Ausgangslage
Das Teilprojekt Zentrale Analytik dient der einheitlichen Analyse und Beschreibung der Ober- und Grenzflächen der verschiedenen Teilprojekte im SFB. Das Ziel des Teilprojektes ist der Aufbau und die Bereitstellung einer zentralen Analytik-Infrastruktur mit der Aufgabe, die Teilprojekte bei der Aufklärung projektrelevanter Oberflächen- und Grenzflächenprozesse zu unterstützen. Das wissenschaftliche Kerninteresse liegt insbesondere bei der Aufklärung der grundlegenden Mechanismen der Wechselwirkung der Fügepartner, den Vorgängen bei mechanischen Behandlungen unter sauerstofffreien Bedingungen sowie der Untersuchung der Diffusion von Metallen in andere Metalle beim oxidfreien Kontakt.
Grundlage bilden die verschiedenen, am Clausthaler Zentrum für Materialtechnik (CZM) zur Verfügung stehenden Oberflächen- und Materialanalysetechniken. Mit ihrer Hilfe lassen sich sowohl Informationen über die chemische Zusammensetzung als auch über mikrostrukturelle Eigenschaften einer Materialoberfläche gewinnen. Um die vorhandenen analytischen Verfahren zielgerichtet auf die jeweiligen Oberflächen- und Grenzflächen anwenden zu können, müssen diese im Zuge des Projekts stetig auf die projektspezifischen Anforderungen angepasst werden.
Ziele
Der Aufbau einer zentralen Infrastruktur bei der Analyse der Ober- und Grenzflächen soll insbesondere die für die Ergebnisdiskussion und Modellbildung notwendige Reproduzierbarkeit und Vergleichbarkeit von Messungen sicherstellen. Das Teilprojekt Zentrale Analytik übernimmt hierbei die Planung, Durchführung und Auswertung der Messungen und organisiert darüber hinaus den Probentransport zwischen den Teilprojekten. Bei allen Prozessschritten, von der Planung bis hin zur Ergebnisdokumentation, steht die Zentrale Analytik im engen Kontakt mit den beauftragenden Teilprojekten.
Um den, für die kooperierenden Teilprojekte dringend notwendigen, sauerstofffreien Transport zwischen den XHV-adäquaten Laborkammern und den jeweiligen Messapparaturen der Zentralen Analytik sicherzustellen, ist in der ersten Projektphase der Aufbau eines geeigneten Probentransportsystems vorgesehen. Der Probentransport gliedert sich hierbei in zwei Phasen. In Phase 1 werden die zu untersuchenden Proben über geeignete Transportbehälter in XHV-adäquater Atmosphäre zur Zentralen Analytik transportiert und vor Ort in eine Transferkammer überführt. In Phase 2 werden die Proben dann über spezielle Transfersysteme zu den jeweiligen Messapparaturen transferiert. Vor dem Start des regulären Messbetriebs wird eine ausführliche Validierung des geplanten Probentransports durchgeführt. Hierfür werden wohldefinierte oxidfreie Kontrollproben präpariert, welche jede Phase des Probentransports durchlaufen. Sobald sichergestellt ist, dass keine Sauerstoffkontaminationen während des Probentransports auftreten, wird das Probentransportsystem im regulären Betrieb eigesetzt.
Das Teilprojekt S01 Zentrale Analytik wird für die gesamte Laufzeit des SFB geplant und fortlaufend an die Fragestellungen und Anforderungen der Teilprojekte angepasst.
