Beim fallenden Vollformguss mit Aluminiumlegierungen existiert wegen der vergleichsweise zu Gusseisen niedrigen Gießtemperatur, nahezu kein Gasspalt zwischen der Schmelze und dem Schaumstoffmodell. Durch die Variierung der Schmelzezufuhr konnten Vorteile des fallenden Vollformgießens gegenüber dem steigenden Vollformgießen verdeutlicht werden. Außer wirtschaftlichen Vorteilen erfordert das fallende Gießen deutlich geringere Formfüllzeiten, die sehr wichtig bei der Herstellung von Seriengussteilen sind. Eine Abhängigkeit der Porosität von der Schichtdicke der Schlichte wurde nachgewiesen. Bei der Versuchsreihe mit Entgasung, kombiniert mit dem Unterdruck, konnten sehr niedrige Porositätswerte erzielt werden. Die Argonspülung unmittelbar vor dem Gießen beeinflusst auch die Formfüllgeschwindigkeit positiv. Durch die mikroskopischen Untersuchungen konnten die Poren visualisiert und die zweidimensionalen Größen, wie Fläche, Durchmesser sowie minimale und maximale Querschnitte gemessen werden.

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem Einfluss der Porosität lichtbogendrahtgespritzter Zylinderlaufbahnen auf das Reibungsverhalten. Hierzu wird das fokussierte System aus Kolbenring, Schmierstoff und Lauffläche zunächst für einen repräsentativen Betriebspunkt per numerischer Abschätzung der Kolbenringzwischendrücke sowie der Schmierfilmdicke analysiert und eine Einteilung der Reibungszustände vorgenommen. Unter anderem auf Basis der strömungsmechanischen Ähnlichkeitstheorie erfolgt im Anschluss eine Ableitung von Betriebspunkten für experimentelle Untersuchungen an einem Mittelhub-Tribometer im Bereich der Grenzreibung sowie Mischreibung und Hydrodynamik. An diesem Modellprüfstand werden daraufhin zum einen Laufbahnsegmente differenter Porosität gegen einen nitrierten Kompressionsring bewertet. Neben skalaren Größen dienen wegaufgelöste Signale über dem Hub zur Analyse des Reibungsverhaltens. In Ergänzung zu den nitrierten Oberflächen wird das Potenzial einer ta-C Beschichtung zur Reibungsreduzierung bewertet. Die Übertragbarkeit der erarbeiteten Erkenntnisse auf den verbrennungsmotorischen Betrieb wird über eine Messreihe an einem Einzylinderprüfstand untersucht. Auch hier werden Oberflächendaten verwendet, um eine Korrelation zwischen den ermittelten Reibmitteldrücken respektive den wegaufgelösten Signalen und der Porosität herstellen zu können. Über diese experimentellen Untersuchungen hinaus wird das Verhalten des Schmierfilms zwischen dem Kolbenring und einzelner Poren der Lauffläche mit Hilfe der dreidimensionalen numerischen Strömungssimulation analysiert. Hierzu werden Laufbahnsegmente per Computertomographie vermessen, einzelne Porenobjekte isoliert und für die Simulation aufbereitet. Im Rahmen von stationären Berechnungen wird zunächst eine Vielzahl einzelner Objekte in einem abstrahierten System strömungsmechanisch untersucht. Die Analyse ausgewählter Poren in transienten Strömungssimulationen und die Bewertung der Übertragbarkeit der Erkenntnisse schließen diese Arbeit ab.:1. Einleitung und wissenschaftliche Zielsetzung 1.1. Einführung 1.2. Zielsetzung und Aufbau der Arbeit 2. Grundlagen 2.1. Grundlagen der Tribologie 2.1.1. Reibung 2.1.2. Verschleiß 2.1.3. Schmierung und Schmierstoffe 2.2. Geometrische Charakterisierung von Oberflächen 2.3. Amorphe Kohlenstoffschichten 2.4. Kolbengruppe und Zylinderlaufbahn 2.5. Strömungsmechanik 2.5.1. Strömungsmechanische Grundlagen 2.5.2. Grundgleichungen der Strömungsmechanik 3. Methoden 3.1. Topographie von Oberflächen 3.1.1. Konfokalmikroskopie 3.1.2. Computertomographie 