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The European legislation prohibits the use of lead containing solders in Europe. However, lead free solders have a higher melting point (typical 20%) and their mechanical characteristics are worse. Additional problems are aging and adhesion of the solder on the electronic circuits. Thus, research activities must focus on the optimization of the properties of Sn-Ag-Cu based lead free solders chosen by the industry. Two main objectives are treated in this work. In the center of the first one is the study of curious hysteresis effects of metallic cadmium-antimony alloys after thermal cycles by measuring electronic transport phenomena (thermoelectric power and electrical resistivity). The second objective, within the framework of “cotutelle” between the universities of Metz and of Chemnitz and supported by COST531, is to study more specifically lead free solders. A welding must well conduct electricity and well conduct and dissipate heat. In Metz, we determined the electrical conductivity, the thermoelectric power and the thermal conductivity of various lead free solders (Sn-Ag-Cu, Sn-Cu, Sn-Ag, Sn-Sb) as well in the liquid as well in the solid state. The results have been compared to classical lead-tin (Pb-Sn) solders. In Chemnitz we measured the surface tension, the interfacial tension and the density of lead free solders. We also measured the viscosity of these solders without and with additives, in particular nickel. These properties were related to the industrial problems of wettability and spreadability. Lastly, we solidified alloys under various conditions. We observed undercooling. We developed a technique of mixture of nanocristalline powder with lead free solders "to sow" the liquid bath in order to obtain "different" solids which were examined using optical and electron microscopy. / Die europäische Gesetzgebung verbietet die Benutzung von Lötmitteln, die Blei enthalten. Bleilose Lote haben aber einen höheren Schmelzpunkt (typisch 20%) und ihre mechanischen Eigenschaften sind schlechter. Zusätzliche Probleme sind das Alterungsverhalten und das Haftvermögen des Lots an den Leiterbahnen. Daher müssen sich Forschungsaktivitäten auf die Optimierung der Eigenschaften von bleifreien Sn-Ag-Cu (SAC) Loten konzentrieren, die von der Industrie gewählt wurden. Zwei Hauptgebiete werden in dieser Arbeit bearbeitet. Im Zentrum des Ersten stehen seltsame Hysterese-Effekte von metallischen Kadmium- Antimon Legierungen bei thermischen Zyklen, wobei Transporteigenschaften wie die thermoelektrische Kraft und der elektrische Widerstand untersucht werden. Die zweite Aktivität, die in einer Kooperation der Universitäten Metz und Chemnitz (cotutelle) bearbeitet und die durch COST531 unterstützt wird, besteht in der detaillierten Erforschung des Lötprozesses ohne Blei. Eine Lötverbindung muß den Strom gut führen und die Wärme gut ableiten. In Metz haben wir die elektrische Leitfähigkeit, die thermoelektrische Kraft und das Wärmeleitvermögen bestimmt für verschiedene bleilose Lote (Sn-Ag-Cu, Sn-Cu, Sn-Ag, Sn-Sb), sowohl im flüssigen als auch festen Zustand. Die Ergebnisse wurden mit dem klassischen bleihaltigen Lötzinn (Sn-Pb) verglichen. In Chemnitz haben wir die Oberflächen- und Grenzflächenspannung und die Dichte bleifreier Lote gemessen. Ebenfalls wurde die Viskosität dieser Lote ohne und mit Zusätzen (insbesondere Nickel) gemessen. Diese Eigenschaften wurden in Beziehung gesetzt zu den industriellen Problemen der Benetzbarkeit und des Fließverhaltens. Schließlich haben wir Legierungen unter verschiedenen Bedingungen verfestigt. Wir haben Unterkühlung beobachtet. Wir haben eine Technik entwickelt, basierend auf einer Mischung von Lot mit Pulver. Durch "Einsäen" von Nanokristallen in das flüssige Bad erhielten wir "verschiedene" Festkörper, die mit optischer und Elektronenmikroskopie untersucht wurden.

