Tails, fins, scales, and surface coatings are used by organisms for various tasks, including locomotion. Since millions of years of evolution have passed, we expect that the design of surface structures is optimal for the tasks of the organism. These structures serve as an inspiration in this thesis to identify new mechanisms for flow control. There are two general categories of fluid-structure-interaction mechanisms. The first is active interaction, where an organism actively moves parts of the body or its entire body in order to modify the surrounding flow field (e.g., birds flapping their wings). The second is passive interaction, where appendages or surface textures are not actively controlled by the organism and hence no energy is spent (e.g., feathers passively moving in the surrounding flow). Our aim is to find new passive mechanisms that interact with surrounding fluids in favourable ways; for example, to increase lift and to decrease drag. In the first part of this work, we investigate a simple model of an appendage (splitter plate) behind a bluff body (circular cylinder or sphere). If the plate is sufficiently short and there is a recirculation region behind the body, the straight position of the appendage becomes unstable, similar to how a straight vertical position of an inverted pendulum is unstable under gravity. We explain and characterize this instability using computations, experiments and a reduced-order model. The consequences of this instability are reorientation (turn) of the body and passive dispersion (drift with respect to the directionof the gravity). The observed mechanism could serve as a means to enhance locomotion and dispersion for various motile animals and non-motile seeds. In the second part of this thesis, we look into effective models of porous and poroelastic materials. We use the method of homogenization via multi-scale expansion to model a poroelastic medium with a continuum field. In particular, we derive boundary conditions for the velocity and the pressure at the interface between the free fluid and the porous or poroelastic material. The results obtained using the derived boundary conditions are then validated with respect to direct numerical simulations (DNS) in both two-dimensional and three-dimensional settings. The continuum model – coupled with the necessary boundary conditions – gives accurate predictions for both the flow field and the displacement field when compared to DNS. / Många djur använder sig av fjäll, päls, hår eller fjädrar för att öka sin förmåga att förflytta sig i luft eller vatten. Eftersom djuren har genomgått miljontals år av evolution, kan man förvänta sig att ytstrukturernas form är optimala för organismens uppgifter. Dessa strukturer tjänar som inspiration i denna avhandling för att identifiera nya mekanismer för manipulering av strömning. Samverkan mellan fluider och strukturer (så kallad fluid-struktur-interaktion) kan delas upp i två kategorier. Den första typen av samverkan är aktiv, vilket innebär att en organism aktivt rör hela eller delar av sin kropp för att manipulera det omgivande strömningsfältet (till exempel fåglar som flaxar sina vingar). Den andra typen är passiv samverkan, där organismer har utväxter (svansar, fjärdar, etc.) eller ytbeläggningar som de inte aktivt har kontroll över och som således inte förbrukar någon energi. Ett exempel är fjädrar som passivt rör sig i det omgivande flödet. Vårt mål är att hitta nya passiva mekanismer som växelverkar med den omgivande fluiden på ett fördelaktigt sätt, exempelvis genom att öka lyftkraften eller minska luftmotståndet. I den första delen av detta arbete undersöker vi en enkel modell för en utväxt (i form av en platta) bakom en cirkulär cylinder eller sfär. Om plattan är tillräckligt kort och om det finns ett vak bakom kroppen kommer det upprätta läget av plattan att vara instabilt. Denna instabilitet är i princip samma som uppstår då man försöker balansera en penna på fingret. Vi förklarar den bakomliggande mekanismen av denna instabilitet genom numeriska beräkningar, experiment och en enkel modell med tre frihetsgrader. Konsekvenserna av denna instabilitet är en omorientering (rotation) av kroppen och en sidledsförflyttning av kroppen i förhållande till tyngdkraftens riktning. Denna mekanism kan användas djur och frön för att öka deras förmåga att förflytta eller sprida sig i vatten eller luft. I den andra delen av avhandlingen studerar vi modeller av porösa och elastiska material. Vi använder en mångskalig metod för att modellera det poroelastiska materialet som ett kontinuum. Vi härleder randvillkor för både hastighetsfältet och trycket på gränssnittet mellan den fria fluiden och det poroelastiska materialet. Resultaten som erhållits med de härledda randvillkoren valideras sedan genom direkta numeriska simuleringar (DNS) för både två- och tredimensionella fall. Kontinuumsmodellen av materialet kopplad genom randvillkoren till den fria strömmande fluiden predikterar strömnings- och förskjutningsfält noggrant i jämförelse med DNS.

