DER SEGERKEGEL. Mitteilungen aus dem Institut für Nichtmetallische Werkstoffe

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1 DER SEGERKEGEL Mitteilungen aus dem Institut für Nichtmetallische Werkstoffe Heft 30, Dezember

2 Mitteilungen aus dem Institut für Nichtmetallische Werkstoffe der Technischen Universität Clausthal Heft 30 Dezember 2006 Anschrift: Institut für Nichtmetallische Werkstoffe Technische Universität Clausthal Zehntnerstraße 2a Clausthal-Zellerfeld Internet: Titelbild: Preisträger des IHK-Technologietransferpreises 2006: Prof. a. D. Dr. rer. nat. Dr.-Ing. habil. Günther Heinz Frischat, Dr.-Ing. Gundula Helsch, Dr.-Ing. Marta Krzyzak, Prof. Dr.-Ing. Gerhard Heide (v.r.n.l.) 2

3 Inhaltsverzeichnis 1. Vorwort Nachrufe Mitteilungen der Professur für Bindemittel und Baustoffe Größere laufende Forschungsarbeiten Vorträge Veröffentlichungen Studien- und Diplomarbeiten Dissertationen Veranstaltungen im INW Beirat Exkursionen Sonstiges Mitteilungen der Professur für Glas und Glastechnologie Forschungstätigkeit Konferenzbeiträge (Vortrag und Poster) Veröffentlichungen Studien-, Diplom-, Doktor- und Habilitationsarbeiten Sonstiges Mitteilungen der Professur für Ingenieurkeramik Forschungstätigkeit Vorträge Veröffentlichungen Patente Bücher Diplom- und Doktorarbeiten Sonstiges Mitteilungen der Materialprüfanstalt Weitere Informationen aus dem Institut Herbsexkursion Wandertag Neue Geräte Adressen Ehemaliger...43

4 1. Vorwort Liebe Ehemalige und Freunde des Institutes für Nichtmetallische Werkstoffe, wieder gibt es gute Nachrichten: Endlich ist der Erweiterungsbau zur Entlastung der Ofenhalle im Entstehen (siehe Mitteilungen Materialprüfanstalt). Mitarbeiterschaft und Drittmitteleinnahmen sind erneut gestiegen, so dass das INW im internen Ranking erneut einen Spitzenplatz ergattern konnte. Als Anerkennung für die Verbesserung der Lichtdurchlässigkeit von Glasröhren wurde Prof. Frischat, Prof. Heide, Dr. Helsch und Dr. Krzyzak der diesjährige Technologie- Transfer-Preis der IHK Braunschweig verliehen (siehe Titelbild u. Bericht auf S. 25). Durch unsere Initiative wurden noch neue interdisziplinäre Symposien über Dünne Filme und Grenzflächen und Raumausfüllung disperser Systeme ins Leben gerufen. Unsere Ehemaligen unterstützen uns unverdrossen: Jüngstes Beispiel sind zwei Promotionsstipendien von der Klaus- Dyckerhoff-Stiftung. Und, was ich persönlich besonders wichtig für eine gedeihliche Forschung und Lehre finde, ist der zugewandte Umgang miteinander - kurz gesagt: wir sind ein sehr lebendiges Institut. Weniger erfreulich haben sich jüngst unsere Studentenzahlen entwickelt. Die Zusammenlegung der ehemaligen vier Studiengänge (Glas-Keramik-Bindemittel, Kunststofftechnik, Metallurgie und Werkstoffwissenschaften) zum neuen Bachelor-/Master-Studiengang Materialwissenschaft und Werkstofftechnik rekrutiert noch weniger Studienanfänger als die vormaligen Studiengänge in Summe. Dafür mag auch die Einführung der Studiengebühren und die generelle Technik-Abstinenz vieler Abiturienten verantwortlich sein, aber wir müssen einen Weg aus dieser Misere finden. Z.B. hat im Bergbau die Umbenennung und Neugestal- tung als Studiengang Rohstoffe und Energie die Nachfrage sehr positiv belebt. Wie könnte man unseren Studiengang besser nennen? Und wie müsste Ihrer Meinung nach ein Ausbildungsprofil speziell für die Steineund Erden-Industrie und den damit verbundenen Anlagenbau geschneidert werden? Welche besonderen Attraktivitätspunkte hat Ihrer Meinung nach der Standort Clausthal? Schreiben Sie uns Ihre Meinung, denn gute Ideen sind sehr willkommen und vielleicht sind wir selbst ja inzwischen auch etwas betriebsblind. Eine gute Gelegenheit wenn auch noch etwas hin für derlei Diskussionen wird das nächste Ehemaligentreffen sein, welches für Ende Januar 2008 (voraussichtlich Donnerstag, 24. bis Sonntag, ) ins Auge gefasst ist. Da es zugleich das 10jährige Jubiläum meiner Antrittsvorlesung bildet, wird die Gruppe Bindemittel und Baustoffe dieses Ehemaligentreffen ausrichten. Wie immer an dieser Stelle möchte ich schon im Voraus für jede Spende danken, die Sie uns auch in diesem Jahr zur Finanzierung des Segerkegels zukommen lassen. Mit einem kräftigen Clausthaler Glückauf verbleibe ich DENNOCH Ihr Prof. Dr. Albrecht Wolter P.S.: Am Ende dieses Segerkegels findet sich eine Liste adressenloser Ehemaliger. Wer die aktuelle Adresse kennt, möge sie uns bitte übermitteln. Danke! 1