3.2. Untersuchung tribologischer Eigenschaften 3.2.1. Mittelhub-Tribometer 3.2.2. Einzylinderprüfstand 3.3. Numerische Strömungssimulation 3.3.1. Vernetzungsmethoden 3.3.2. Finite-Differenzen-Methode 3.3.3. Finite-Volumen-Methode 3.3.4. Instationäre Strömungen 3.3.5. Turbulente Strömungen 3.3.6. Kompressible Strömungen 4. Analyse des Systems aus Kolbenring, Schmierstoff und Zylinderlaufbahn 4.1. Bewertung der Kolbenringzwischendrücke 4.2. Numerische Berechnung der Schmierfilmdicke 4.3. Analyse der Reibzustände 5. Experimentelle Analyse 5.1. Untersuchungen am Mittelhub-Tribometer 5.1.1. Ableitung der Betriebspunkte, des Prüfablaufs und der Versuchsmatrix 5.1.2. Analyse der Oberflächen der Versuchsteile 5.1.3. Signalaufbereitung und -bewertung 5.1.4. Ergebnisse im Bereich der Grenzreibung 5.1.5. Ergebnisse im Bereich der Mischreibung und Hydrodynamik 5.2. Untersuchungen am befeuerten Einzylinderprüfstand 5.2.1. Prüfablauf und Versuchsmatrix 5.2.2. Analyse der Oberflächen der Versuchsteile 5.2.3. Ergebnisse der Messungen am Einzylinderprüfstand 5.3. Übertragbarkeit der Messergebnisse für den repräsentativen Betriebspunkt 6. Strömungssimulation des Schmierfilms 6.1. Extraktion und Aufbereitung der Poren aus der Zylinderlaufbahn 6.1.1. Vermessung und Aufbereitung der Laufbahnsegmente 6.1.2. Extraktion und Aufbereitung der Poren 6.2. Stationäre Strömungssimulation 6.2.1. Modellierung des Systems und Automatisierung der Berechnung 6.2.2. Ergebnisse 6.3. Transiente Strömungssimulation 6.3.1. Modellierung des Systems 6.3.2. Ergebnisse 7. Zusammenfassung und Ausblick 7.1. Zusammenfassung 7.2. Ausblick Literatur Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Nomenklatur A. Anhang A.1. Anhang zu Kapitel 5 A.2. Anhang zu Kapitel 6 / This work deals with the influence of the porosity of twin wire arc sprayed cylinder liner on the friction behavior. For this purpose, the focused system of piston ring, lubricant and liner is first analyzed for a representative operating point by numerical estimation of the piston ring intermediate pressures as well as the lubricant film thickness and a classification of the friction states is carried out. Among other things, based on the mechanics of flow similarities, a calculation of operating points for experimental investigations on a medium stroke tribometer in the field of boundary friction as well as mixed and hydrodynamic friction is done subsequently. After that, on this model test bench, cylinder segments of different porosity are evaluated against a nitrided piston ring. Beside scalar values, signals above the stroke are used to analyze friction behavior. In addition to the nitrided surfaces, the potential of a ta-C coating for friction reduction is investigated. The transferability of the developed findings to the combustion-engined operation is evaluated via a series of measurements on a single cylinder test bench. Here, too, surface data is used to establish a correlation between the mean effective pressure of frictional forces determined or the signals above the stroke and the porosity. In addition to these experimental investigations, the behaviour of the lubricant film between the piston ring and single pores of the cylinder surface is evaluated using the three-dimensional numerical flow simulation. For this purpose, liner segments are measured by computed tomography, individual pore objects are isolated and processed for simulation. In the context of stationary calculations, a large number of individual objects are first examined in an abstracted system. The analysis of selected