The design, construction and optimization of a low power-high temperature heated ceramic sensor to detect leaking of halogen gases in refrigeration systems are presented. The manufacturing process was done with microelectronic assembly and the Low Temperature Cofire Ceramic (LTCC) technique. Four basic sensor materials were fabricated and tested: Li2SiO3, Na2SiO3, K2SiO3, and CaSiO3. The evaluation of the sensor material, sensor size, operating temperature, bias voltage, electrodes size, firing temperature, gas flow, and sensor life was done. All sensors responded to the gas showing stability and reproducibility. Before exposing the sensor to the gas, the sensor was modeled like a resistor in series and the calculations obtained were in agreement with the experimental values. The sensor response to the gas was divided in surface diffusion and bulk diffusion; both were analyzed showing agreement between the calculations and the experimental values. The sensor with 51.5%CaSiO3 + 48.5%Li2SiO3 shows the best results, including a stable current and response to the gas.

Bisher erweisen sich Materialfrakturen als die häufigste Ursache für Misserfolge bei dem Einsatz dentaler Keramiken. Verbesserte mechanische Eigenschaften neuer dentalkeramischer Werkstoffe wie zirkonoxidverstärke Lithiumsilikatkeramik (ZLS) sollen die Möglichkeit bieten, materialbedingtes Versagen zu reduzieren und die Indikation für keramische Werkstoffe zu erweitern. Ziel der vorliegenden, prospektiv-klinischen Studie war die Bewertung von Risikofaktoren für materialbezogenes Versagen von chairside-hergestellten Teilkronen (Cerec System SW 4.2, Sirona Dental Systems GmbH, Bensheim, Deutschland) unter Verwendung einer ZLS-Keramik (VITA Suprinity, VITA Zahnfabrik, H. Rauter GmbH & Co. KG, Bad Säckingen, Deutschland). Hierbei sollten die angewandte Zementierungstechnik sowie eine reduzierte Mindestschichtstärke (MMT) von 0,5 bis 1,0 mm untersucht werden. Die Nullhypothese der vorliegenden Studie war, dass die Überlebens- und Erfolgsraten unabhängig von der angewandten Zementierungstechnik und der MMT der Restaurationen sind. In die klinische, monozentrische Studie wurden 45 Patienten (28 weiblich, 17 männlich) mit der Indikation für maximal zwei vollständig höckerbedeckende, chairside-hergestellte Teilkronen aus ZLS-Keramik eingeschlossen. Einschlusskriterien waren vitale, symptomfreie Prämolaren und Molaren mit existierendem Antagonisten und wenigstens einem Approximalkontakt. 1 Ausschlusskriterien waren klinische Anzeichen eines Bruxismus, für die lichtoptische Abformung mittels Intraoralscanner ungeeignete (tief subgingivale) Präparationen, unbehandelte parodontale Erkrankungen und ein Patientenalter jünger als 18 Jahre bzw. die fehlende Einwilligungsfähigkeit. Die Behandlung fand in der Poliklinik für Präventive Zahnmedizin, Parodontologie und Kariologie der Universitätsmedizin Göttingen, Göttingen, Deutschland, zwischen dem 1. Januar und dem 31. Juli 2014 statt. Die Präparation der Zähne erfolgte gemäß der veröffentlichten Richtlinien zur Präparationsgestaltung bei Vollkeramikrestaurationen nach Ahlers et al. (Ahlers et al., 2009). Mit Hilfe eines intraoralen Scanners (Cerec AC Omnicam, Sirona Dental Systems GmbH, Bensheim, Deutschland) wurden die präparierten Zähne digitalisiert / digtial abgeformt. Anschließend erfolgte die Konstruktion der monolithischen Restaurationen digital (Cerec software 4.2, Sirona Dental Systems GmbH, Bensheim, Deutschland). Nach der computergestützen Herstellung in einer Nassfräseinheit (Cerec MCXL, Sirona Dental Systems GmbH, Bensheim, Deutschland) wurden die Restaurationen gemäß Herstellervorgaben kristallisiert und gebrannt (VITA Vacumat, VITA Zahnfabrik, H. Rauter GmbH & Co. KG, Bad Säckingen, Deutschland). Aufgrund der Standardeinstellung der Konstruktionssoftware wurde eine MMT von 0,7mm festgelegt. Diese Abweichung vom Behandlungsprotokoll der Studie, welches initial eine Mindestschichtstärke von 1,0mm vorsah, wurde erst nach dem Eingliedern aller Restaurationen