5 2. Nachrufe Nachruf für Helga Schmidt - ein Lebensrückblick und ihre 20-jährige Tätigkeit im Institut Steine u. Erden INW Nach ihrem 60. Geburtstag ist Helga Schmidt 1989 in den Ruhestand gewechselt und nach weiteren 15 Jahren in Clausthal in die Nähe ihrer Tochter in Tübingen gezogen. Dort ist sie am 11. Januar 2006 gestorben. Ganze Studentengenerationen werden sich mit Dankbarkeit an Helga Schmidt und ihre Hilfsbereitschaft erinnern, ebenso ehemalige Mitarbeiter vom Arbeiter bis zum Assistenten. Es ist deshalb für mich eine Selbstverständlichkeit, in diesem Nachruf über Helga Schmidts Leben zu berichten und damit einen langen Zeitabschnitt des Institutes zu verbinden. Helga Schmidt stammt aus einer Norddeutschen Familie mit vier Töchtern, Ihr Vater war bei der Marine und wurde nach 12 jähriger Dienstzeit an das Oberbergamt nach Clausthal als Beamter versetzt. Das war in den 30er Jahren als in Clausthal die Munitionsfabrik Werk Tanne und die Reihenhäusersiedlung an der Breslauer Straße entstanden und Familie Schmidt ein solches Reihenhaus erwerben konnte. Die Erziehung der Kinder muss man als militärisch streng bezeichnen, angepasst an die damalige Zeit. Brust raus, Po rein, Kreuz gerade unterstützt durch einen durch die angewinkelten Arme gesteckten Spazierstock das war die Devise bei Spaziergängen. Und mit einem fröhlichen Lied ging es durch den Harzwald. Die Zeit bei Jungmädeln und BDM war durch viel Sport geprägt, wobei Helga Schmidt immer bei den Besten zu finden war. Nach Kriegsende kamen die ersten leidvollen Hungerjahre, in denen Beamte wenig Möglichkeiten zur Verbesserung der Versorgungslage hatten. Das änderte sich erst 1949/50 als die Bergakademie Clausthal einen starken Anstieg bei den Studentenzahlen verbuchen konnte und 2