pores in transient flow simulations and the evaluation of the transferability of the findings complete this work.:1. Einleitung und wissenschaftliche Zielsetzung 1.1. Einführung 1.2. Zielsetzung und Aufbau der Arbeit 2. Grundlagen 2.1. Grundlagen der Tribologie 2.1.1. Reibung 2.1.2. Verschleiß 2.1.3. Schmierung und Schmierstoffe 2.2. Geometrische Charakterisierung von Oberflächen 2.3. Amorphe Kohlenstoffschichten 2.4. Kolbengruppe und Zylinderlaufbahn 2.5. Strömungsmechanik 2.5.1. Strömungsmechanische Grundlagen 2.5.2. Grundgleichungen der Strömungsmechanik 3. Methoden 3.1. Topographie von Oberflächen 3.1.1. Konfokalmikroskopie 3.1.2. Computertomographie 3.2. Untersuchung tribologischer Eigenschaften 3.2.1. Mittelhub-Tribometer 3.2.2. Einzylinderprüfstand 3.3. Numerische Strömungssimulation 3.3.1. Vernetzungsmethoden 3.3.2. Finite-Differenzen-Methode 3.3.3. Finite-Volumen-Methode 3.3.4. Instationäre Strömungen 3.3.5. Turbulente Strömungen 3.3.6. Kompressible Strömungen 4. Analyse des Systems aus Kolbenring, Schmierstoff und Zylinderlaufbahn 4.1. Bewertung der Kolbenringzwischendrücke 4.2. Numerische Berechnung der Schmierfilmdicke 4.3. Analyse der Reibzustände 5. Experimentelle Analyse 5.1. Untersuchungen am Mittelhub-Tribometer 5.1.1. Ableitung der Betriebspunkte, des Prüfablaufs und der Versuchsmatrix 5.1.2. Analyse der Oberflächen der Versuchsteile 5.1.3. Signalaufbereitung und -bewertung 5.1.4. Ergebnisse im Bereich der Grenzreibung 5.1.5. Ergebnisse im Bereich der Mischreibung und Hydrodynamik 5.2. Untersuchungen am befeuerten Einzylinderprüfstand 5.2.1. Prüfablauf und Versuchsmatrix 5.2.2. Analyse der Oberflächen der Versuchsteile 5.2.3. Ergebnisse der Messungen am Einzylinderprüfstand 5.3. Übertragbarkeit der Messergebnisse für den repräsentativen Betriebspunkt 6. Strömungssimulation des Schmierfilms 6.1. Extraktion und Aufbereitung der Poren aus der Zylinderlaufbahn 6.1.1. Vermessung und Aufbereitung der Laufbahnsegmente 6.1.2. Extraktion und Aufbereitung der Poren 6.2. Stationäre Strömungssimulation 6.2.1. Modellierung des Systems und Automatisierung der Berechnung 6.2.2. Ergebnisse 6.3. Transiente Strömungssimulation 6.3.1. Modellierung des Systems 6.3.2. Ergebnisse 7. Zusammenfassung und Ausblick 7.1. Zusammenfassung 7.2. Ausblick Literatur Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Nomenklatur A. Anhang A.1. Anhang zu Kapitel 5 A.2. Anhang zu Kapitel 6

A new tool (Infrasorb-12) for the screening of porosity is described, identifying high surface area materials in a very short time with high accuracy. Further, an example for the application of the tool in the discovery of new cobalt-based metal–organic frameworks is given. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

The aim of this work was the generation of carbon materials with high surface area, exhibiting a hierarchical pore system in the macro- and mesorange. Such a pore system facilitates the transport through the material and enhances the interaction with the carbon matrix (macropores are pores with diameters > 50 nm, mesopores between 2 – 50 nm). Thereto, new strategies for the synthesis of novel carbon materials with designed porosity were developed that are in particular useful for the storage of energy. Besides the porosity, it is the graphene structure itself that determines the properties of a carbon material. Non-graphitic carbon materials usually exhibit a quite large degree of disorder with many defects in the graphene structure, and thus exhibit inherent microporosity (d < 2nm). These pores are traps and oppose reversible