Die Korrosionsschaeden an Denkmaelern aus Kupfer und Kupferlegierungen, Eisen (Gusseisen, Schmiedeeisen, Corten-Stahl, Edelstahl, Baustahl), Blei, Zink und Aluminium werden untersucht. Aus den gefundenen Schaeden lassen sich geeignete Restaurierungsmassnahmen ableiten. Die verfuegbaren Konservierungsprodukte, z.B. Lacke zum Schutz der Oberflaeche, Korrosionsinhibitoren werden durch Bewitterungsversuche ueberprueft.
Der Sedimentkern 5017-1 wurde im Tiefsten Bereich des Toten Meeres im Rahmen des ICDP Dead Sea Deep Drilling Programms erbohrt. Die lakustrinen, und zum Teil laminierten Sedimente aus diesem tiefen Bohrkern, sowie vom Uferbereich des Toten Meeres sind einzigartige Archive für Variationen des Sedimenteintrags und Paläo-Niederschlagsregimes in der Levante-Region (Naher Osten). Die langfristigen paläo-hydrologischen Änderungen im Einzugsgebiet des Toten Meeres während der letzten ca. 20 Tausend Jahre werden durch Änderungen des relativen Sedimenteintrags aus verschiedenen Zuflüssen widergespiegelt und konnten mittels Messung der radiogenen Isotope von Neodym (Nd) und Strontium (Sr) entziffert werden. Allerdings ist bisher unklar, inwiefern auch kurzfristige und rapide Klimaänderungen, z.B. während des 8.2 Events oder der Bronze-zeitlichen Trockenphase, zu paläo-hydrologischen Änderungen beigetragen haben. Im Zuge des PRO-HYDRO Projekts ist ein neues Profil am Westufer (Ein Feshkha) bis zum Frühholozän erfasst worden um einen detaillierten Vergleich mit dem Sedimentkern 5017-1 zu erzielen. Des Weiteren wurden erstmals auch Jordanische Zuflüsse am Ostufer des Toten Meeres beprobt. In diesem Fortsetzungsantrag (PRO-HYDRO II) sollen die bisher erzielten Ergebnisse aus dem ICDP 5017-1 Bohrkern und dem Westufer durch die Erfassung des Profils von der jordanischen Seite des Totes Meeres erweitert werden. Ein Ostufer-Profil ist eine wichtige Ergänzung um lokal geprägte Überflutungen während rapider Klimaänderungen des Frühholozäns in der Levante und darüber hinaus rekonstruieren zu können.
Unter Verwendung von ionischen Flüssigkeiten wurde in den vergangenen Jahren eine Vielfalt an neuartigen Synthesen von kristallinen und anorganischen Materialen entwickelt. Trotz vorteilhafter Eigenschaften und Synthese-Bedingungen gegenüber konventionellen Methoden mangelt es stark am mechanistischen Verständnis, besonders was die dirigierende Rolle der ionischen Flüssigkeiten angeht. Wir setzen uns hier zum Ziel, die Synthese von mehreren ungewöhnlichen Modifikationen des TiO2, nämlich der Bronze-Phase TiO2(B) und einem jüngst synthetisierten Titanoxyhydroxy-Fluorid, aufzuklären. Beide werden unter erstaunlich milden Bedingungen aus einer Mischung von einfachen ionischen Flüssigkeiten mit Wasser und TiCl4 erhalten. Unsere bisherigen Experimente zeigten bereits den prägenden Einfluss von ionischen Flüssigkeiten, welche Fluor-Atome im Anion enthalten, und von Mischungen zweier Kationen mit jeweils Seitenketten von unterschiedlicher Länge. Die wesentliche Aufgabenstellung unseres Projektes besteht nun darin, mechanistische Zusammenhänge zu klären, und zwar sowohl zwischen der molekularen Struktur der Reaktionslösung und der Bildung von Fluorohydroxotitan-Komplexen als auch der Bildung von Clustern. Darüber hinaus möchten wir die Entstehung von Primär- und Nanopartikeln verstehen. Unser Ansatz liegt in der Variation von ionischen Flüssigkeiten (z. B. Ersatz von (BF4)- durch (F)-) und in der Verwendung alternativer Ti-Verbindungen wie (NH4)(TiF6). Einerseits sollen in-situ-Methoden (Raman-Spektroskopie, Röntgenweit- und Kleinwinkelstreuung) dabei helfen, die relevanten Zwischenstufen auf molekularer Ebene und Nanometer-Skala zu identifizieren, andererseits stärkt die Berechnung der molekularen Bildungsmechanismen und des Wachstums von Clustern aus Komplexen das mechanistische Verständnis. Zu diesem Zweck werden neue Wechselwirkungspotentiale parametrisiert, aber auch solche Simulationen durchgeführt, die mit expliziter elektronischer Struktur-Berechnung arbeiten. Es werden dabei Computer-Experimente aufgesetzt, die dem Experiment nicht zugängliche Einsichten erlauben, zum Beispiel zum Einfluss von lokaler Polarität, spezifischen Wechselwirkungen oder gewissen Zwischenstufen.