<p>Då marina enheter numera deltar i internationella missioner, kommer den nya miljön som enheterna opererar i att påverka bland annat deras sensorer.</p><p>Den här studien avhandlar några av de nu framtagna självsanerande ytbeläggningarna och ger en presentation av hur de fungerar på några marina elektrooptiska sensorers yttersta linser.</p><p>Studien försöker ge svar på ytbeläggningarnas transmittans och hur effektivt de kan sanera bort oönskade saltlager tillsammans med andra nedsmutsande partiklar från sensorlinserna samt den militära nyttan av att använda självsanerande ytbeläggning.</p> / <p>This study deals with now developed self-cleaning coatings and gives a presentation of how they work on some electro-optical sensor lenses used in the navy. The study also examines the coatings transmittance and how efficient they can clean the sensor lenses from undesired salt layers and other soiling particles.</p><p>After the introduction the study presents basic facts of the chosen sensors, nanotechnology, surface wettability and also salts and salinity. Thereafter the study describes current nano-research on self-cleaning coatings and possible results there of, when the coatings are applied on the different sensors.</p><p>In the study I give my opinion of the military benefit of using self-cleaning coatings, which from a general point of view is that there mostly are positive effects using such a coating, in a technical perspective.</p><p>The study ends with conclusions that there are self-cleaning coatings based on TiO₂-nanoparticles which can transmit within the visual spectra and also can clean undesired soiling particles. But can not confirm that these coatings have the desired effect on salt crystals, or transmit within wavelengths spectrum for IR-detectors and lasers.</p> / ChpT 08-10

No description available.

Då marina enheter numera deltar i internationella missioner, kommer den nya miljön som enheterna opererar i att påverka bland annat deras sensorer. Den här studien avhandlar några av de nu framtagna självsanerande ytbeläggningarna och ger en presentation av hur de fungerar på några marina elektrooptiska sensorers yttersta linser. Studien försöker ge svar på ytbeläggningarnas transmittans och hur effektivt de kan sanera bort oönskade saltlager tillsammans med andra nedsmutsande partiklar från sensorlinserna samt den militära nyttan av att använda självsanerande ytbeläggning. / This study deals with now developed self-cleaning coatings and gives a presentation of how they work on some electro-optical sensor lenses used in the navy. The study also examines the coatings transmittance and how efficient they can clean the sensor lenses from undesired salt layers and other soiling particles. After the introduction the study presents basic facts of the chosen sensors, nanotechnology, surface wettability and also salts and salinity. Thereafter the study describes current nano-research on self-cleaning coatings and possible results there of, when the coatings are applied on the different sensors. In the study I give my opinion of the military benefit of using self-cleaning coatings, which from a general point of view is that there mostly are positive effects using such a coating, in a technical perspective. The study ends with conclusions that there are self-cleaning coatings based on TiO2-nanoparticles which can transmit within the visual spectra and also can clean undesired soiling particles. But can not confirm that these coatings have the desired effect on salt crystals, or transmit within wavelengths spectrum for IR-detectors and lasers. / ChpT 08-10

Nowadays naval units are participating in international missions, where new and in many cases tougher conditions will affect their propulsion.   This essay deals with some of the now developed nanostructure coatings and gives a presentation of how the coatings could function on some exposed parts of the naval powertrain. The essay investigates the possibility that the coatings can be used as a protective layer that will reduce or prevent wear on selected parts of the naval powertrains. As a basis for the essay, nanotechnology is described, as well as different reasons that wear occurs and application techniques for coatings   The conclusion is that nanostructured coatings can be applied and provide a much better result on hardness and wear resistance as of naval powertrains compared to micro-structural coatings, both for manufacturing and renovation.   The essay presents a few examples of the military utility of the nanostructure coatings as well as suggestions for further research. / Då marina enheter numera deltar i internationella missioner, kommer den nya och i många fall tuffare miljön som enheterna opererar i att påverka bland annat deras framdrivning.   Den här studien avhandlar några av de nu framtagna nanostrukturella ytbeläggningarna och ger en presentation av hur de kan fungera på några marina drivlinors utsatta delar. Studien undersöker ytbeläggningarnas möjliga förmåga att utgöra ett skyddande lager som ska minska eller i bästa fall förhindra slitaget på valda delar av marina drivlinor. Som underlag till studien beskrivs i allmänna termer nanoteknik, olika anledningar till att slitaget uppstår samt något om hur ytbeläggningen kan appliceras.   Studiens slutsats är att det med all sannolikhet går att applicera nanostrukturella ytbeläggningar och få ett mycket bättre resultat avseende hårdhet samt nötnings- och reptålighet jämfört med mikrostrukturella ytbeläggningar. Detta gäller såväl vid nytillverkning som renovering av de studerade delarna av drivlinor.   Studien ger exempel på den militära nyttan med denna ytbeläggning samt ger förslag på fortsatt forskning.