interaction with the carbon matrix. Furthermore they reduce the stability and conductivity of the carbon material, which was undesired for the proposed applications. As one part of this work, the graphene structures of different non-graphitic carbon materials were studied in detail using a novel wide-angle x-ray scattering model that allowed precise information about the nature of the carbon building units (graphene stacks). Different carbon precursors were evaluated regarding their potential use for the synthesis shown in this work, whereas mesophase pitch proved to be advantageous when a less disordered carbon microstructure is desired. By using mesophase pitch as carbon precursor, two templating strategies were developed using the nanocasting approach. The synthesized (monolithic) materials combined for the first time the advantages of a hierarchical interconnected pore system in the macro- and mesorange with the advantages of mesophase pitch as carbon precursor. In the first case, hierarchical macro- / mesoporous carbon monoliths were synthesized by replication of hard (silica) templates. Thus, a suitable synthesis procedure was developed that allowed the infiltration of the template with the hardly soluble carbon precursor. In the second case, hierarchical macro- / mesoporous carbon materials were synthesized by a novel soft-templating technique, taking advantage of the phase separation (spinodal decomposition) between mesophase pitch and polystyrene. The synthesis also allowed the generation of monolithic samples and incorporation of functional nanoparticles into the material. The synthesized materials showed excellent properties as an anode material in lithium batteries and support material for supercapacitors. / Kohlenstoffmaterialien finden aufgrund ihrer Vielseitigkeit heute in den unterschiedlichsten Bereichen des täglichen Lebens ihren Einsatz. Bekannte Beispiele sind Kohlenstofffasern in Verbundwerkstoffen, Graphit als trockenes Schmiermittel, oder Aktivkohlen in Filtersystemen. Ferner wird Graphit als Elektrodenmaterial auch in Lithium-Ionen-Batterien verwendet. Wegen knapper werdender Ressourcen von Öl und Gas wurde in den letzten Jahren verstärkt an der Entwicklung neuer Materialien für die Speicherung von Wasserstoff und elektrischer Energie gearbeitet. Die Nanotechnologie ist dabei auch für neue Kohlenstoffmaterialien zukunftsweisend, denn sie stellt weitere Anwendungsmöglichkeiten in Aussicht. In dieser Arbeit wurden hierzu mittels des sogenannten Nanocastings neue Kohlenstoffmaterialien für Energieanwendungen, insbesondere zur Speicherung von elektrischer Energie entwickelt. Die Eigenschaften eines Kohlenstoffmaterials beruhen im Wesentlichen auf der Struktur des Kohlenstoffs im molekularen Bereich. Die in dieser Arbeit hergestellten Materialen bestehen aus nichtgraphitischem Kohlenstoff und wurden im ersten Teil der Arbeit mit den Methoden der Röntgenstreuung genau untersucht. Eine speziell für diese Art von Kohlenstoffen kürzlich entwickelte Modellfunktion wurde dazu an die experimentellen Streubilder angepasst. Das verwendete Modell basiert dabei auf den wesentlichen Strukturmerkmalen von nichtgraphitischem Kohlenstoff und ermöglichte von daher eine detaillierte Beschreibung der Materialien. Im Gegensatz zu den meisten nichtgraphitischen Kohlenstoffen konnte gezeigt werden, dass die Verwendung von Mesophasen-Pech als Vorläufersubstanz (Precursor) ein Material mit vergleichsweise geringem Grad an Unordnung ermöglicht. Solch ein Material erlaubt eine ähnlich reversible Einlagerung von Lithium-Ionen