6 es wieder üblich wurde, Heinels in die Familie aufzunehmen. Und in diese Zeit der Gründung des Institutes für Steine und Erden fiel bereits die erste Kontaktaufnahme mit der Familie Schmidt; denn die damaligen Studenten Horst Udo Hecht (der spätere Schwiegersohn von Professor Lehmann), Peter Fischer (der spätere Professor in Höhr-Grenzhausen) und Günter Marx (der spätere Inhaber und Leiter der Firma Tonwerke Marx im Westerwald) waren Studenten, die im Hause Schmidt aus- und eingingen bzw. dort wohnten. Im Institutsleben war Helga Schmidt an vielen Bereichen beteiligt. Ob es um Jubiläen, Weihnachtsfeier, Doktorfeier, Ehemaligentreffen, Wandertag, Adressenkartei oder Ähnliches ging, - immer konnte man auf ihre Hilfe rechnen. Ein großes Plus war ihre poetische Ader. Ihre Gedichte sind in zahlreichen Segerkegelheften zu finden und sprechen für sich. So hat sie viele Feiern bereichert und auch selbst jede Möglichkeit genutzt, zu eigenen Ereignissen einzuladen. Damals spielte sich das Studentenleben noch zu einem großen Teil in der Familie der Wirtsleute ab. Die Zimmer im Hause waren klein, aber die Küche war riesig für heutige Verhältnisse und war das Kommunikationszentrum für Familie und Studenten. In den 50er Jahren hat Helga Schmidt geheiratet. Es kamen zwei Kinder, aber die Ehe ging leider schief, mit großen Nachteilen für Helga Schmidt. Viele Jahre hat sie dann bei der Bundeswehr als Raumpflegerin gearbeitet und neben Beruf und Kinderbetreuung Kurse besucht und sich selbst für den Bürodienst weitergebildet. Beide Kinder hat sie bis zum Abitur gebracht trat Helga Schmidt ihre Stelle bei der Amtlichen Materialprüfanstalt Steine und Erden an und übernahm zusätzlich nach einiger Zeit die Betreuung der Institutsbibliothek. Hier entwickelte sie ein kleines Kommunikationszentrum für Studenten und wissenschaftliche Mitarbeiter, indem sie sich sehr bald gute Kenntnisse in der Fachliteratur aneignete und das gewusst wo vielen eine Hilfe war. Die Verbindung zur Ampa lief über das Schreiben der Prüfzeugnisse und die Verbindung zu den Profs direkt weil die ja auch mal was wissen wollten, oder über den Oberingenieur. In all den Jahren von 1970 bis 1989 war Helga Schmidt neben ihren geschilderten Aktivitäten de facto meine Sekretärin und außerdem wichtigste Mitarbeiterin bei der Herausgabe des jährlichen Segerkegelheftes. Eine schwere Krebserkrankung hatte eine längere Unterbrechung ihrer Arbeit zur Folge, die aber dann als ausgeheilt galt, so dass sie ihren Beruf bis zur Altersgrenze ausüben konnte. Im Privatleben hat Helga Schmidt genau so wie im Institut Nägel mit Köpfen gemacht. Immer kurz entschlossen und mit großer Bestimmtheit. So hat sie ihr Reihenhäuschen verkauft, eine Wohnung in der Berliner Straße gemietet und an einem einzigen Tag in Goslar die komplette Einrichtung für eine große Wohnung gekauft. Wozu andere 4 Wochen brauchen, machte sie eben in einem Tag. Privat hatte Helga Schmidt engen Kontakt zu unserem langjährigen Werkstattmeister Erich Gläsner, der ebenso die Institutsgeschichte über 30 Jahre entscheidend mitgeprägt hat. Beide waren sich sehr ähnlich in ihrer Offenheit, Bestimmtheit und Entscheidungsfreudigkeit, auch in ihrer Vielseitigkeit und Hilfsbereitschaft. Dazu gibt es manche Beispiele in den alten Segerkegelheften, so dass ich mich hier nicht zu wiederholen brauche (siehe Segerkegelheft 13/1989). Beide Persönlichkeiten haben durch gesunden Menschenverstand und ein offenes Wort manchem Kollegen, aber auch Professoren kleine Hilfen 3

7 gegeben was auch von höchster Stelle allgemein anerkannt wurde. So ist ein großer Teil meiner eigenen 38 jährigen Institutszeit zu einem wesentlichen Teil von diesen beiden Mitarbeitern Schmidt und Gläsner mit geprägt worden. Dass eine enge persönliche und private Bindung damit einhergeht, wird jeder Leser aus meinen Zeilen erraten können. Aber auch im Interesse einer wahrheitsgemäßen Institutschronik meine ich, diesen Nachruf einer verdienten Mitarbeiterin schuldig zu sein. Auch glaube ich, bei vielen Ehemaligen einige Erinnerungen angestoßen zu haben, so dass sie sich meinem anschließen werden! Letzen Gruß Glückauf Peter Thormann Der seit dem 25/ nahe Bilbao/Spanien vermisste Wolfgang Hase ist, so muss vermutet werden, nicht mehr am Leben. Bis zu seinem mysteriösen Verschwinden war er Student des Studiengangs Glas-Keramik- Bindemittel am Institut für Nichtmetallische Werkstoffe. Er hat sich vielfältig im Institut betätigt und verdient unser aller Andenken. 4