In einem mehrstufigen Forschungsansatz analysiert diese forstpolitikwissenschaftliche Arbeit die individuellen, betrieblichen und gesellschaftlich-politischen Bewertungs-, Abwägungs- und Entscheidungsprozesse im Verlauf der Verbreitung bleifreier Munition speziell in öffentlichen Forstbetrieben und im Jagdwesen in Deutschland. Die diskursanalytische Betrachtung von drei Kolloquien des Bundesinsitituts für Risikobewertung (BfR) in Berlin in den Jahren 2011, 2013 und 2014 beschreibt die Entwicklung des kontroversen öffentlichen Diskurses in Deutschland. Eine inhaltsanalytische Betrachtung der parlamentarischen Befassung mit der Thematik in Deutschland zeigt, dass es im Verlauf von 10 Jahren – trotz Streitigkeiten um die Gesetzgebungskompetenz zwischen Bund und Ländern – ab 2013 zu ersten politischen Entscheidungen auf Landesebene auch zur Nutzung bleifreier Büchsenmunition kam. Im empirischen Teil der Arbeit wird im Untersuchungsfeld “Mitarbeiter/innen öffentlicher Forstbetriebe in Deutschland“ ergründet, ob die Verwendung bleifreier Munition den Mustern der Diffusions- und Adoptionstheorie nach ROGERS folgt. Im Ergebnis aus 1.279 beantworteten Online-Fragebogen zeigt sich eine Nutzungsquote bleifreier Munition durch die befragten Forstangehörigen von 58%. Ein Anteil von 20% hat bleifreie Munition ausprobiert, wobei 22% noch gar keine eigenen Erfahrungen gemacht haben. Bereits fast 2/3 der Befragten unterliegen inzwischen einer Pflicht zur Nutzung bleifreier Munition. Obwohl die Thematik im Bewusstsein der Befragten eine Rolle spielt, wird bleifreie Munition von ihnen nicht als bedeutende Umweltinnovation wahrgenommen oder entspricht nicht den für sie geltenden Kriterien. Durch eine Varianzanalyse können zuvor charakterisierte „Adopter-Typen“ voneinander unterschieden werden. Im Gegensatz zum Modell nach ROGERS zeigen sich in der beobachteten Verteilung eine größere Gruppe der Innovatoren (15,9%) und eine kleine Gruppe der frühen Adoptoren (5,3%). Das Mittelfeld ist geringer besetzt und bildet mit früher und später Mehrheit nur einen Anteil von 46,2%, gegenüber einem Anteil von mehr als 2/3 im Modell. Der Anteil der Nachzügler ist fast doppelt so groß wie in der Verteilung nach ROGERS, was eine Beharrlichkeit gegenüber Veränderungen in der Forstbranche und im Jagdwesen im laufenden Adoptions- bzw. Diffusions-Zeitraum von bisher 15 Jahren bestätigt. Acht leitfadengestützten Experten-Interviews mit Leitern von Landesforstbetrieben bzw. Anstalten öffentlichen Rechts sowie den Bundesvorsitzenden eines forstlichen und eines jadlichen Verbandes ergänzen die quantitative Online-Befragung. Die Bewertung bleifreier Munition als Umweltinnovation und deren Bedeutung für die Jagd im Forstbetrieb unterscheidet sich im Wesentlichen durch den eingeschätzten Nutzen bzw. die Wirkung für den Forstbetrieb und die Wahrnehmung einer aktiven oder passiven Vorreiterrolle auch hinsichtlich der Nutzung (bzw. deren Anordnung) bleifreier Munition. Wesentlicher Treiber für eine Handlung ist die individuelle bzw. institutionelle Betroffenheit. / This scientific forestry policy document analyses, in a multilevel approach, the individual, business and social-political evaluation, consideration and decision processes in the development of the distribution of lead-free ammunition, in particular in public forestry organisations and in the hunting sector in Germany. The discourse-analytical contemplation resulting from three seminars of the Bundesinsititut für Risikobewertung (BfR - The German Federal Institute for Risk Assessment) in Berlin in 2011, 2013 and 2014 describes the development of the controversial discussion in Germany. A content-analytical contemplation of parliamentary involvement with this theme in Germany shows that in the course of 10 years - in spite of conflicts about legislative powers between federal and provincial (Länder) governments - the first political decisions on provincial level regarding use of lead-free rifle ammunition were taken from 2013 onwards. Spring 2016, over 15 years after the broad debate started, the national government submitted a first draft law to the preliminary parliamentary voting process. In the empirical part of the work, in the research field “Employees of public forestry organisations in Germany“ it is ascertained whether the use of lead-free ammunition follows the patterns of Rogers’ diffusion and adoption theory. The outcome of 1,279 completed online questionnaires shows that 58% of the people involved in forestry used lead-free ammunition. A proportion of 20% had tried lead-free ammunition, whereby 22% did not have any experience with it at all. Almost 2/3 of the people questioned are meanwhile obliged to use lead-free ammunition. Although the issue does play a role in the awareness of the people questioned, they do not see lead-free ammunitions as an important innovation for the environment, or it does not correspond to the criteria they apply. Previously specified “Adopter types“ can be distinguished from another by analysis of variance. Contrary to Rogers’ model, the breakdown observed shows a larger group of innovators (15.9%) and a small group of early adopters (5.3%). The midfield is less populated and - together with early and late majorities - only counts for 46.2% as opposed to over 2/3 in the model. The proportion of laggards is almost twice as high as in Rogers’ breakdown, which confirms a resistance against change in the forest enterprises and the hunting sector in the current adoption or diffusion time frame of 15 years so far. Eight guideline-based expert interviews with leading figures from provincial forestry companies or public institutions as well as the federal chairmen of a forest and a hunting organisation complete the quantitative online survey. The assessment of lead-free ammunition as innovation for the environment and what it would mean for the hunt in the forest enteprises essentially differs for the use (or obligation to use) lead-free ammunition, due to the estimated use or the way it works for the forestry sector and the perception of an active or passive pioneering role. Being personally or institutionally concerned is the major driving force for action.