festgestellt. Die Ethikkommission wurde ohne Zeitverzögerung von der Abweichung informiert und genehmigte die Fortsetzung der Studie. Basierend auf der Analyse der generierten Konstruktionsdaten wurden die hergestellten keramischen Teilkronen final in zwei Gruppen eingeteilt (MMT 0,5-0,74mm und MMT 0,75-1,0mm). Die adhäsive Befestigung der Teilkronenrestaurationen geschah nach dem Zufallsprinzip (randomisiert), entweder mit einem dualhärtenden Komposit-Zement und Multibottle-Bonding in Verbindung mit der Total-Etch- Technik (DC: Syntac classic und Variolink, beides IvoclarVivadent, Schaan, Liechenstein) oder mit einem selbstadhäsiven Zement (SAC: RelyX Unicem, 3M Deutschland GmbH, Neuss, Deutschland). Als Bewertungsparameter wurden Überlebensrate (Restauration blieb in situ) und die Erfolgsrate (interventionsfreie Funktionsperiode der Restauration) der Restaurationen erfasst. Die Nachuntersuchungen, durchgeführt von einer zuvor kalibrierten und erfahrenen Zahnärztin, begannen zum Zeitpunkt der Zementierung (Baseline) und wurden in 6-Monats-Intervallen bis zu einem Beobachtungszeitraum von 2 Jahren durchgeführt. 2 Die statistische Analyse erfolgte auf Basis der erfassten Daten über das Überleben bzw. den Erfolg oder den Totalverlust der Restaurationen. Die zeitabhängigen Überlebensraten der Restaurationen (basierend auf dem In-situ-Kriterium) und die Erfolgsraten (interventionsfrei) der Teilkronen wurden mittels Kaplan-Meier-Überlebensanalyse berechnet. Die MMT (0,5- 0,74 mm vs. 0,75-1,0 mm) und die Zementierungstechnik (SAC vs. DC) wurden als mögliche Kovariate der zeitabhängigen Überlebens- und Erfolgsraten ausgewertet. Alle potentiellen Risikofaktoren liegen auf kategorialen Skalen. Der Einfluss potenzieller Risikofaktoren (Zementierung / MMT) wurde mittels univarianter Log-Rank-Tests untersucht. Eine Cox- Regression war aufgrund der begrenzten Anzahl von Ereignissen nicht möglich (failure time analysis). Ein p-Wert von weniger als 0,05 wurde als statistisch signifikant akzeptiert. Alle Analysen wurden mit der Statistiksoftware R (Version 3.5.3) durchgeführt; für die Zeit-zu- Ereignis-Analysen wurde das R-Paket „Überleben“ (Version 2.44.1.1) verwendet. In die Zweijahres-Nachuntersuchung zwischen März und August 2016 konnten 44 Patienten (27 weiblich / 17 männlich, Recall-Rate: 97,8%) mit insgesamt 59 Teilkronen (mittlerer Beobachtungszeitraum: 24,4±3,4 Monate) einbezogen werden. Das mittlere Alter der Patienten betrug 50,7±10,6 Jahre. Einunddreißig Restaurationen wurden der Gruppe 1 (MMT 0,5- 0,74mm) und achtundzwanzig der Gruppe 2 (MMT 0,75-1,0mm) zugeordnet. Vierunddreißig der untersuchten Restaurationen waren im Oberkiefer und 25 im Unterkiefer (23 Prämolaren- und 36 Molaren-Teilkronen) eingesetzt. Dreißig der untersuchten Restaurationen wurden mit DC zementiert und 29 Teilkronen mit SAC-Material eingesetzt, wobei die Verteilung auf Gruppe 1 und 2 nahezu gleichmäßig war. Zum Zeitpunkt der 2-jährigen Nachuntersuchung wurde der Verlust von zwei Teilkronen festgestellt. Die Gesamtüberlebensrate nach zwei Jahren betrug demnach 97% (95% Konfidenzintervall (CI): 0,92-1). Alle Verluste traten in der Gruppe 1 auf (MMT=0,5-0,74 mm) und waren mit Materialfrakturen verbunden. Die 2-Jahres-Überlebensrate der Gruppe 1 betrug 94% (95% CI: 0,85-1) und 100% in der Gruppe 2 (MMT=0,75-1,0 mm). Obwohl dieses Ergebnis statistisch nicht signifikant war, zeigte der p-Wert von 0,0797 eine Tendenz zu einem verringerten Materialbruchrisiko bei Restaurationen mit einer erhöhten Materialstärke. Die Zementierungstechnik (SAC vs. DC, HR=0,95, p=0,956) zeigte zum Untersuchungszeitpunkt keinen signifikanten Einfluss auf die Überlebensrate der Teilkronen. Abgesehen von den zwei Totalverlusten waren bei zwei Restaurationen (zwei Patienten) klinische Eingriffe zur Erhaltung der Funktion erforderlich. Beide Eingriffe wurden durch den Verlust der Retention von mit SAC eingesetzten Teilkronen verursacht. Die Restaurationen wiesen keine Defekte auf und wurden mit dem gleichen Material rezementiert. 