Der ältere Abschnitt der nordeuropäischen Bronzezeitkultur (etwa das 2. Jahrtausend v. Chr.) wird im wesentlichen durch Gräber und Deponierungen repräsentiert, Siedlungen sind nur unzureichend erschlossen. Dies gilt insbesondere für die südliche Zone (Schleswig-Holstein sowie Teile Mecklenburg-Vorpommerns und Niedersachsens), in der bislang lediglich einige wenige Hausgrundrisse freigelegt wurden. Vorrangiges Ziel des Vorhabens ist deshalb die Lokalisierung und Freilegung solcher Siedlungsplätze, um Fragen nach den Hausformen und nach der Größe und der Organisation der Siedlungs- und Wirtschaftseinheiten nachzugehen. So können die sozialen Verhältnisse jener Zeit nur auf der Basis der Siedlungsformen (Einzelhöfe, Weiler oder Dörfer) hinreichend geklärt werden. Besonderes Interesse gilt der Erforschung der Ursachen und Auswirkungen des Übergangs von der zweischiffigen zur dreischiffigen Hausbauweise in der ersten Hälfte und der Aufstallung des Viehs innerhalb der Gebäude etwa ab der Mitte des 2. Jahrtausends v. Chr., wie dies u.a. für Dänemark und die Niederlande belegt ist. Die paläoökologischen Untersuchungen gelten Fragen nach der naturräumlichen Ausstattung des Siedlungsumfeldes sowie seiner Nutzung und Veränderung durch den bronzezeitlichen Menschen. Wichtig ist hier die Frage, ob die während der Jungsteinzeit (4. und 3. Jahrtausend v. Chr.) vorherrschende Subsistenzwirtschaft zu einer allgemeinen oder zumindest regionalen landwirtschaftlichen Überproduktion führte, wodurch der Bezug der neuen Rohstoffe Bronze bzw. Kupfer und Zinn sowie Gold erst ermöglicht wurde. Weitere Fragen gelten dem Ausmaß des anthropogenen Einflusses auf die Vegetation und den möglicherweise irreversiblen Veränderungen sensibler Biotope (Entstehung der ersten Heiden).
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Ziel des Projektes ist primär die Entwicklung eines wirtschaftlichen, laserbasierten Beschichtungsprozesses mit einem vorzugsweise pulverförmigen Ausgangsmaterial zum Aufbringen von Gleitschichten für Hochleistungslager, auf der Basis von Kupfer- oder Weißmetalllegierungen. Dabei kann eine energetische Einsparung von bis zu 80% im Vergleich zu der herkömmlichen Fertigungstechnologie (Gießen) erzielt werden. Außerdem kann durch diese Entwicklung der Materialeinsatz (Stahl, Bronze insgesamt) durch das definierte Auftragen um etwa 70% gesenkt und insbesondere die Anteile Blei um etwa 16%, Kupfer um 60% und Zinn um 10% reduziert werden. In einem sekundären Schritt soll der Legierungsanteil Blei von derzeit 20% auf möglichst unter 1% reduziert werden. Damit könnte ein nahezu bleifreies Gleitlager die Anforderungen der RoHS erfüllen, ohne auf die bewährte Bronzelegierung ('Cu kleiner als Pb1Sn6...') zu verzichten. Das soll maßgeblich durch den Einsatz von bleifreien Bronzen (z.B. CuSn6) oder Aluminiumbronzen (z.B. CuAl10) als Hauptbestandteile unter geringer Zugabe weiterer Legierungselemente wie z.B. Nickel, Mangan, Silizium oder Eisen u.a. erreicht werden. Dadurch können flexible Lagerbeschichtungen für Anwendungen mit z. B. erhöhtem Verschleiß- oder Korrosionsschutz bei gleichzeitig guten Festigkeiten und Gleiteigenschaften erzielt werden. Fazit: Die Erzeugung von Gleitschichten für Hochleistungslager auf der Basis von Kupfer- und Weißmetalllegierungen mittels Laserpulverauftragsschweißen ist gegeben. Jedoch treten insbesondere bei den Kupferlegierungen noch vermehrt Unregelmäßigkeiten in den generierten Schichten auf. Bei diesem Legierungstyp besteht noch ein weiterer Optimierungsbedarf. Jedoch zeigen sich schon jetzt die Vorteile des Laserbeschichtens gegenüber dem konventionellen Gussverfahren. So wird der Energieverbrauch um die Hälfte reduziert, es kommt zu einem geringeren Materialverlust und bei ausgewählten Kupfer-Bleilegierungen kann der Bleigehalt minimiert werden.
