2021
Dr.-Ing. Patrick Gehre
Contribution to high-temperature functional coatings and refractory composites for application at elevated temperatures.
Zusammenfassung:
The application of coatings to influence the properties of its carrier structure was exemplary demonstrated at molten metal filtration, solid electrolytes, and steel ladle lining. It was shown that the unique microcracked lamellar structure composed of overlaid droplets and splats after thermal spraying resulted in Al2O3-ZrO2-TiO2 coatings of high purity with a high non-linear stress-strain response, an excellent thermal shock resistance, and an increasing ductile behaviour above 1250 °C. During molten steel filtration, an alumina flame-spray coating on top of Al2O3-C filters reduces the decarburisation and increases the filtration efficiency of inclusions due to its chemistry consisting of α-Al2O3, metastable γ-Al2O3, and amorphous phases. Additionally, the flame-spray technology was successfully adopted to produce free-standing structures of several millimetres thickness, which opens a variety of innovative application fields such as solid electrolytes for alternative energy applications. For steel ladle applications, the work contributed to service life extension of the refractory by generating and investigating protective coatings with high durability on top of the hot face of the lining. Such in situ coatings were formed by the interaction of the MgO-C brick and its components with molten steel and ladle slag.
2013
Dr.rer.nat. Berek, Harry
In-situ-Druckverformung zellularer Werkstoffe in einem Röntgen-Tomographen.
Zusammenfassung:
Ein Schwerpunkt der Arbeit ist die lokale Phasenanalyse keramischer Systeme mittels EBSD. Insbesondere bei MMC auf der Basis von TRIP-Stahl/Mg-PSZ ist die Ortsauflösung der bisher üblichen XRD-Phasenanalyse nicht ausreichend. Das gilt auch für die Analyse von Grenzflächenreaktionen, wie sie zum Beispiel bei Korrosionsprozessen auftreten. Es wurde eine Methode der Probenpräparation entwickelt und erfolgreich für unterschiedliche keramische Systeme eingesetzt. Ein Ergebnis ist der Nachweis von spannungs-assistierten Phasenumwandlungen in Mg-PSZ.
Zweiter Schwerpunkt ist die Entwicklung einer in situ Druckverformungsapparatur für einen Labor-Röntgen-Tomographen. Mit dieser Apparatur können Druckverformungskräfte bis 100 kN erreicht werden. Tomographische Untersuchungen werden unter Druckspannung durchgeführt. Im Rahmen der Arbeit wurde insbesondere das Verformungs- und Schädigungsverhalten von MMC in Form von Schäumen und Wabenkörpern detailliert untersucht.
2008
Dr.-Ing. Jansen, Helge:
Konzeption und Verifizierung von MgO-C-Erzeugnissen für den industriellen Konverter und Pfannenbetrieb in der Stahlindustrie.
Zusammenfassung:
In der vorgelegten Arbeit wurden zunächst verschiedene spezielle Modifikationen und Charakteristika von MgO-C-Steinen vorgestellt und danach Mechanismen des Verschleißes feuerfester Materialien in der Stahlindustrie beschrieben. In der Pfannenschlackenzone wurde ein dominanter Einfluss der Rohstoffgute von Magnesia und Graphit auf den Verschleiß nachgewiesen. Daraus wurde ein Modell entwickelt, mit dem die Laufzeit von MgO-C-Steinen anhand bestimmter messbarer Eigenschaften vorherbestimmt werden kann. Für den Konverter wurden Modelle entwickelt, die erlauben, das MgO-C-Material für den Schrottaufprall anhand von einfachen betrieblichen Parametern des Stahlwerks mit höherer Sicherheit auszuwählen als bisher.