3 Weitere Eingriffe aufgrund von Temperaturempfindlichkeit, Vitalitätsverlust oder Sekundärkaries waren nicht notwendig. Die Ergebnisse der hier vorgelegten Studie können als erster klinischer Nachweis interpretiert werden, dass für ZLS-Keramiken die Postulierung früherer In-vitro-Studien betreffend einer Reduktion der okklusalen MMT auf 1,0 mm ohne eine gleichzeitige Zunahme frakturbedingter Ausfälle zuzutreffen scheint. Um jedoch einen Grenzwert bzw. eine Empfehlung für eine maximal reduzierte und gleichzeitig langlebige Restauration definieren zu können, sind zusätzliche Studien mit größeren Populationen und längeren Beobachtungszeiträumen erforderlich.:1. Einführung 1.1 Einleitung 1.2 Moderne dentale Keramik 1.2.1 Einteilung 1.2.2 Fertigungstechniken 1.2.3 Indikation und Performance 1.3 Befestigung von Keramiken 1.4 Ziel der Studie 2 Publikation 3 Zusammenfassung der Arbeit 4 Anhang 4.1 Abkürzungsverzeichnis 4.2 Abbildungsverzeichnis 4.3 Tabellenverzeichnis 5 Literaturverzeichnis 6 Darstellung des eigenen Beitrages 7 Erklärung über die eigenständige Abfassung der Arbeit 8 Danksagung

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Submitted by HILTON RIQUIERI null (hilton.riquieri@terra.com.br) on 2018-01-11T19:29:07Z No. of bitstreams: 1 Tese Impressão 11-01-18.pdf: 5465220 bytes, checksum: 6c44956d0ac81de9008cdd4833458455 (MD5) / Approved for entry into archive by Silvana Alvarez null (silvana@ict.unesp.br) on 2018-01-18T15:27:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 riquieri_h_dr_sjc.pdf: 5445301 bytes, checksum: bf194667a00b4990a467e32526c3cdb9 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-18T15:27:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 riquieri_h_dr_sjc.pdf: 5445301 bytes, checksum: bf194667a00b4990a467e32526c3cdb9 (MD5) Previous issue date: 2017-12-04 / O objetivo deste trabalho foi avaliar o silicato de lítio reforçado por zircônia quanto a sua microestrutura e as mesmas propriedades mecânicas em diferentes fases de cristalização. Cento e vinte amostras de discos de silicato de lítio reforçado por zircônia foram usinados de acordo com as normas ISO 6872 (12x1,2mm) para o ensaio de flexão biaxial. Foram separados em 4 grupos de acordo com a fase de cristalização. Grupo I: 30 amostras de Celtra pré cristalizado (CNC); Grupo II: 30 amostras de Celtra cristalizado (CC); Grupo III: 30 amostras de Suprinity Não Cristalizado (SNC) e Grupo IV: 30 amostras de Suprinity Cristalizado (SC). Os corpos de prova foram submetidos ao ensaio mecânico de flexão biaxial e em seguida realizadas análises qualitativas e quantitativas. Por meio microscopia eletrônica de varredura, microscopia eletrônica com emissão de campo MEV-FEG, EDS e difração de raios X (n=4), foi realizada a caracterização completa dos materiais e análise morfológica da microestrutura para todos os grupos. Para as análises estatísticas foram utilizados o módulo Weibull (m) e resistência característica (σ0). / The objective of this work was to evaluate the lithium silicate reinforced by zirconia as to its microstructure and the same mechanical properties in different phases of crystallization. One hundred and twenty samples of zirconia-reinforced lithium silicate discs were machined according to ISO 6872 (12x1,2mm) standards for the biaxial flexural test. They were separated into 4 groups according to the crystallization step. Group I: 30 samples of Pre-Crystallized Celtra (CPC); Group II: 30 samples of Crystallized Celtra (CC); Group III: 30 samples of Uncrystallized Suprinity (SNC) and Group IV: 30 samples of Crystallized Suprinity (SC). The specimens were submitted to the mechanical biaxial flexion test and qualitative and quantitative analyzes were performed. Scanning Electron Microscopy, Electron Microscopy with Field emission SEM-FEG, EDS and X-ray diffraction (n = 4) were carried out to characterize the materials and morphological analysis of the microstructure for all groups. The Weibull (m) and characteristic resistance (σ0) were used for the statistical analysis.