Veröffentlichungen
Zeitschriftenbeiträge, begutachtet
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(2024): Characterization of laser-induced surface structures of aluminum in an oxygen-free atmosphere, Procedia CIRP 124, pp. 684–687
DOI: 10.1016/j.procir.2024.08.201 -
(2024): Arc spraying in silane-doped argon: Widening the material spectrum in oxygen-free process zones, Thermal Spray Bulletin, pp. 56–61
DOI: 10.53192/TSB20240156 -
(2023): Pressing and Sintering of Titanium Aluminide Powder after Ball Milling in Silane-Doped Atmosphere, Journal of Manufacturing and Materials Processing 7, p. 171
DOI: 10.3390/jmmp7050171 -
(2023): Thermal spraying in oxygen-free environment: Meltoff and atomisation behaviour of twin-wire arc spraying processes in silane-doped inert gases, Thermal Spray Bulletin 16, pp. 24–30
DOI: 10.53192/TSB20230124 -
(2023): Gas Phase Reaction of Silane with Water at Different Temperatures and Supported by Plasma, ACS Omega 8, pp. 8388–8396
DOI: 10.1021/acsomega.2c07209 -
(2023): Atmospheric Non-thermal Plasma Reduction of Natively Oxidized Iron Surfaces, Plasma Chemistry and Plasma Processing
DOI: 10.1007/s11090-023-10346-7 -
(2023): Oxygen‐Free Production—From Vision to Application, Advanced Engineering Materials
DOI: 10.1002/adem.202201819 -
(2022): Influence of an oxygen-free atmosphere on laser beam brazing of aluminium with prior surface deoxidation by pulsed laser radiation, Procedia CIRP 111, pp. 762–765
DOI: 10.1016/j.procir.2022.08.122 -
(2022): Laser beam brazing of aluminum alloys in XHV-adequate atmosphere with surface deoxidation by ns-pulsed laser radiation, Journal of Laser Applications 34, p. 22005
DOI: 10.2351/7.0000574 -
(2022): Young’s Modulus and Residual Stresses of Oxide-Free Wire Arc Sprayed Copper Coatings, Coatings 12, p. 1482
DOI: 10.3390/coatings12101482 -
(2022): Oxide Free Wire Arc Sprayed Coatings—An Avenue to Enhanced Adhesive Tensile Strength, Metals 12, p. 684
DOI: 10.3390/met12040684 -
(2021): Oxygen-free transport of samples in silane-doped inert gas atmospheres for surface analysis, Journal of Vacuum Science & Technology B 39, p. 54204
DOI: 10.1116/6.0001180 -
(2020): Towards Dry Machining of Titanium-Based Alloys: A New Approach Using an Oxygen-Free Environment, Metals 10, p. 1161
DOI: 10.3390/met10091161
Dissertationen
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(2024): Oberflächen- und gasanalytische Untersuchungen zum Einsatz silanhaltiger Atmosphären im Rahmen der „Sauerstofffreien Produktion“, Dissertation, Technische Universität Clausthal
DOI: 10.21268/20240830-0
Konferenzbeiträge, nicht begutachtet
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(2024): A new approach for the application of highly reactive metals, In: DVS (Hg.): International Thermal Spray Conference (ITSC) Proceedings: DVS Media GmbH, pp. 278–283
DOI: 10.31399/asm.cp.itsc2024p0278 -
(2023): Potentiale und Eigenschaften des Lichtbogenspritzens in silandotierten Inertgasen, In: Clausthaler Zentrum für Materialtechnik (Hg.): Tagungsband 4 . Symposium Materialtechnik. Düren: Shaker Verlag.
DOI: 10.21268/20230711-3
ISBN: 978-3-8440-9105-2 -
(2023): Untersuchung der Reaktivität von gasförmigem Silan und Wasser bei verschiedenen Temperaturen, In: Clausthaler Zentrum für Materialtechnik (Hg.): Tagungsband 4 . Symposium Materialtechnik. Düren: Shaker Verlag.
ISBN: 978-3-8440-9105-2 -
(2022): Potentials of thermal spraying processes in silane-doped inert gases, In: DVS (Hg.): International Thermal Spray Conference and Exhibition (ITSC) 2022. Düsseldorf: DVS Media GmbH, pp. 199–204.
DOI: 10.31399/asm.cp.itsc2022p0199 -
(2021): Sauerstofffreier Transport, Präparation und Transfer von Materialproben für die Oberflächenanalytik, In: Clausthaler Zentrum für Materialtechnik (Hg.): Tagungsband 4 . Symposium Materialtechnik. Düren: Shaker Verlag, pp. 829–839
Verschiedenes
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(2023): Advantages of oxygen-free wire-arc sprayed titanium coatings (Vortrag), DPG-Frühjahrstagung der Sektion Kondensierte Materie, Dresden 26.03.-31.03.2023
Teilprojektleiterin/Teilprojektleiter
Leibnizstr. 9
38678 Clausthal-Zellerfeld
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Teilprojektbearbeiterin/Teilprojektbearbeiter
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