beliebtheit seitens der Industrie. Deren Potenzial hinsichtlich stofflicher und verfahrenstechnischer Eigenschaften erscheint dennoch nicht in vollem Umfang genutzt. Daher wurden im Rahmen der vorliegenden Arbeit, welche innerhalb des Sonderforschungsbereiches 920 entstand, erstmals aktive (Al2O3-C) und reaktive (MgO C) Filter, sowie eine Kombination daraus entwickelt. Die aktiven Filtersysteme, deren Funktionalisierung einerseits über die Erhöhung des amorphen Kohlenstoffanteils, andererseits über die Beschichtung mit rein oxidischen Materialien stattfand, sowie die reaktiven Filter, bei denen sich der carbothermischen Reduktion des MgO bedient wurde, konnten, in Kollaboration mit der Industrie, erfolgreich getestet werden. Durch gezielte Kontamination des Stahls mit exogenen Einschlüssen auf Basis von Al2O3 und MgAl2O4, ist es gelungen dem Chemismus der jeweiligen Filter einen entscheidenden Beitrag zum Filtrationsprozess zuweisen zu können. So weist Aluminiumoxid, unabhängig vom Chemismus des Einschlusses, das vergleichsweise größte Filtrationspotenzial auf.

Zur Realisierung des neuartigen und keramischen Gleitlagers unter den Einsatzbedingungen hoher und stoßartiger Belastungen wird auf die Finite-Elemente-Methode (FEM) zurückgegriffen, um ein keramikgerechtes Design abzuleiten. Unter Einbeziehung der umgebenden Strukturen, wie der Einbettung und dem Bolzen, werden mit Hilfe der FEM konstruktive und werkstoffliche Parameterstudien durchgeführt. Als Basis der Untersuchungen dienen typische Arm- und Koppelstangenverbindungen aus dem Bereich der mobilen Arbeitsmaschinen. Oberstes Ziel der Studien ist die Minimierung der Zugbeanspruchungen im keramischen Werkstoff unter Last nach dem Kriterium des „Spannungsminimums“. Daneben werden optimierte Einbettungsbauformen untersucht, die eine geringe Zugbeanspruchung garantieren und gleichzeitig einen geringen Massebedarf aufweisen. Aufbauend auf den Ergebnissen der Parameterstudien ist eine analytische Berechnungsvorschrift abgeleitet sowie die statische und dynamische Tragfähigkeit des keramischen Gleitlagers experimentell nachgewiesen worden. Im Ergebnis der Forschungsarbeit steht die mechanische Einsatzfähigkeit des keramischen Gleitlagers auf Basis von Siliziumnitrid (Si3N4). Sowohl die statische als auch die dynamische Tragfähigkeit konnte bis zu einer Flächenpressung von mindestens 150 N/mm² und bei einer Lastfrequenz von 12,5 Hz nachgewiesen werden.