Coating urea to prepare controlled release N-fertilizer has been considered as an effective way to increase its nutrient use efficiency, thus reduce its waste and the consequent harmful environmental impacts. Inorganic sulphur and synthetic polymers have been used in the industry as coating materials together with utilization of various types of expensive coating equipment which commonly requires also complicated technical setup and controls. As development trends, biopolymers are attention-grabbing to replace the synthetic polymers. Alternative simple coating technique is also desired. So far, polylactic acid (PLA) has been reported as a more promising biopolymer than several synthetic polymers for coating. On the other hand, highly purified industrial softwood kraft lignin (SKL) produced after LignoBoost process is now available in a large quantity, which should also be a promising biopolymer for the coating application. Aiming at increase of the efficiency of PLA-coated urea and development of alternative coating technique to generally make the preparation of control-released fertilizer more effective, economic and environmentally sustainable, in this study, SKL has been used in a PLA-SKL blending form as complex coating material and simple dip-coating technique has been investigated and applied. In order to lower the wettability of PLA-SKL coat layer, four different anhydrides, namely acetic anhydride, palmitic anhydride, lauric anhydride and trifluoroacetic anhydride, were used to esterify SKL to form AcSKL, PaSKL, LauSKL and TFASKL respectively before its utilization. NMR and FTIR analyses showed that the esterification reactions have been completed for AcSKL and PaSKL. LauSKL was partly esterified due to the low charge of lauric anhydride regent, while TFASKL was not esterified expectantly due to the steric hindrance between the three F atoms and polymeric SKL. In order to obtain organically bound nitrogen structure to also create slow-release type of N-fertilizer, Mannich reaction on SKL using diethylamine was also conducted to prepare ManSKL. The reaction was completed as shown by NMR and FTIR spectroscopy. To bring further functionality of metal chelation to open the possibility to also bring essential trace element into the final fertilizer, ethylenediaminetriacetic acid (ED3A) was synthesized and further used via Mannich reaction to modify SKL to form ED3ASKL. ED3A is not commercially available and it was synthesized successfully with an environmentally friendly method from commercial EDTA and the structure was verified by NMR spectroscopy. However, the Mannich reaction using ED3A was not very successful as shown by product’s NMR and FTIR spectra. In a comparison experiment using vanillyl alcohol as a lignin model structure, ED3A was successfully coupled onto the vanillyl alcohol structure as shown by NMR and FTIR spectra. Apparently there was a severe steric hindrance from SKL for the Mannich reaction using the larger molecule of ED3A than diethylamine for Mannich reaction. For utilization of dip-coating technique, dichloromethane(DCM) and tetrahydrofuran (THF) were chosen to dissolve PLA and SKL or the modified SKL respectively. Cast films of PLA/modified lignin complex were prepared using Teflon Petri-dishes. The optimal concentration of PLA in DCM and the effect of DCM/THF ratios on the prepared cast film which expectantly represents the quality of the complex coat in the coated urea were compared with SEM images and contact angle determination. It has been found that a 30 wt% of PLA in DCM was the best and this solution mixed with modified lignin solution (6 % in THF) in a ratio of DCM/THF =3/2 (v/v) had the best film performances and water barrier properties. Generally, the cast films from PLA/modified lignin complexes showed better properties compared with the neat PLA cast film. No pores and cracks were found on the surface. Comparatively, the LauSKL film showed the most homogeneous surface. But the AcSKL film had the best water barrier properties. The PLA/modified lignin complex coated urea was then prepared by dip-coating process. The coat thickness and weight increase showed statistically positive correlations against the repeating times of the dip-coating process. The coating layer also showed one single layer structure. The speed of urea releasing for coated urea was tested and the results showed that it was much slower than the un-coated or PLA-coated urea. The single-layered PLA/AcSKL and PLA/ManSKL were both observed