wie Graphit, weist aber gleichzeitig wegen des nichtgraphitischen Charakters eine deutlich höhere Speicherfähigkeit auf. Zur Beschreibung der Porosität eines Materials verwendet man die Begriffe der Makro-, Meso-, und Mikroporen. Die Aktivität eines Materials kann durch die Erhöhung der Oberfläche noch erheblich gesteigert werden. Hohe Oberflächen können insbesondere durch die Schaffung von Poren im Nanometerbereich erzielt werden. Um die Zugänglichkeit zu diesen Poren zu steigern, weist ein Material idealerweise zusätzlich ein kontinuierliches makroporöses Transportsystem (Porendurchmesser d > 50 nm) auf. Solch eine Art von Porosität über mehrere Größenordnungen wird allgemein als „hierarchische Porosität“ bezeichnet. Für elektrochemische Anwendungen sind sogenannte Mesoporen (d = 2 – 50 nm) relevant, da noch kleinere Poren (Mikroporen, d < 2 nm) z.B. zu einer irreversiblen Bindung von Lithium- Ionen führen können. Wird Mesophasen-Pech als Kohlenstoffprekursor verwendet, kann die Entstehung dieser Mikroporen verhindert werden. Im zweiten und dritten Teil der Arbeit konnte mit den Methoden des „Nanocastings“ zum ersten Mal die spezielle Struktur des Mesophasen-Pech basierenden Kohlenstoffmaterials mit den Vorteilen einer hierarchischen (makro- / meso-) Porosität kombiniert werden. Im ersten Syntheseverfahren wurde dazu ein sogenanntes „hartes Templat“ mit entsprechender Porosität aus Siliziumdioxid repliziert. Aufgrund der hohen Viskosität des Pechs und der geringen Löslichkeit wurde dazu ein Verfahren entwickelt, das die Infiltration des Templates auch auf der Nanometerebene ermöglicht. Das Material konnte in Form größerer Körper (Monolithen) hergestellt werden, die im Vergleich zu Pulvern eine bessere technische Verwendung ermöglichen. Im zweiten Syntheseverfahren konnte die Herstellung eines hierarchisch makro- / mesoporösen Kohlenstoffmaterials erstmals mittels eines weichen Templates (organisches Polymer) erreicht werden. Die einfache Entfernung von weichen Templaten durch eine geeignete Temperaturbehandlung, macht dieses Verfahren im Vergleich zu hart templatierten Materialien kostengünstiger und stellt eine technische Umsetzung in Aussicht. Desweiteren erlaubt das Syntheseverfahren die Herstellung von monolithischen Körpern und die Einbindung funktionaler Nanopartikel. Die hergestellten Materialien zeigen exzellente Eigenschaften als Elektrodenmaterial in Lithium-Ionen-Batterien und als Trägermaterial für Superkondensatoren.

In dieser Arbeit werden als Untersuchungsverfahren für die Charakterisierung von gebondeten Siliziumwafern und Siliziumoxid-Xerogel-Schichten spektroskopische Ellipsometrie mit variablem Einfallswinkel (VASE) und Fouriertransformations-infrarotspektroskopie (FTIR) eingesetzt. Aus dem Verhalten der LO- und TO-Moden in den Infrarotspektren werden Veränderungen der Dicke und Struktur der vergrabenen Grenzfläche zweier Wafer bei einer Wärmebehandlung abgeleitet. Es werden Mechanismen für das Tieftemperaturbonden von Wafern, die auf der Entwicklung der chemischen Spezies an der vergrabenen Grenzfläche basieren, vorgeschlagen. Die chemischen Spezies wurden durch interne Vielfachtransmissionsinfrarotspektroskopie ermittelt. Aus ellipsometrischen Messungen wurden Dicke, optische Konstanten, Porosität und Porenabmessungen von Siliziumoxid-Xerogel bestimmt. Mittels VASE und FTIR wurde der Einfluss unterschiedlicher Hydrophobisierungsprozesse auf die Eigenschaften von Xerogel-Schichten untersucht. Weiterhin wurden die elektronischen und ionischen Beiträge zur statischen Dielektrizitätskonstanten bestimmt.