Piezoelektrické keramické materiály jsou široce používány v mnoha aplikacích a průmyslových odvětvích, nicméně tradiční materiály obvykle obsahují olovo, které je toxické vůči životnímu prostředí. Většina zemí proto zavedla zákony a omezení, které postupně minimalizují spotřebu olova a podporují výzkum v oblasti bezolovnatých kompozic, které by nahradily olověné protějšky. Bezolovnatá piezoelektrická keramika se tak stala žhavým tématem v posledních letech. Nicméně výzkumy na praktické využití bezolovnatých piezoelektrických materiálů jsou jen zřídka publikovány. V této diplomové práci byl vybrán jeden z nadějných kandidátů na piezoelektrickou bezolovnatou keramiku (Ba0.85Ca0.15)(Zr0.1Ti0.9)O3 za účelem zkoumání metody snížení jeho vysoké teploty slinování pomocí dotování uhličitanem lithným, kde syntéza prášku byla připravená pomocí techniky sol-gel. Výsledky byly srovnány s konvenčním práškem syntetizovaným v pevné fázi. Vzorky vyrobené ze sol-gel prášku dopovaného 0.5% hmotn. uhličitanem lithným a slinované při 1300 °C po dobu 2 hodin vykazovaly d33 = 447 ± 9 pC N–1, teplotu Curie 98.7 °C a velikost zrn 7.0 ± 0.3 m. Další důležitou otázkou pro aplikace bezolovnatého piezoelektrického keramického materiálu je jeho výroba v různých konfiguracích. Použitím techniky odlévání pásky a aditivních výrobních postupů byla piezoelektrická keramika zpracována do tří různých konfigurací (2-2, 3-3 a 1-3), aby se překlenula mezera mezi materiálovými vědami a materiálovým inženýrstvím. Pro dolévání pásky byly použity suspenze na bázi oleje a vody. Pro přípravu neslinutých keramických fólií bez trhlin, byly pro odlévání na bázi oleje vyvinuty uhlíkové suspenze s obsahem pevných látek 25% hmotn. a BCZT suspenze s obsahem pevných látek 65% hmotn. Problém práškové hydrolýzy ve vodných suspenzích byl vyřešen povrchovou úpravou prášku Al(H2PO4)3, což umožnilo, aby byly tlusté vrstvy bez trhlin odlety v jednom kroku. Tlusté vrstvy slinované při 1500 °C vykazovaly relativní dielektrickou konstantu 1207, dielektrickou ztrátu 0.018 při 1 kHz, remanentní polarizaci 7.54 µC/cm2 a koercitivní síla intenzity pole (Ec) 0.23 kV/mm při 3 kV/mm. Pro tvarování BCZT v konfiguraci 3-3 a 1-3 byla použita přímá metoda tisknutí inkoustu. Pro správnou úpravu tiskového procesu byla použita inkoustová náplň s viskoelastickým chováním obsahující 41.6% obj. pevných látek BCZT a se zpracovatelskými přísadami (HPMC ~ 2.4% a PEI ~ 0.03%). Vzorky v konfiguraci 3-3, slinované při 1500 °C, vykazovaly nejvyšší dielektrické a piezoelektrické vlastnosti, kde Curieho teplota = 86 °C, tan = 0.021, remanentní polarizace = 4.56 µC/cm2 a d33 = 100 ± 4 pC/N. Vzorky v konfiguraci 1-3 slinované při 1500 °C, které byly smíchány s epoxidem, vykazovaly dielektrickou konstantu 144 a dielektrickou ztrátu 0.035 při 1 kHz. Tato práce popisuje tvarování bezolovnaté piezoelektrické keramiky s vynikajícími vlastnostmi v pokročilých strukturách jako krok k návrhu pro moderní senzorické a energy harvesting aplikace.

The European legislation prohibits the use of lead containing solders in Europe. However, lead free solders have a higher melting point (typical 20%) and their mechanical characteristics are worse. Additional problems are aging and adhesion of the solder on the electronic circuits. Thus, research activities must focus on the optimization of the properties of Sn-Ag-Cu based lead free solders chosen by the industry. Two main objectives are treated in this work. In the center of the first one is the study of curious hysteresis effects of metallic cadmium-antimony alloys after thermal cycles by measuring electronic transport phenomena (thermoelectric power and electrical resistivity). The second objective, within the framework of “cotutelle” between the universities of Metz and of Chemnitz and supported by COST531, is to study more specifically lead free solders. A welding must well conduct electricity and well conduct and dissipate heat. In Metz, we determined the electrical conductivity, the thermoelectric power and the thermal conductivity of various lead free solders (Sn-Ag-Cu, Sn-Cu, Sn-Ag, Sn-Sb) as well in the liquid as well in the solid state. The results have been compared to classical lead-tin (Pb-Sn) solders. In Chemnitz we measured the surface tension, the interfacial tension and the density of lead free solders. We also measured the viscosity of these solders without and with additives, in particular nickel. These properties were related to the industrial problems of wettability and spreadability. Lastly, we solidified alloys under various conditions. We observed undercooling. We developed a technique of mixture of nanocristalline powder with lead free solders "to sow" the liquid bath in order to obtain "different" solids which were examined using optical and electron microscopy. / Die europäische Gesetzgebung verbietet die Benutzung von Lötmitteln, die Blei enthalten. Bleilose Lote haben aber einen höheren Schmelzpunkt (typisch 20%) und ihre mechanischen Eigenschaften sind schlechter. Zusätzliche Probleme sind das Alterungsverhalten und das Haftvermögen des Lots an den Leiterbahnen. Daher müssen sich Forschungsaktivitäten auf die Optimierung der Eigenschaften von bleifreien Sn-Ag-Cu (SAC) Loten konzentrieren, die von der Industrie gewählt wurden. Zwei Hauptgebiete werden in dieser Arbeit bearbeitet. Im Zentrum des Ersten stehen seltsame Hysterese-Effekte von metallischen Kadmium- Antimon Legierungen bei thermischen Zyklen, wobei Transporteigenschaften wie die thermoelektrische Kraft und der elektrische Widerstand untersucht werden. Die zweite Aktivität, die in einer Kooperation der Universitäten Metz und Chemnitz (cotutelle) bearbeitet und die durch COST531 unterstützt wird, besteht in der detaillierten Erforschung des Lötprozesses ohne Blei. Eine Lötverbindung muß den Strom gut führen und die Wärme gut ableiten. In Metz haben wir die elektrische Leitfähigkeit, die thermoelektrische Kraft und das Wärmeleitvermögen bestimmt für verschiedene bleilose Lote (Sn-Ag-Cu, Sn-Cu, Sn-Ag, Sn-Sb), sowohl im flüssigen als auch festen Zustand. Die Ergebnisse wurden mit dem klassischen bleihaltigen Lötzinn (Sn-Pb) verglichen. In Chemnitz haben wir die Oberflächen- und Grenzflächenspannung und die Dichte bleifreier Lote gemessen. Ebenfalls wurde die Viskosität dieser Lote ohne und mit Zusätzen (insbesondere Nickel) gemessen. Diese Eigenschaften wurden in Beziehung gesetzt zu den industriellen Problemen der Benetzbarkeit und des Fließverhaltens. Schließlich haben wir Legierungen unter verschiedenen Bedingungen verfestigt. Wir haben Unterkühlung beobachtet. Wir haben eine Technik entwickelt, basierend auf einer Mischung von Lot mit Pulver. Durch "Einsäen" von Nanokristallen in das flüssige Bad erhielten wir "verschiedene" Festkörper, die mit optischer und Elektronenmikroskopie untersucht wurden.

In einem mehrstufigen Forschungsansatz analysiert diese forstpolitikwissenschaftliche Arbeit die individuellen, betrieblichen und gesellschaftlich-politischen Bewertungs-, Abwägungs- und Entscheidungsprozesse im Verlauf der Verbreitung bleifreier Munition speziell in öffentlichen Forstbetrieben und im Jagdwesen in Deutschland. Die diskursanalytische Betrachtung von drei Kolloquien des Bundesinsitituts für Risikobewertung (BfR) in Berlin in den Jahren 2011, 2013 und 2014 beschreibt die Entwicklung des kontroversen öffentlichen Diskurses in Deutschland. Eine inhaltsanalytische Betrachtung der parlamentarischen Befassung mit der Thematik in Deutschland zeigt, dass es im Verlauf von 10 Jahren – trotz Streitigkeiten um die Gesetzgebungskompetenz zwischen Bund und Ländern – ab 2013 zu ersten politischen Entscheidungen auf Landesebene auch zur Nutzung bleifreier Büchsenmunition kam. Im empirischen Teil der Arbeit wird im Untersuchungsfeld “Mitarbeiter/innen öffentlicher Forstbetriebe in Deutschland“ ergründet, ob die Verwendung bleifreier Munition den Mustern der Diffusions- und Adoptionstheorie nach ROGERS folgt. Im Ergebnis aus 1.279 beantworteten Online-Fragebogen zeigt sich eine Nutzungsquote bleifreier Munition durch die befragten Forstangehörigen von 58%. Ein Anteil von 20% hat bleifreie Munition ausprobiert, wobei 22% noch gar keine eigenen Erfahrungen gemacht haben. Bereits fast 2/3 der Befragten unterliegen inzwischen einer Pflicht zur Nutzung bleifreier Munition. Obwohl die Thematik im Bewusstsein der Befragten eine Rolle spielt, wird bleifreie Munition von ihnen nicht als bedeutende Umweltinnovation wahrgenommen oder entspricht nicht den für sie geltenden Kriterien. Durch eine Varianzanalyse können zuvor charakterisierte „Adopter-Typen“ voneinander unterschieden werden. Im Gegensatz zum Modell nach ROGERS zeigen sich in der beobachteten Verteilung eine größere Gruppe der Innovatoren (15,9%) und eine kleine Gruppe der frühen Adoptoren (5,3%). Das Mittelfeld ist geringer besetzt und bildet mit früher und später Mehrheit nur einen Anteil von 46,2%, gegenüber einem Anteil von mehr als 2/3 im Modell. Der Anteil der Nachzügler ist fast doppelt so groß wie in der Verteilung nach ROGERS, was eine Beharrlichkeit gegenüber Veränderungen in der Forstbranche und im Jagdwesen im laufenden Adoptions- bzw. Diffusions-Zeitraum von bisher 15 Jahren bestätigt. Acht leitfadengestützten Experten-Interviews mit Leitern von Landesforstbetrieben bzw. Anstalten öffentlichen Rechts sowie den Bundesvorsitzenden eines forstlichen und eines jadlichen Verbandes ergänzen die quantitative Online-Befragung. Die Bewertung