with sound properties in delaying the release of urea cores in water. Conclusively, the PLA/modified SKL coated urea fertilizers prepared by dip-coating technique demonstrated in this study have highly efficiency with better effects of water barrier, organically N slow release, and nitrification inhibiting (due to free phenolic functional groups) properties. Both SKL and the dip-coating technique are promising in the fertilizer applications. / Att ytbelägga urea för att skapa kontrollerad frisläppning av kväverika gödningsmedel har ansetts vara en effektiv metod för att öka användandet av näringsämnena från urea och dessutom minska den möjliga miljöpåverkan urea har. Kommersiellt har oorganiskt svavel och syntetiska polymerer använts för att ytbelägga olika material och detta är kopplat till olika typer av dyra ytbeläggningsutrustningar som ofta kräver komplicerade tekniska lösningar och kontroller. För att förbättra dagens lösningar är en intressant trend användandet av biopolymerer och en annan viktig aspekt är att utveckla nya enklare ytbeläggningstekniker än vad som finns på marknaden idag. Polylaktid (PLA) har till exempel rapporterats som en mer lovande förnybar polymer än flera av de syntetiska polymererna för ytbeläggnig. En annan intressant förnybar polymer är lignin, som idag tillverkas med hög renhet industriellt som barrveds kraft lignin (SKL) ur LignoBoost processen. Med målet att öka effektiviteten hos urea belagd med PLA och att utveckla en alternativ ytbeläggningsmetod för att göra den generellt mer effektiv, ekonomisk och miljövänlig har SKL använts i en PLA-SKL blandning för att ytbelägga med urea och en enkel doppbeläggningsmetod utvecklats och applicerats. För att minska vätbarheten av PLA-SKL ytbeläggningen har fyra anhydrider, ättiksyraanhydrid, palmitisk anhydrid, lauric anhydrid, och trifluoroacetisk anydrid, använts för att esterifiera SKL och bilda AcSKL, PaSKL, LauSKL och TFASKL. NMR och FTIR användes för att verifiera esterifieringsreaktionerna. Fullständig reaktion kunde konstateras för AcSKL och PaSKL, LauSKL hade bara delvis esterifierat pga den låga mängd lauric anydrid som användes medan TFASKL inte ledde till den tilltänkta esterifieringen pga steriska hinder mellan de tre flor-atomerna och SKL polymeren. För att tillverka en organiskt bunden kvävestruktur, som dessutom har en långsam frisättning av N-rika gödningsmedel genomfördes en Mannich-reaktion på SKL med dietylamin som katalysator för att framställa ManSKL. Reaktion gick till full omsättning, enligt NMR- och FTIR-spektroskopi. För att få ytterligare funktionalitet såsom metallkelation, vilken öppnar möjligheten att tillföra väsentliga spårämnen till gödningsmedlet, syntetiserades och användes etylendiamintriättiksyra (ED3A) för att modifiera SKL för att bilda ED3ASKL. ED3A finns inte kommersiellt tillgängligt utan syntetiserades framgångsrikt med en miljövänlig metod från kommersiell EDTA, varefter strukturen verifierades genom NMR-spektroskopi. Mannich-reaktionen på SKL med ED3A var emellertid inte särskilt framgångsrik, vilket NMR- och FTIR-spektra av produkten visade, Som modellexperiment användes vaniljalkohol som en ligninmodellstruktur till vilken ED3A framgångsrikt kopplades. Orsaken till denna stora skillnad i reaktivitet tros vara steriska hinder från SKL. För att utveckla en doppbeläggningsteknik valdes diklormetan (DCM) och tetrahydrofuran (THF) som lösningsmedel för att lösa upp PLA, SKL och den modifierade SKL. Gjutna filmer av PLA/modifierat lignin tillverkades i Teflon Petri-skålar. Den optimala koncentrationen av PLA i DCM och effekten av DCM/THF-förhållandet på filmens morfologi förväntas representerar kvaliteten för den framtida ytbeläggningen på urea, därför jämfördes filmernas SEM-bilder och kontaktvinkel. Det kunde konstateras att en 30 vikt% PLA i DCM var optimal och att denna lösning blandad med modifierad ligninlösning (6% i THF) i ett förhållande av DCM/THF = 3/2 (v/v) hade den bästa filmprestanda och vattenbarriäregenskaper. Generellt visade filmer av PLA/modifierade lignin bättre egenskaper jämfört med den rena PLA-filmen då inga porer och sprickor hittades på ytan. LauSKL-filmen uppvisade den mest homogena ytan medan AcSKL-filmen hade de bästa vattenbarriäregenskaperna. Urea ytbelagdes med PLA och PLA/modifierade lignin genom en doppbeläggningsprocessen. Beläggningstjockleken och viktökningen visade statistiskt positiva korrelationer gentemot antalet upprepningar av doppbeläggningsprocessen. Beläggningsskiktet visade också