“History matching” (model calibration, parameter identification) is an established method for determination of representative reservoir properties such as permeability, porosity, relative permeability and fault transmissibility from a measured production history; however the uniqueness of selected model is always a challenge in a successful history matching. Up to now, the uniqueness of history matching results in practice can be assessed only after individual and technical experience and/or by repeating history matching with different reservoir models (different sets of parameters as the starting guess). The present study has been used the stochastical theory of Kullback & Leibler (K-L) and its further development by Akaike (AIC) for the first time to solve the uniqueness problem in reservoir engineering. In addition - based on the AIC principle and the principle of parsimony - a penalty term for OF has been empirically formulated regarding geoscientific and technical considerations. Finally a new formulation (Penalized Objective Function, POF) has been developed for model selection in reservoir history matching and has been tested successfully in a North German gas field. / „History Matching“ (Modell-Kalibrierung, Parameter Identifikation) ist eine bewährte Methode zur Bestimmung repräsentativer Reservoireigenschaften, wie Permeabilität, Porosität, relative Permeabilitätsfunktionen und Störungs-Transmissibilitäten aus einer gemessenen Produktionsgeschichte (history). Bis heute kann die Eindeutigkeit der identifizierten Parameter in der Praxis nicht konstruktiv nachgewiesen werden. Die Resultate eines History-Match können nur nach individueller Erfahrung und/oder durch vielmalige History-Match-Versuche mit verschiedenen Reservoirmodellen (verschiedenen Parametersätzen als Startposition) auf ihre Eindeutigkeit bewertet werden. Die vorliegende Studie hat die im Reservoir Engineering erstmals eingesetzte stochastische Theorie von Kullback & Leibler (K-L) und ihre Weiterentwicklung nach Akaike (AIC) als Basis für die Bewertung des Eindeutigkeitsproblems genutzt. Schließlich wurde das AIC-Prinzip als empirischer Strafterm aus geowissenschaftlichen und technischen Überlegungen formuliert. Der neu formulierte Strafterm (Penalized Objective Function, POF) wurde für das History Matching eines norddeutschen Erdgasfeldes erfolgreich getestet.

Five new coordination polymers, namely, [Zn2(H2O)2(BBC)](NO3)(DEF)6 (DUT-40), [Zn3(H2O)3(BBC)2] (DUT-41), [(C2H5)2NH2][Zn2(BBC)(TDC)](DEF)6(H2O)7 (DUT-42), [Zn10(BBC)5(BPDC)2(H2O)10](NO3)(DEF)28(H2O)8 (DUT-43), and [Co2(BBC)(NO3)(DEF)2(H2O)](DEF)6(H2O) (DUT-44), where BBC – 4,4′,4′′-(benzene-1,3,5-triyl-tris(benzene-4,1-diyl))tribenzoate, TDC – 2,5-thiophenedicarboxylate, BPDC – 4,4′-biphenyldicarboxylate, DEF – N,N-diethylformamide, were obtained under solvothermal conditions and structurally characterized. It has been shown that compounds DUT-40, DUT-41 and DUT-44 exhibit 2D layered structures with large hexagonal channels. Utilization of additional angular dicarboxylic TDC linker led to the formation of the DUT-42 compound with the structure consisting of three interpenetrated 3D networks. Using the linear co-linker dicarboxylic BPDC, DUT-43 was obtained which forms a complicated 3D architecture arising from the polycatenation of triple-layered 2D building units and 2D single layer units. The pore accessibility of the synthesized compounds in the liquid phase was proved by the adsorption of dye molecules. / Dieser Beitrag ist mit Zustimmung des Rechteinhabers aufgrund einer (DFG-geförderten) Allianz- bzw. Nationallizenz frei zugänglich.