bleifreier Munition als Umweltinnovation und deren Bedeutung für die Jagd im Forstbetrieb unterscheidet sich im Wesentlichen durch den eingeschätzten Nutzen bzw. die Wirkung für den Forstbetrieb und die Wahrnehmung einer aktiven oder passiven Vorreiterrolle auch hinsichtlich der Nutzung (bzw. deren Anordnung) bleifreier Munition. Wesentlicher Treiber für eine Handlung ist die individuelle bzw. institutionelle Betroffenheit.:I Abkürzungsverzeichnis i II Abbildungsverzeichnis iii III Tabellenverzeichnis v 1 Einleitung 1 1.1 Problemstellung 1 1.2 Zielsetzung und Motivation 5 1.3 Theoretischer Rahmen 7 1.4 Vorgehensweise und Aufbau der Arbeit 9 2 Stand des Wissens 11 2.1 Blei als Gefahr- und Schadstoff in der Umwelt 11 2.1.1 Bleibelastung in Wildfleisch 14 2.1.2 Verbraucherschutz 16 2.1.3 Bleivergiftungen bei Seeadlern 19 2.1 Blei als Bestandteil von Jagdmunition 21 2.2 Bleifreie Jagdmunition 22 2.2.1 Bleifreie Schrotkugeln 22 2.2.2 Bleifreie Büchsengeschosse 23 2.3 Tötungswirkung von Geschossen 25 2.4 Kritik und Widerstände gegen bleifreie Munition 29 2.5 Ausgewählte Forschungsprojekte 37 2.5.1 Verbundprojekt Bleifrei-Monitoring 38 2.5.2 Praxis-Versuche und weitere Untersuchungen 42 2.6 Innovationen in Forstwirtschaft und Jagd 45 2.6.1 Innovationsbereitschaft und -fähigkeit öffentlicher Forstverwaltungen 47 2.6.2 Innovationen in der Forstwirtschaft zum Schutz der Umwelt 49 2.6.3 Beispiele für Innovationen im Jagdbereich 51 3 Theoretischer Hintergrund und Fragestellung 55 3.1 Angewandte Theorien 55 3.1.1 Innovationstheorie 55 3.1.2 Theorie der Umweltinnovationen 63 3.1.3 Diffusions- und Adoptionstheorie 67 3.1.4 Handlungstheorie 73 3.2 Wissenschaftliche Fragestellung und Hypothesen 75 4 Untersuchungsgegenstand und Methoden 77 4.1 Untersuchungseinheit 77 4.2 Erhebungseinheiten 80 4.3 Methoden 88 5 Konzeption und Durchführung der Untersuchung 95 5.1 Diskursanalytische Betrachtung 95 5.2 Online-Befragung 97 5.2.1 Befragungskonzept und Aufbau der Befragung 97 5.2.2 Stichprobenauswahl und Feldzugang 100 5.2.3 Technische Umsetzung, Pretest und Durchführung der Befragung 102 5.3 Leitfadengestützte qualitative Experten-Interviews 107 5.3.1 Konzeption des Interview-Leitfadens 108 5.3.2 Auswahl der Interview-Partner 110 5.3.3 Durchführung der Interviews 113 6 Ergebnisse 115 6.1 Die Verwendung bleifreier Munition 115 6.1.1 Gesetzliche und betriebliche Regelungen in Deutschland 116 6.1.2 Naturschutzorientierte Forstbetriebe 122 6.1.3 Zertifizierte Forstbetriebe 124 6.1.4 Privater Jagdbetrieb 127 6.1.5 Internationale Regelungen für den Jagd- und Forstbetrieb 130 6.2 Positionen, Widerstände und Initiativen 136 6.2.1 Die Fachforen des Bundesinstituts für Risikobewertung (BfR) als ausgewählte öffentliche Diskussionen – Eine diskursanalytische Betrachtung 136 6.2.2 Das Thema Bleifreie Munition in deutschen Parlamenten – eine inhaltsanalytische Übersicht 148 6.3 Zur Diffusion und Adoption bleifreier Munition 159 6.3.1 Ergebnisse der schriftlichen Befragung 159 6.3.2 Ergebnisse der Experten-Interviews 195 7 Diskussion 211 7.1 Überprüfung der Hypothesen 211 7.2 Verbindung der Ergebnisse mit dem theoretischen Rahmen 213 7.3 Grenzen der Untersuchung und Methodenkritik 231 7.4 Empfehlungen für Wissenschaft und Praxis 234 8 Zusammenfassung 247 9 Summary 255 10 Literaturverzeichnis 259 11 Anhang 279 11.1 Anschreiben per Post und per E-Mail 279 11.2 Online-Fragebogen 280 12 Erklärung 287 / This scientific forestry policy document analyses, in a multilevel approach, the individual, business and social-political evaluation, consideration and decision processes in the development of the distribution of lead-free ammunition, in particular in public forestry organisations and in the hunting sector in Germany. The discourse-analytical contemplation resulting from three seminars of the Bundesinsititut für Risikobewertung (BfR - The German Federal Institute for Risk Assessment) in Berlin in 2011, 2013 and 2014 describes the development of the controversial discussion in Germany. A content-analytical contemplation of parliamentary involvement with this theme in Germany shows that in the course of 10 years - in spite of conflicts about legislative powers between federal and provincial (Länder) governments - the first political decisions on provincial level regarding use of lead-free rifle ammunition were taken from 2013 onwards. Spring 2016, over 15 years after the broad debate started, the national government submitted a first draft law to the preliminary parliamentary voting process. In the empirical part of the work, in the research field “Employees of public forestry organisations in Germany“ it is ascertained whether the use of lead-free ammunition follows the patterns of Rogers’ diffusion and adoption