The pursuit of sustainable and high-performance materials is of utmost significance in driving the progress of battery technologies. Solid-state technology represents a promising avenue for the development of batteries with improved sustainability and performance. In this context, the present study delves into the examination of composition and the substitution of oxygen with nitrogen within the 50Li2O-xSiO2-(50-x)P2O5 glass system, specifically as applied to Solid-State electrolytes. The objective is to evaluate the influence of these factors on the electrical properties of the glass and their potential implications for Solid-State battery technology. The glass matrix was obtained through the melt-quenching technique, followed by comprehensive characterization using electrochemical impedance spectroscopy. The influence of varying silica content on the conductivity of the glass was investigated. This led to the selection of the glass system with the highest conductivity for further experiments involving nitridation. Subsequent experiments on nitridation aimed to explore the impact of nitrogen incorporation on the conductivity of the glass. By systematically varying the nitrogen content at different temperatures, the study sought to elucidate the relationship between nitrogen content and the resulting increase in glass conductivity.    The study reveals a noteworthy finding regarding the impact of nitrogen content on the conductivity of the glass. Specifically, when the nitrogen content was increased, the conductivity increased. In the case of a similar glass composition in pellet form, the conductivity at room temperature increased from Log σ = -8,009 (for glass without nitrogen) to Log σ = -6,951 (for nitrided glass). Additionally, the introduction of nitrogen into the glass resulted in a decrease in activation energy, being reduced from 0,66 eV (for oxide glass) to 0,60 eV (for oxynitride glass). These results indicate a clear correlation between increased nitrogen content and enhanced electrical properties of the investigated glasses; although obtaining a homogeneous bulk glass after nitridation was not feasible. Therefore, the nitrided samples were pelletized and sintered under different thermal conditions to obtain characterizable samples. The findings suggest that nitrogen substitution could be a promising approach for enhancing the electrical properties of the glasses of the title system of composition. Further investigation is required to optimize the process and achieve homogeneous bulk oxynitride glass.

Solid state lithium ion electrolytes are important to the development of next generation safer and high power density lithium ion batteries. Perovskite-structured LLT is a promising solid electrolyte with high lithium ion conductivity. LLT also serves as a good model system to understand lithium ion diffusion behaviors in solids. In this thesis, molecular dynamics and related atomistic computer simulations were used to study the diffusion behavior and diffusion mechanism in bulk crystal and grain boundary in lithium lanthanum titanate (LLT) solid state electrolytes. The effects of defect concentration on the structure and lithium ion diffusion behaviors in LLT were systematically studied and the lithium ion self-diffusion and diffusion energy barrier were investigated by both dynamic simulations and static calculations using the nudged elastic band (NEB) method. The simulation results show that there exist an optimal vacancy concentration at around x=0.067 at which lithium ions have the highest diffusion coefficient and the lowest diffusion energy barrier. The lowest energy barrier from dynamics simulations was found to be around 0.22 eV, which compared favorably with 0.19 eV from static NEB calculations. It was also found that lithium ions diffuse through bottleneck structures made of oxygen ions, which expand in dimension by 8-10% when lithium ions pass through. By designing perovskite structures with large bottleneck sizes can lead to materials with higher lithium ion conductivities. The structure and diffusion behavior of lithium silicate glasses and their interfaces, due to their importance as a grain boundary phase, with LLT crystals were also investigated by using molecular dynamics simulations. The short and medium range structures of the lithium silicate glasses were characterized and the ceramic/glass interface models were obtained using MD simulations. Lithium ion diffusion behaviors in the glass and across the glass/ceramic interfaces were investigated. It was found that there existed a minor segregation of lithium ions at the glass/crystal interface. Lithium ion diffusion energy barrier at the interface was found to be dominated by the glass phase.