Im Forschungsprojekt arbeiten 13 Partner aus Industrie und Hochschule daran, ein neues Konzept für Schneckengetriebe zu entwickeln. Das alternative Getriebe soll die Vorteile von Schneckgetrieben behalten und gleichzeitig ohne den Verschleißwerkstoff Bronze auskommen. Die Bronze soll durch einen konventionellen Stahlwerkstoff substituiert werden. Somit soll eine drastische Senkung der Produktionskosten erreicht werden. Gleichzeitig soll der Wirkungsgrad durch die neue Werkstoffpaarung und entsprechende Oberflächenbehandlungsverfahren gesteigert werden. Die Weltbevölkerung wächst, Energie- und Materialverbrauch steigen, die Rohstoffvorkommen aber sind begrenzt. Die aktuelle Diskussion um Ressourcenverknappung zeigt die dringende Notwendigkeit der Substitution dieser Metalle, um wirtschaftliche und politische Abhängigkeiten zu vermeiden. Die Industriegesellschaft ist deshalb gezwungen, Innovationen für mehr Ressourceneffizienz voranzutreiben. Die Bestandteile der wertvollen Bronze sind Kupfer und Zinn. Somit ist Bronze für den Einsatz im Schneckengetriebe zu kostbar, denn dort fungiert die Bronze nur als Verschleißwerkstoff. Auf innovativen Gebieten wie den erneuerbaren Energien und der Elektromobilität übernehmen Kupfer und Zinn aufgrund ihrer hohen Leitfähigkeit wichtige Funktionen und werden dort dringend benötigt. Die Verwendung von Stahl anstelle von Bronze in Getrieben bringt wesentliche Vorteile. Stahl wird in Deutschland hergestellt und macht die Industrie importunabhängig. Zweitens ist der Wirkungsgrad von einer Stahl-Stahl-Paarung höher als der einer Stahl-Bronze-Paarung. Und zu guter Letzt ist die mechanische Belastbarkeit der Stahl-Stahl-Paarung höher als die Belastbarkeit von Bronze. Jedoch ist die Technologie heute noch nicht so weit entwickelt, um ein hoch belastbares Schneckenradgetriebe mit einer Stahl-Stahl-Paarung herzustellen. Das Projekt Stahlschnecke greift den Leitgedanken der Hightech-Strategie auf, um die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Wirtschaft zu stärken. Das Projekt setzt eine innovative ganzheitliche Betrachtung der Wertschöpfung und der Anwendung von Schneckengetrieben als Lösung an. Die benötigten Kompetenzen werden durch die Partner aus verschiedensten Industriezweigen und Hochschulen abgedeckt. Im Erfolgsfall sind eine branchenübergreifende Einsparung von Investitionskosten, die Arbeitsplatzsicherung im Hochlohnland Deutschland und die Einsparung von Energie zu erwarten.
Im Forschungsprojekt arbeiten 13 Partner aus Industrie und Hochschule daran, ein neues Konzept für Schneckengetriebe zu entwickeln. Das alternative Getriebe soll die Vorteile von Schneckgetrieben behalten und gleichzeitig ohne den Verschleißwerkstoff Bronze auskommen. Die Bronze soll durch einen konventionellen Stahlwerkstoff substituiert werden. Somit soll eine drastische Senkung der Produktionskosten erreicht werden. Gleichzeitig soll der Wirkungsgrad durch die neue Werkstoffpaarung und entsprechende Oberflächenbehandlungsverfahren gesteigert werden. Die Weltbevölkerung wächst, Energie- und Materialverbrauch steigen, die Rohstoffvorkommen aber sind begrenzt. Die aktuelle Diskussion um Ressourcenverknappung zeigt die dringende Notwendigkeit der Substitution dieser Metalle, um wirtschaftliche und politische Abhängigkeiten zu vermeiden. Die Industriegesellschaft ist deshalb gezwungen, Innovationen für mehr Ressourceneffizienz voranzutreiben. Die Bestandteile der wertvollen Bronze sind Kupfer und Zinn. Somit ist Bronze für den Einsatz im Schneckengetriebe zu kostbar, denn dort fungiert die Bronze nur als Verschleißwerkstoff. Auf innovativen Gebieten wie den erneuerbaren Energien und der Elektromobilität übernehmen Kupfer und Zinn aufgrund ihrer hohen Leitfähigkeit wichtige Funktionen und werden dort dringend benötigt. Die Verwendung von Stahl anstelle von Bronze in Getrieben bringt wesentliche Vorteile. Stahl wird in Deutschland hergestellt und macht die Industrie importunabhängig. Zweitens ist der Wirkungsgrad von einer Stahl-Stahl-Paarung höher als der einer Stahl-Bronze-Paarung. Und zu guter Letzt ist die mechanische Belastbarkeit der Stahl-Stahl-Paarung höher als die Belastbarkeit von Bronze. Jedoch ist die Technologie heute noch nicht so weit entwickelt, um ein hoch belastbares Schneckenradgetriebe mit einer Stahl-Stahl-Paarung herzustellen. Das Projekt Stahlschnecke greift den Leitgedanken der Hightech-Strategie auf, um die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Wirtschaft zu stärken. Das Projekt setzt eine innovative ganzheitliche Betrachtung der Wertschöpfung und der Anwendung von Schneckengetrieben als Lösung an. Die benötigten Kompetenzen werden durch die Partner aus verschiedensten Industriezweigen und Hochschulen abgedeckt. Im Erfolgsfall sind eine branchenübergreifende Einsparung von Investitionskosten, die Arbeitsplatzsicherung im Hochlohnland Deutschland und die Einsparung von Energie zu erwarten.