en enda skiktstruktur. Hastigheten det tog för urea att frigöra sig från den ytbelagda urean undersöktes och resultaten visade att den var mycket långsammare än den obehandlade urean eller den PLA-belagda urean. Enkelskiktad PLA/AcSKL och PLA/ManSKL uppvisade båda goda fördröjningsegenskaper för frisättningen av urea i vatten. Sammanfattningsvis kan man säga att PLA/modifierade SKL-belagda ureagödningsmedel framställda genom en utvecklad doppbeläggningsteknik, uppvisar hög effektivitet med bättre egenskap som vattenbarriär, långsam frisättning av organiskt kväve och nitrifikationshämmande egenskaper (beroende på fria fenoliska funktionella grupper). Både SKL och doppbeläggningstekniken är lovande i för gödningsmedelstillämpningarna.

There is a wide variety of tails, fins, scales, riblets and surface coatings, which are used by motile animals in nature. Since organisms currently living on earth have gone through millions of years of evolution, one can expect that their design is optimal for their tasks, including locomotion. However, the exterior of living animals has range of different functions, from camouflage to heat insulation; therefore it is a very challenging task to isolate mechanisms, which are beneficial to reduce the motion resistance of the body. There are two general categories of mechanisms existing in locomotion and flow control. The first is active flow control, when an organism is actively moving some parts or the whole body (exerts energy) in order to modify the surrounding flow field (for example, flapping bird wings). The second is passive flow control, in which an organism has an appendage or a coating, which is not actively controlled (no energy is spent), but is interacting with surrounding flow in a beneficial way. Our aim is to find novel mechanisms for passive flow control. We start by looking at a simple model of an appendage (splitter plate) behind a bluff body (circular cylinder). If a recirculation region forms behind the body, already in this simple system there is a symmetry breaking effect for sufficiently short plates, which passively generates turn and drift of the body. We have found that this effect is caused by the pressure forces in the recirculation region, which pushes the plate away from the vertical in a manner similar to how a straight inverted pendulum falls under the influence of gravity. In order to investigate this symmetry breaking, we developed an extension of the immersed boundary projection method, in which the rigid body dynamics and fluid dynamics are coupled implicitly. The method is capable of solving for particle motion in a fluid for very small density ratios. We also explain our findings by a simple yet quantitative reduced-order model and soap-film experiments. To extend our work, we investigate flow around bodies, which are coated by a porous and elastic material. We have analysed various theoretical approaches to modeling a coating in a continuous manner. We aim to solve the governing equations numerically. We have selected multi-scale expansion approach, of which we present some initial results. / Många djur använder sig av fjäll, päls, hår eller fjädrar för att öka sin förmåga att förflytta sig i luft eller vatten. Evolutionen har främjat ojämna, sträva eller gropiga ytor, vilka har en tendens att minska det totala motståndet som uppstår när en kropp rör sig i vatten eller luft, jämfört med en helt slät och jämn yta.Det finns två kategorier av metoder för manipulering av strömning (så kallad flödeskontroll). Den första är en aktiv metod, där organismer aktivt rör hela eller delar av kroppen (förbrukar energi) för att manipulera omgivande strömningsfält. Den andra metoden är passiv, där organismer har utväxter eller ytbeläggningar som de inte är aktivt har kontroll över (ingen energi förbrukas), men som samverkar med omgivande strömningsfält på ett fördelaktigt sätt. Vårt mål är att hitta nya mekanismer för passiv flödeskontroll.Vi börjar med att studera en enkel modell för hur en utväxt samverkar med en strömmande fluid genom att fästa en platta på en cirkulär cylinder. Om en vak (så-kallad återcirkulationsregion) bildas bakom kroppen, bryts symmetrin i strömningsfältet då plattan är tillräckligt kort. Som en konsekvens av detta roterar kroppen och driver i sidled. Vi visar att detta fenomen orsakas av tryckkrafter i återcirkulationsregionen, som förskjuter plattan från dess vertikala läge. Vi argumenterar att denna mekanism är samma mekanism som får en inverterad pendel att falla