Friction is one of the essential aspects of pavement performance and safety. Unfortunately, the rate at which the friction data are being collected exceeds the rate at which the data can be proficiently analyzed. Furthermore, the Utah Department of Transportation (UDOT) lacks long-term trend analysis for the many years of locked-wheel skid trailer (LWST) data collected in Utah. In addition, UDOT is missing a statistically adequate correlation equation between friction-testing devices. Likewise, only one method is used in Utah to prequalify aggregates for use in pavements. Finally, there has not been an investigation of the potential use of lithium silicate solution in Utah as a hardening agent to decrease the rate of friction loss. This research consists of five objectives. The first objective was to investigate pavement friction factors that influence skid resistance; methods of measuring skid resistance in the laboratory and the field, including correlations between test results; methods of evaluating aggregate sources; and methods of enhancing skid resistance of asphalt pavements through a comprehensive literature review on these subjects. The second objective was to investigate temporal trends in skid numbers measured using the LWST on Utah highways with different surface treatment types. The third objective was to develop a three-way correlation between the skid number measured with the LWST in the field, the British pendulum number measured with the British pendulum tester (BPT) in the field, and the polish value measured with the BPT in the laboratory. The fourth objective was to investigate selected performance-related properties of aggregates used to produce surface treatments at several field sites representing Utah conditions. The fifth objective was to examine the potential benefits of lithium silicate treatment for improving the resistance of aggregates to polishing. The scope of the research for the five objectives included statistical analysis, field testing, and laboratory experimentation. The findings include, first, a literature review that identified four critical deficiencies in Utah’s friction-related literature, which formed the basis of the remaining four objectives. Second, a statistical analysis of 9 years of LWST data indicated above-average skid values across Utah’s pavement network. Third, correlations were evaluated for multiple friction-testing devices. Fourth, X-ray diffraction testing methods were found to compare favorably to the accelerated polish test. Fifth and finally, the effects of lithium silicate solution on polish-susceptible aggregates were documented. This research has substantially advanced the body of knowledge on pavement friction testing and improving the resistance of aggregates to polishing in Utah through laboratory and field experimentation

Impregnace na bázi silikátů se široce používá k ochraně betonu před agresivním prostředím. Pochopení aspektů týkajících se tohoto typu impregnace však není zcela jasné. Tato práce představuje informaci o jednotlivých vlastnostech vybraných křemičitanů, přesněji draselného, sodného, lithného a koloidního oxidu křemičitého (koloidní silika), dále o účinnosti z hlediska nasákavosti, stupni účinku na hydrataci cementu, schopnosti těchto látek uzavřít póry a jejích vliv na mikrostrukturu cementového substrátu a na penetrační schopnost. Účinnost filmotvorných látek byla hodnocena jak na čerstvém cementovém tmelu, tak na vyzrálejším, aplikovaných po 1 a 24 hodinách od smíchání směsi. K dosažení kvalitativních výsledků byly použity instrumentální metody, jako je rtuťová porosimetrie, rheometrie, izotermální kalorimetrie, rentgenová difrakční analýza a skenovací elektronová mikroskopie. S ohledem na provedené testy byla prokázána určitá účinnost ošetřujících přísad. Výsledky všech testů ukázaly vyšší účinnost těchto látek v případě ošetření na vyzrálejším cementovém povrchu, což bylo pravděpodobně způsobeno vyšším stupněm hydratace, díky čemuž se vytvořily nové fáze, se kterými silikáty byly schopné zareagovat a jistým způsobem ovlivnit mikrostrukturu.