theory. The outcome of 1,279 completed online questionnaires shows that 58% of the people involved in forestry used lead-free ammunition. A proportion of 20% had tried lead-free ammunition, whereby 22% did not have any experience with it at all. Almost 2/3 of the people questioned are meanwhile obliged to use lead-free ammunition. Although the issue does play a role in the awareness of the people questioned, they do not see lead-free ammunitions as an important innovation for the environment, or it does not correspond to the criteria they apply. Previously specified “Adopter types“ can be distinguished from another by analysis of variance. Contrary to Rogers’ model, the breakdown observed shows a larger group of innovators (15.9%) and a small group of early adopters (5.3%). The midfield is less populated and - together with early and late majorities - only counts for 46.2% as opposed to over 2/3 in the model. The proportion of laggards is almost twice as high as in Rogers’ breakdown, which confirms a resistance against change in the forest enterprises and the hunting sector in the current adoption or diffusion time frame of 15 years so far. Eight guideline-based expert interviews with leading figures from provincial forestry companies or public institutions as well as the federal chairmen of a forest and a hunting organisation complete the quantitative online survey. The assessment of lead-free ammunition as innovation for the environment and what it would mean for the hunt in the forest enteprises essentially differs for the use (or obligation to use) lead-free ammunition, due to the estimated use or the way it works for the forestry sector and the perception of an active or passive pioneering role. Being personally or institutionally concerned is the major driving force for action.:I Abkürzungsverzeichnis i II Abbildungsverzeichnis iii III Tabellenverzeichnis v 1 Einleitung 1 1.1 Problemstellung 1 1.2 Zielsetzung und Motivation 5 1.3 Theoretischer Rahmen 7 1.4 Vorgehensweise und Aufbau der Arbeit 9 2 Stand des Wissens 11 2.1 Blei als Gefahr- und Schadstoff in der Umwelt 11 2.1.1 Bleibelastung in Wildfleisch 14 2.1.2 Verbraucherschutz 16 2.1.3 Bleivergiftungen bei Seeadlern 19 2.1 Blei als Bestandteil von Jagdmunition 21 2.2 Bleifreie Jagdmunition 22 2.2.1 Bleifreie Schrotkugeln 22 2.2.2 Bleifreie Büchsengeschosse 23 2.3 Tötungswirkung von Geschossen 25 2.4 Kritik und Widerstände gegen bleifreie Munition 29 2.5 Ausgewählte Forschungsprojekte 37 2.5.1 Verbundprojekt Bleifrei-Monitoring 38 2.5.2 Praxis-Versuche und weitere Untersuchungen 42 2.6 Innovationen in Forstwirtschaft und Jagd 45 2.6.1 Innovationsbereitschaft und -fähigkeit öffentlicher Forstverwaltungen 47 2.6.2 Innovationen in der Forstwirtschaft zum Schutz der Umwelt 49 2.6.3 Beispiele für Innovationen im Jagdbereich 51 3 Theoretischer Hintergrund und Fragestellung 55 3.1 Angewandte Theorien 55 3.1.1 Innovationstheorie 55 3.1.2 Theorie der Umweltinnovationen 63 3.1.3 Diffusions- und Adoptionstheorie 67 3.1.4 Handlungstheorie 73 3.2 Wissenschaftliche Fragestellung und Hypothesen 75 4 Untersuchungsgegenstand und Methoden 77 4.1 Untersuchungseinheit 77 4.2 Erhebungseinheiten 80 4.3 Methoden 88 5 Konzeption und Durchführung der Untersuchung 95 5.1 Diskursanalytische Betrachtung 95 5.2 Online-Befragung 97 5.2.1 Befragungskonzept und Aufbau der Befragung 97 5.2.2 Stichprobenauswahl und Feldzugang 100 5.2.3 Technische Umsetzung, Pretest und Durchführung der Befragung 102 5.3 Leitfadengestützte qualitative Experten-Interviews 107 5.3.1 Konzeption des Interview-Leitfadens 108 5.3.2 Auswahl der Interview-Partner 110 5.3.3 Durchführung der Interviews 113 6 Ergebnisse 115 6.1 Die Verwendung bleifreier Munition 115 6.1.1 Gesetzliche und betriebliche Regelungen in Deutschland 116 6.1.2 Naturschutzorientierte Forstbetriebe 122 6.1.3 Zertifizierte Forstbetriebe 124 6.1.4 Privater Jagdbetrieb 127 6.1.5 Internationale Regelungen für den Jagd- und Forstbetrieb 130 6.2 Positionen, Widerstände und Initiativen 136 6.2.1 Die Fachforen des Bundesinstituts für Risikobewertung (BfR) als ausgewählte öffentliche Diskussionen – Eine diskursanalytische Betrachtung 136 6.2.2 Das Thema Bleifreie Munition in deutschen Parlamenten – eine inhaltsanalytische Übersicht 148 6.3 Zur Diffusion und Adoption bleifreier Munition 159 6.3.1 Ergebnisse der schriftlichen Befragung 159 6.3.2 Ergebnisse der Experten-Interviews 195 7 Diskussion 211 7.1 Überprüfung der Hypothesen 211 7.2 Verbindung der Ergebnisse mit dem theoretischen Rahmen 213 7.3 Grenzen der Untersuchung und Methodenkritik 231 7.4 Empfehlungen für Wissenschaft und Praxis 234 8 Zusammenfassung 247 9 Summary 255 10 Literaturverzeichnis 259 11 Anhang 279 11.1 Anschreiben per Post und per E-Mail 279 11.2 Online-Fragebogen 280 12 Erklärung 287