under inverkan av gravitation. För att analysera symmetribrytningen, utvecklade vi en numerisk metod (immersed boundary projection method), som implicit kopplar stelkropps- och strömningsdynamik. Med hjälp av denna metod kan vi simulera partiklar i fluider med väldigt låga densitetsskillnader. Våra resultat förklaras även med hjälp av en enkel modell av låg ordning och med hjälp av såphinneexperiment.Som nästa steg i vårt arbete, ämnar vi att studera strömningen kring kroppar som är belagda av tät, porös och elastisk beläggning. Vi har analyserat möjliga tillvägagångssätt för att modellera beläggningar med kontinuumteori. Vi har valt en metod baserad på en flerskalig expansionsmetod, från vilken vi presenterar våra preliminära resultat. / <p>QC 20150119</p>

Parkeringsanläggningar utsätts ständigt av belastningar från körande fordon och kloridangrepp under vinterperioden. Påföljden av det blir kostsamma skador på betongkonstruktionen, främst vid uppkomna sprickor. Kloridinträngning medför att armeringsjärnen korroderar och försvagar underliggande betongkonstruktionen. Ersättning av de korroderade armeringsjärnen samt betonglagningar är kostsamt för Stockholm Parkering. Lösningen är att förbehandla den oskyddade betongen och applicera en ytbeläggning ovanför. De vanligaste som finns i Sverige är cementbaserade, bitumenbaserade och härdplastbaserade ytbeläggningar. Det finns inga direktiv för val när det gäller ytbeläggningar. Eftersom alla ytbeläggningar har olika egenskaper är det för- och nackdelar som beställaren ska värdera beroende på parkeringshusets förutsättningar som utformningen, trafikbelastningen och om det är grundplattan eller mellanbjälklaget som ytbeläggningen appliceras på. Förutom materialet är utförandet också viktigt. En väl utförd förbehandling av betongunderlaget och noggrann utläggning av ytbeläggningen minskar risken för uppkomst av skador i framtiden och därmed reparationskostnaderna. Syftet med examensarbetet är att undersöka olika ytbeläggningar som har varit i drift 5 till 10 år för att sedan identifiera och kartlägga skador som har uppkommit på dem. I denna rapport har fem parkeringsanläggningar valts ut som fallstudier för att undersöka de vanligaste ytbeläggningarna som används idag i Stockholm Parkerings parkeringsanläggningar. Utifrån litteraturstudier, intervjuer med olika parter i respektive projekt, observationer som utfördes under studiebesöken och jämförelse mellan fallstudier dras slutsatser för att hitta den hållbaraste ytbeläggningen. Slutligen skapas en lathund för att förenkla valet av ytbeläggningar för parkeringsanläggningar med olika förutsättningar. / Parking facilities are constantly exposed to traffic loads from driving vehicles and chloride attacks during the winter period. The consequence of this is costly damage to the concrete structure, especially in the event of cracks. Chloride penetration causes the reinforcement bars to corrode and weaken the underlying concrete structure. Replacement of the corroded reinforcement bars and concrete repairs are costly for Stockholm Parking. The solution is to pretreat the unprotected concrete and apply a coating above it. The most common coatings found in Sweden are cement-based, bitumen-based and thermoset-based coatings. There is no clear choice when it comes to coatings since they all have different properties. The advantages and disadvantages of different coatings that the customer must value depend on such conditions of the parking garage as the shaping, the traffic load and whether it is the base plate or the intermediate floor. Besides the material, the execution is also important. A well done pretreatment of the concrete substrate and meticulous laying of the coating reduces the possibility of the occurrence of damage in the future and thereby the repair costs. The purpose of the thesis project was investigation of various coatings systems that have been in operation for 5 to 10 years and identification and mapping damages that occur to them. In this report, five parking facilities have been selected as case studies to investigate the most common coatings used today in Stockholm Parkering parking facilities. Based on literature studies, interviews with various parties in each project, observations made on study visits and comparison between case studies conclusions were drawn about the most sustainable surface coating systems. Finally, a guidance is created to simplify the choice of coating systems for parking facilities with different conditions.

