Water diffusing into silica surfaces gives rise for several effects on diffusion behaviour and mechanical properties. In a preceding booklet, we focused on diffusion and fiber strengths and deformations which were obtained by water soaking under external loading. In the present booklet we deal with results and interpretations of strength increase in the absence of applied stresses.

In dieser Arbeit wurden die mikrostrukturellen Veränderungen von neutronenbestrahltem Beryllium im Transmissionselektronenmikroskop analysiert. Mit Hilfe der Elektronenenergieverlustspektroskopie konnten zum ersten Mal sowohl Helium als auch Wasserstoff innerhalb von nanoskaligen Blasen quantifiziert werden. Darüber hinaus wurde gezeigt, wie die Tritiumrückhaltung mittels einfach zu bestimmender experimenteller Daten abgeschätzt werden kann. The aim of the present work is to develop an in-depth understanding of the microstructural changes in neutron-irradiated beryllium. In particular, it...

In dieser Arbeit werden Modellansätze für die internen Prozesse großformatiger Lithium-Ionen-Batterien entwickelt sowie experimentell parametriert und validiert. Damit werden sowohl die elektrochemischen Verluste in den Elektroden untersucht als auch deren Wechselwirkung mit der Potential- und Temperaturverteilung großformatiger Zellen. Darüber hinaus werden zulässige Betriebsbedingungen der Zellen identifiziert sowie Potentiale hinsichtlich der Leistungs- und Energiedichtesteigerung aufgezeigt. In this work, model approaches for the internal processes of large-format lithium-ion...

Hierarchically structured active materials in electrodes of lithium-ion cells are promising candidates for increasing gravimetric energy density and improving rate capability of the system. To investigate the influence of cathode structures on the performance of the whole cell, efficient tools for calculating effective transport properties of granular systems are developed and their influence on the electrochemical performance is investigated in specially adapted cell models.

Das elektromechanische Verhalten zweier neu entwickelten, auf Natrium-Bismut-Titanat basierenden bleifreier Ferroelektrika sowie daraus bestehenden Zweilagenkompositen wird durch Experimente und numerische Simulationen untersucht. Für die Finite-Elemente-Methode wird hierzu ein dreidimensionales, vollständig elektromechanisch gekoppeltes Materialmodell entwickelt. An Hand einer Parameterstudie werden die elektromechanischen Kopplungseigenschaften der Zweilagenkomposite optimiert. The electromechanical behavior of two new sodium bismuth titanate based lead-free ferroelectric materials as...

Im Rahmen dieser Arbeit werden Siliziumnitrid-/Siliziumkarbidkompositwerkstoffe für tribologisch hochbeanspruchte Anwendungen entwickelt und charakterisiert. Bei der Charakterisierung der Kompositwerkstoffe wird der Zusammenhang zwischen dem Siliziumkarbidgehalt und der entstehenden Mikrostruktur sowie den mechanischen Eigenschaften dargestellt. Tribologisch wurden die Werkstoffe in Modellversuchen untersucht. Dabei zeigten sie ein sehr gutes Reib- und Verschleißverhalten. In this work, silicon nitride/silicon carbide composites are manufactured and characterized for tribologically highly...

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung eines makroskopischen Kontinuumsmodells zur Untersuchung des Einflusses des flexoelektrischen Effekts auf mikrostrukturelle Domänenumklappprozesse in ferroelektrischen Funktionskeramiken. Dabei ist von Interesse, ob in Piezokeramiken durch direkte Flexoelektrizität ein Polungsprozess in Gang gesetzt werden kann und ob durch indirekte Flexoelektrizität eine Verbesserung der aktorischen Eigenschaften eines IDE-Wafers möglich ist. The present work deals with the development of a macroscopic continuum model to investigate the...

In this work, the first simulation model of oxygen depolarized cathodes (ODC), which are silver catalyst-based gas diffusion electrodes, is presented that considers the phase equilibrium of the gas-liquid interface and structure-related inhomogeneities in electrolyte distribution. By means of the model it has been identified that mass transport of water and ions in the liquid phase is a crucial factor for electrode performance and how it is influenced by the electrode structure.

During the production of fiber-reinforced thermosets, the resin material undergoes a reaction that can lead to damage. A two-stage polymerization reaction is modeled using molecular dynamics and evaluations of the system including a fiber surface are performed. In addition, a phase-field model for crack propagation in heterogeneous systems is derived. This model is able to predict crack growth where established models fail. Finally, the model is used to predict crack formation during curing.

Diese Arbeit präsentiert ein physikalisch motiviertes Modell, welches die Zellspannung einer Lithium-Ionen-Batterie auf Basis der Zellimpedanz vorhersagt. Das Modell wurde an einer kommerziellen Pouchzelle parametriert und validiert. In einer umfassenden Simulationsstudie wird der Einfluss der Elektrodenmikrostruktur auf die Energie- und Leistungsdichte der Zelle quantifiziert. Darüber hinaus wird eine Routine zur Entwicklung anwendungsspezifischer Zelldesigns vorgestellt. This work presents a physically motivated model that predicts the cell voltage of a lithium-ion-battery based on its...