Tato doktorská práce se zabývala mikrostrukturálním vývojem vybraných oxidových keramických materiálů během konvenčního slinování (CS), rychlého slinování (RRS), flash slinování (FS) a slinování pomocí plazmatu (SPS). S ohledem na keramiku pro strukturální aplikace byly pomocí RRS připraveny relativně velké (1 cm3), bez defektní a téměř hutné pelety oxidu hlinitého a yttriem stabilizovaného oxidu zirkoničitého (YSZ) s homogenní mikrostrukturou. RRS bylo také shledáno jako optimální metoda pro přípravu vysoce hutné bezolovnaté piezoelektrické keramiky s podobnými vlastnostmi, jako byly získány po časově a energeticky náročnějším CS. Metoda SPS dále zlepšila vlastnosti bezolovnaté piezoelektrické keramiky a produkovala plně hutné vzorky, což je dobrým předpokladem pro translucenci a z níž vyplývajícím optoelektrickým vlastnostem. Nejoptimálnějších výsledků – plné hustoty a vysokých piezoelektrických vlastností – bylo dosaženo kombinací SPS a RRS. Analýzy provedené v této studii také poukázaly na důležitost eliminace těkavých nečistot před rychlým ohřevem. Jinak totiž dochází k zachycení těchto látek ve slinuté keramice, což ve výsledku limituje její konečnou hustotu. Ukázalo se, že nízké konečné hustoty RRS YSZ jsou spojeny se zachycením zbytkového chloru pocházejícího ze syntézy prášku. Pokud byl zbytkový chlor odstraněn vysokoteplotním žíháním keramických kompaktů před zahájením RRS, byly touto metodou získány téměř plně hutné YZS vzorky. Negativní vliv zbytkového chloru na zhutnění byl viditelný také u flash slinovaných YSZ vzorků. Navíc FS YSZ často vede ke zrychlení růstu zrn v jádře vzorku, v důsledku vyšší teploty a elektrochemické redukce. Ve spektru procesních parametrů použitých v rámci této práce dokonce došlo k abnormálnímu růstu zrna (AGG). Silně bimodální distribuce velikosti zrn ukázaná v této práci nebyla dříve nalezena u flash slinutého YSZ. AGG byl vysvětlen dvěma přispívajícími faktory – relativně velkou velikostí vzorku, která vedla k lokalizaci elektrického proudu a vzniku horkých míst (z angl. hot-spots), a celkově akcelerovanou kinetikou růstu zrn v jádře vzorku způsobenou elektrochemickou redukcí.

<p>A wide range of optoelectronic applications demand semiconductors optimized for purpose.</p> <p>My research focused on data-driven identification of ABX3 Halide perovskite compositions for optimum photovoltaic absorption in solar cells.</p> <p>I trained machine learning models on previously reported datasets of halide perovskite band gaps based on first principles computations performed at different fidelities.</p> <p>Using these, I identified mixtures of candidate constituents at the A, B or X sites of the perovskite supercell which leveraged how mixed perovskite band gaps deviate from the linear interpolations predicted by Vegard's law of mixing to obtain a selection of stable perovskites with band gaps in the ideal range of 1 to 2 eV for visible light spectrum absorption.</p> <p>These models predict the perovskite band gap using the composition and inherent elemental properties as descriptors.</p> <p>This enables accurate, high fidelity prediction and screening of the much larger chemical space from which the data samples were drawn.</p> <p><br></p> <p>I utilized a recently published density functional theory (DFT) dataset of more than 1300 perovskite band gaps from four different levels of theory, added to an experimental perovskite band gap dataset of \textasciitilde{}100 points, to train random forest regression (RFR), Gaussian process regression (GPR), and Sure Independence Screening and Sparsifying Operator (SISSO) regression models, with data fidelity added as one-hot encoded features.</p> <p>I found that RFR yields the best model with a band gap root mean square error of 0.12 eV on the total dataset and 0.15 eV on the experimental points.</p> <p>SISSO provided compound features and functions for direct prediction of band gap, but errors were larger than from RFR and GPR.</p> <p>Additional insights gained from Pearson correlation and Shapley additive explanation (SHAP) analysis of learned descriptors suggest the RFR models performed best because of (a) their focus on identifying and capturing relevant feature interactions and (b) their flexibility to represent nonlinear relationships between such interactions and the band gap.</p> <p>The best model was deployed for predicting experimental band gap of 37785 hypothetical compounds.</p> <p>Based on this, we identified 1251 stable compounds with band gap predicted to be between 1 and 2 eV at experimental accuracy, successfully narrowing the candidates to about 3% of the screened compositions.</p>