One of the most important factors for a successful performance of a load-bearing implant for hard tissue replacement is its mechanical compatibility with human bone. That implies that the stiffness should be close to that of a bone and the strength of the implant material must be high enough to bear the load applied under physiological conditions. The Young´s modulus of most of the commonly used biomedical alloys is larger than that of a human bone (around 100 GPa for cp Ti, 112 GPa for Ti-6Al-4V versus 10-30 GPa for cortical human bone). A stiffness reduction of Ti alloys can be achieved by two approaches: (i) selecting an alloy composition with low Young´s modulus i.e. a ß-type alloy and (ii) introducing a reasonable amount of porosity. The composition of Ti-40Nb was chosen for the present work, as it allows to stabilize a single ß-type phase with low Young´s modulus at room temperature. The samples were produced by a powder metallurgical approach. The Ti-40Nb alloy powder was obtained by ball-milling of elemental Ti and Nb powders. The influence of the milling parameters on the oxygen content in the milled powder was studied. Powders with a lowest oxygen content of 0.4 wt.-% had an almost single ß-type phase after heat treatment and quenching. Porous samples were produced by loose powder sintering, hot-pressing and sintering with NaCl as a space-holder. The influence of the different processing routes and different porosities on the mechanical properties of the alloy was studied. The samples produced by loose powder sintering had mechanical properties close to those of cortical human bone (Young´s modulus 20 GPa, compression strength 150 MPa) and the samples produced by loose sintering with space-holder materials had mechanical properties close to those of human spongy bone (Young´s modulus 0.2-2 GPa, compression strength 50 MPa). Porous Ti-40Nb samples were coated with bone-like hydroxyapatite by an electrochemical deposition method in order to improve the osseointegration of the samples with bone tissue. The experiments were carried out with samples produced by different routes and a correlation between the deposition parameters and the morphology of the hydroxyapatite needles was found.

Most of the old oil fields in China have reached high water cut stage, in order to meet the booming energy demanding, oil production rate must be kept in the near future with corresponding IOR (Improving Oil Recovery) methods. Z106 oilfield lies in Shengli Oilfields Area at the Yellow River delta. It was put into development in 1988. Since the oil belongs to heavy oil, the oil-water mobility ratio is so unfavourable that water cut increases very quickly. Especially for reservoir Ng21, the sand rock is sediment from river channel, the permeability heterogeneity and heavy oil properties together lead to extremely poor water flooding efficiency. In order to improve the oil recovery, IOR methods are needed urgently. Considering all practical situations for this reservoir and present technique level, polymer flooding method has been selected as an IOR test with numerical simulation. For polymer flooding, since polymer resolution has the capability of enlarging water viscosity, it controls the mobility of water phase and at the same time improves the driving efficiency. During polymer flooding simulation, many factors must be taken into account for the construction of mathematical model, such as inaccessible pore volume, polymer shear thinning effect, polymer adsorption, relative permeability reduction factors, etc. All simulations were done with black oil model with polymer option in ECLIPSE. Simulation results for a theoretical river channel reservoir with serious permeability heterogeneity and heavy oil, and simulation results for practical reservoir Ng21, both have shown that polymer flooding is a feasible method for IOR. For reservoir Ng21, with polymer slug size of 0.235 PV, polymer concentration at 1.5 kg/m3, the final oil recovery after polymer flooding could reach 12.8%, the enhanced oil recovery is about 5%. If only the developable oil reserve being taken into account, the final oil recovery is about 34%, and enhanced oil recovery from polymer flooding is more than 12%. For such heavy oil river channel reservoir to reach such a final oil recovery, it could be concluded as a great success. Since there are still many such oil reservoirs in Shengli Oilfields Area, polymer flooding will be of great importance for improving oil recovery in this area in the near future.

Das Ziel der Arbeit bestand darin, ein verbessertes Verfahren zur Ausbildung einer Polyurethanschicht mit poröser Kapillarstruktur zu erarbeiten. Die Fällung (Koagulation) einer Polyurethanlösung erfolgt durch kontrollierte Freisetzung von Fällmittel aus einem zugesetzten, thermisch sensiblen und porös umhüllten Hydrogel. Bei Erwärmung auf eine stoffspezifische Temperatur setzt das Hydrogel Wasser frei, das die Fällung initiiert. Gegenüber der Fällung in einem Fällbad erzielt diese Verfahrensweise deutliche Verbesserungen. Die umhüllten Gele wurden mit Hilfe rheologischer, thermoanalytischer und weiterer Untersuchungsmethoden umfassend charakterisiert. Dadurch gelang es, eine Hüllenstruktur auszuwählen, die den spontanen Austausch von Löse- und Fällmittel verhindert und gleichzeitig die Wasserfreisetzung gewährleistet.