Ziele1.1. Gesamtziel des Vorhabens Gegenstand des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung zur Substitution von Bronze aus Schneckengetrieben durch Stahl.1.2. Bezug zu den förderpolitischen Zielen Bronze als Abriebwerkstoff einzusetzen, ist auf lange Sicht nicht ressourcenschonend. Zusätzlich werden CO2-Emissionen unmittelbar durch die Substitution von Bronze in Schneckenradgetrieben reduziert. Die Reibpaarung Stahl-Stahl hat einen niedrigeren Reibwert als die Reibpaarung Stahl-Bronze. Zudem wird bei einer Stahl-Stahl Paarung der Abrieb fast eliminiert. Durch die Verwendung von Stahl kann eine Wirkungsgradsteigerung von ca. 10Prozent erreicht worden. Dies führt bei 2,5 Millionen pro Jahr neu angeschafften Schneckenradgetrieben in Deutschland zu einer erheblichen Einsparung. 1.3. ArbeitszieleVerbindungsschichten eignen sich als Schutzschichten gegenüber einem breiten Spektrum von Schädigungsmechanismen. Die Härte der Eisennitride gewährleistet eine Erhöhung der Beständigkeit gegenüber abrasivem Verschleiß. Die Adhäsionsneigung von Nitridschichten ist auf Grund ihrer hexagonalen Struktur und ihrer Härte gering. Basierend auf den Möglichkeiten der heutigen Hartfeinbearbeitung können sehr maßgenaue Geometrien erzeugt werden. Dies reduziert den Abtrag beim Einlaufen wesentlich. Es ist nun möglich, die Vorteile des Nitrierens auch bei Schneckengetrieben zu nutzen. Das Einlaufverhalten soll durch eine gezielte Nachoxidation verbessert werden.
1.Vorhabensziel: Ziel der ALD Vacuum Technologies ist es Schneckenräder mittels Vakuum-Einsatzhärtung erfolgreich zu behandeln. Dabei wird angestrebt die Anforderungen hinsichtlich Verschleißwiderstand, Tragfähigkeit und Maßhaltigkeit (=geringe Härteverzüge) der Schneckenräder zu erfüllen. 2. Arbeitsplanung: Im Technikum der ALD ist ein industrieller Ofen vom Typ 'ModulTherm' vorhanden mit dem die Einsatzhärtungen durchgeführt werden. Das Forschungsvorhaben wird in der F&E-Abteilung der ALD Vacuum Technologies durchgeführt. Der Grossteil der Arbeiten wird von ALD im AP 5.1 durchgeführt. 3. Geplante Ergebnisverwertung: Bei positivem Abschluss des Vorhabens soll der Markt zügig vertriebstechnisch erschlossen werden. Die Ergebnisse werden auf Fachkonferenzen und in Fachmagazinen publiziert. Als Folgeprojekt bietet sich die Anwendung des Lösungsansatzes 'hoher Restaustenitanteil' auf Getriebekomponenten für die Landmaschinentechnik und für die Baumaschinentechnik an.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 42 |
| Land | 6 |
| Wissenschaft | 1 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 42 |
| License | Count |
|---|---|
| offen | 42 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 37 |
| Englisch | 7 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 28 |
| Webseite | 14 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 24 |
| Lebewesen & Lebensräume | 32 |
| Luft | 28 |
| Mensch & Umwelt | 42 |
| Wasser | 24 |
| Weitere | 42 |