In this master thesis, performed at Sandvik Coromant Västberga (Stockholm), a comprehensive study has been made to investigate the wear on textured alumina (Inveio™) coated cutting tools when turning low-alloy steels. Specifically, wear studies have been made on tools’ rake faces when turning two separate batches of SS2541, after an initial turning time of 4 min. A particular focus has been given to elucidate what particular role the inclusions might have for the wear of the alumina coating onthe tools. Evaluation of tool wear has been made by employing several different analytical techniques, such as LOM, SEM, Wyko, Auger-spectrometry (AES), EPMA and XRD. The results shows that the arisen wear marks on both tested tool types may be divided into three separate and highly distinguishable wear zones, denoted here in thiswork as “wear bands”. Largest amount of wear tended to occur initially at the topmost part of the 3rd wear band. This was true for both tested tool types. This area demonstrated a characteristic 'lamellar' wear pattern, composed of narrow andstructured ridges. All the tools tested demonstrated the adhesion of workpiece materials of various composition that formed into smeared layers in these formed ridges. Depth-profiling Auger-spectrometry revealed that a significant amount of calcium was present in the machined alumina coating layers. This suggests that a reaction between the calcium-containing inclusions found in the steel and the aluminacoating layer had occurred during the performed turning tests.These results arecontradictory to the general belief that alumina is chemical inert during machiningand has previously, to the authors knowledge, not yet been published. Based on the results from this thesis and from a literature review concerning thebehavior of α-alumina during deformation, a new theoretical wear model has been developed. In this model, it is emphasised that the sliding of hard inclusions from the steel may activate pyramidal slip systems in the textured alumina coating. This causes a nano-crystallisation and/or amorphisation in the topmost part of the coating, which facilitates the further wear of these coated tools. / I detta examensarbete, som har utförts vid Sandvik Coromant i Västberga (Stockholm), har en omfattande studie gjorts i syfte att undersöka slitaget på texturerad aluminiumoxid-belagda skärverktyg (Inveio™) vid svarvningen av låglegerade stålsorter. Förslitningsstudier har framförallt gjorts på verktygens spånsidor vid svarvningen av två separata batcher av stålsorten SS2541 efter en inledande ingreppstid på 4 min. Ett särskilt fokus har även ägnats åt att belysa vilken roll stålets inneslutningar kan ha för slitaget av aluminiumoxidbeläggningen. Utvärderingen av verktygsslitaget har gjorts med hjälp av flera olika analytiska tekniker, däribland LOM, SEM, Wyko, Auger-spektrometri (AES), EPMA samt XRD. Resultaten från detta examensarbete visar på att det uppkomna slitaget på de verktyg som har testats kan uppdelas till tre separata och mycket distinkta ”slitagezoner”. Dessa zoner har för detta arbete benämnts som ”nötningsband”. Störst förslitning framträdde initialt i den översta delen av det 3:e nötningsbandet på de testade skärverktygen. Detta område uppvisade ett karaktäristiskt ”lamell”-liknande utseende, bestående av smala och strukturerade åsar och skåror. Vidare uppvisade samtliga undersökta verktyg på förekomsten av påsmetat arbetsmaterial av varierande sammansättning i dessa bildade åsar. När de slitna verktygen undersöktes med djuprofilerande Auger-spektrometri påvisades det att en signifikant mängd kalcium fanns inuti aluminiumoxidbeläggningen. Detta tyder på att en reaktion mellan de kalciuminnehållande inneslutningarna (som finns inuti stålet) och aluminiumoxidbeläggningen har reagerat med varandra under bearbetningsförloppet. Dessa resultat är motsägande till den allmänna uppfattningen om att aluminiumoxid är kemiskt inert vid bearbetningen av stål. Därutöver har dessa resultat även, till författarens kännedom, aldrig tidigare publicerats. Baserat på de resultat som har erhållits från detta examensarbete, och från en omfattande litteraturstudie gällande deformationen av α-aluminiumoxid, har en ny teoretisk förslitningsmodell utarbetats. I denna modell betonas det särskilt att glidningen av hårda inneslutningar från stålet kan aktivera s.k. pyramidala glidsystem i den texturerade aluminiumoxidbeläggningen. Detta orsaker en nano-kristallisering och/eller amorfisering av den översta delen av aluminiumoxidbeläggningen.  Denna omvandling tros kunna underlätta den fortsatta förslitningen av dessa belagda skärverktyg.