Today, lead is used in various engineering applications due to its desirable tribological properties. However, the negative health and environmental impacts associated with lead have raised concerns and resulted in regulatory restrictions on its use. It is therefore nessessary to fnd lead-free materials that can provide similar or even better performance than the commonly used lead-containing alloys. Scania, currently uses leaded alloys for a number of gearbox components where sliding wear can be an issue. This study aims to evaluate the tribological properties of fve lead-free alternative materials and assess their suitability as replacement for the currently used material, Leaded Brass. The tests were conducted in a pin-on-disk setup under similar conditions of those found in Scania’s gearbox. The results showed that the friction and wear was similar between Copper Beryllium and Leaded Brass, which indicates that Copper Beryllium is a potential replacement. Additionally, Nedox and Aluminum Bronze (APS) demonstrated signifcantly superior wear resistance, exhibiting 97% less wear compared to Leaded Brass while maintaining similar friction levels. These results underscore the potential for implementing lead-free materials to enhance sustainability and performance in critical applications like gearbox components. / Idag används bly i olika tekniska tillämpningar på grund av dess önskvärda tribologiska egenskaper. Men de negativa hälso- och miljöeffekterna associerade med bly har väckt oro och resulterat i reglerande begränsningar för dess användning. Det är därför nödvändigt att hitta blyfria material som kan erbjuda liknande eller till och med bättre prestanda än de vanligt förekommande blyhaltiga legeringarna. Scania använder för närvarande blyhaltiga legeringar för ett antal växellådskomponenter där glidande slitage kan vara ett problem. Denna studie syftar till att utvärdera de tribologiska egenskaperna hos fem blyfria alternativa material och bedöma deras lämplighet som ersättning för det nuvarande materialet, blyhaltig mässing. Testerna utfördes i en pin-on-disk konfiguration under liknande förhållanden som de som återfinns i Scanias växellåda. Resultaten visade att friktionen och slitage var liknande mellan kopparberyllium och blyhaltig mässing, vilket tyder på att kopparberyllium är en potentiell ersättare. Dessutom visade Nedox och aluminiumbrons (APS) betydligt överlägsen slitagebeständighet, med 97% mindre slitage jämfört med blyhaltig mässing, samtidigt som båda materialen hade liknande friktionsnivåer. Dessa resultat visar potentialen som finns med att implementera blyfria material för att förbättra hållbarheten och prestandan i kritiska tillämpningar som växellådskomponenter. / Heutzutage wird Blei aufgrund seiner wünschenswerten tribologischen Eigenschaften in verschiedenen technischen Anwendungen verwendet. Jedoch haben die negativen gesundheitlichen und Umweltauswirkungen, die mit Blei verbunden sind, Bedenken hervorgerufen und zu regulatorischen Beschränkungen seiner Verwendung geführt. Daher ist es notwendig, bleifreie Materialien zu finden, die ähnliche oder sogar bessere Leistungen als die üblicherweise verwendeten bleihaltigen Legierungen bieten können. Scania verwendet derzeit bleihaltige Legierungen für eine Reihe von Getriebekomponenten, bei denen Gleitverschleiß auftreten kann. Das Ziel dieser Studie ist es, die tribologischen Eigenschaften von fünf bleifreien Alternativmaterialien zu bewerten und ihre Eignung als Ersatz für das derzeit verwendete Material, Bleihaltiges Messing, zu prüfen. Die Tests wurden in einem Pin-on-Disk-Aufbau unter ähnlichen Bedingungen wie in den Getrieben von Scania durchgeführt. Die Ergebnisse zeigten, dass Reibung und Verschleiß zwischen Kupferberyllium und Bleihaltigem Messing ähnlich waren, was darauf hinweist, dass Kupferberyllium ein potenzieller Ersatz sein könnte. Darüber hinaus wiesen Nedox und Aluminiumbronze (APS) eine signifikant überlegene Verschleißfestigkeit auf und zeigten 97 % weniger Verschleiß im Vergleich zu Bleihaltigem Messing bei gleichbleibendem Reibungsniveau. Diese Ergebnisse unterstreichen das Potenzial zur Implementierung von bleifreien Materialien, um die Nachhaltigkeit und Leistungsfähigkeit in kritischen Anwendungen wie Getriebekomponenten zu verbessern.

<p>This dissertation describes how the surface chemistries of 2D nanomaterials can be modified to alter overall material properties. Specifically, through a focus of the ligand-surface atom bonding in addition to the overall ligand structure we highlight the ability to direct morphological outcomes in lead free halide perovskites, maximize optoelectronic responses in substoichiometric tungsten oxide, and alter physicochemical properties titanium carbide MXenes.   </p>