8 1. Dezember Mitteilungen der Professur für Bindemittel und Baustoffe 3.1 Größere laufende Forschungsarbeiten Reaktivität von Branntkalk Dampfdruck von Salzen und Kreislaufbildung in Klinkerbrennanlagen Dipl.-Geol. S. Hogewoning Dipl.-Chem. G. Eguia Institut für Kalk und Mörtelforschung/AiF VDZ/DAAD Glasperlen als AKR-Referenzzuschlag Dipl.-Ing. Ch. Ott VDZ/INW Kombinierte Korngrößen- und phasenanalyse von mineralischen Bindemitteln Grundlagenuntersuchungen zu Magnesia-Phosphat-Zementen Wasserbeständigkeit von Magnesia- Phosphatbindern Salzbeton für die Endlagerung gefährlicher Abfälle Gipsbasierte Einbettmassen für die Zahntechnik Alkaliangriff auf basische Feuerfeststeine Dipl.-Inf. St. Raschdorf/ Dipl.-Ing. S. Palm cand. Ing. A. Uliasz Dipl.-Ing. A. Lechner Dipl.-Ing. V. Maack cand. Ing. K. Rabeneck cand. Ing. A. Knöpfelmacher Dyckerhoff-Stiftung BEGO Styromag Projektträger FZ Karlsruhe/ K-UTEC Sondershausen BEGO Refratechnik Optimierung von Gipscalcinatoren cand. Ing. Chr. Haas INW/IEVB Thermische Stabilität von Ca-Sulfiten Grundlagenuntersuchungen zum Granulations- und Sinterverhalten von Zementklinker cand. Ing. W. Meyer- Hevekerl Dipl.-Min. A. Blasig Inst f. Anorg Ch. Zementindustrie 3.2 Vorträge Prof. Dr. A. Wolter Belitzemente und energiearme Klinker VDZ Fachtagung Zementchemie 2005, Düsseldorf Prof. Dr. A. Wolter Magnesium in Gips aus Rauchgasentschwefelungsanlagen (REA-Gips) Tag der Forschungsvereinigung der Gipsindustrie e.v., Wiesbaden Prof. Dr. A. Wolter Hydration Kinetics of Lime ILA Prag Prof. Dr. A. Wolter Einfluss der anfänglichen Kornverteilung auf die Gefügeverdichtung von Mehrphasengipsen 16. ibausil Internationale Baustofftagung, Weimar 5

9 3.3 Veröffentlichungen Wolter, A. Belitzemente und energiearme Klinker/Belite cements and low-energy clinker, 2005, Cement International, No. 6/2005, Studien- und Diplomarbeiten Jan Sebastian Palm Kombinierte Korngrößen- und -phasenanalyse von mineralischen Bindemitteln Diplomarbeit Die Raumausfüllung von Bindemitteln besitzt einen entscheidenden Einfluss auf die Verarbeitungseigenschaften und die Festigkeitsentwicklung von Betonen und Mörteln. Bevor man die Raumausfüllung optimieren kann, muss man sie zunächst jedoch erfassen können. Hierzu können entweder mathematische Modelle, Rechnersimulationen oder Messverfahren dienen. Ziel dieser Arbeit ist es, ein Messverfahren zu entwickeln und mit einer Computersimulation zu vergleichen. Die Raumausfüllung wird gemessen, indem mittels eines Feststoffpyknometers die Rohdichte und mittels eines Heliumpyknometers die Reindichte einer Probe bestimmt wird. Aus dem Verhältnis der beiden Werte ergibt sich die Raumausfüllung. Als Probematerial wurden Zement, Hüttensand und Flugasche eingesetzt, die mit einem Sichter in jeweils zehn Fraktionen unterteilt wurden. Der Vergleich mit einer Computersimulation wurde über die Messung der Raumausfüllung von Glaskugeln hergestellt. Berücksichtigt man einige Effekte, die in der realen Messung im Gegensatz zur Simulation auftauchen, stimmen die Ergebnisse der beiden Verfahren sehr gut überein. Bei der Messung der Raumausfüllung der verschiedenen Bindemittelfraktionen ergeben sich aber zusätzliche Probleme. Insbesondere der Einfluss der zwischenpartikulären Kräfte nimmt mit sinkendem Partikeldurchmesser exponentiell zu. Diese Kräfte bewirken eine Agglomeration der Partikel, die einer dichtesten Packung entgegenwirken. Auch der Einsatz von Mahlhilfsmitteln als Desagglomerationsmittel kann diesen Effekt nicht reduzieren. Tendenziell können aber Zusammenhänge zwischen der Korngrößenverteilung, der Kornform und der Raumausfüllung hergestellt werden. Die Kornform hat, im Gegensatz zu den erwähnten zwischenpartikulären Kräften und der Korngrößenverteilung nur einen sehr geringen Einfluss. Bezüglich der Korngrößenverteilung erweisen sich Ausfallkörnungen als besonders günstig. Es wäre weiterhin sinnvoll, das GeoPyc umzubauen, um Messungen auch im Feuchten durchführen zu können. Dadurch könnten Agglomerationen vermieden und Aussagen über den Wasseranspruch getroffen werden. Sep Katja Rabeneck Expansionsverhalten von Dentalgips Studienarbeit In Zusammenarbeit mit der Fa. BEGO/Bremen wurde im Rahmen einer Studienarbeit das Expansionspotential von einem α-halbhydrat (α-hh) und dem dentalen Hartgips Bego Stone Plus untersucht. Als Grundlage für eine Produktneuentwicklung sollten verschiedene Rezepturen getestet werden, deren Expansion exakt steuerbar ist und die zwischen 1,5% und 2% liegt. Dies macht den Einsatz von entsprechenden Treibmitteln notwendig. Durch ein neues Verfahren konnte die Expansion definiert gestoppt werden. Für die Messung der Expansion wurde ein modifizierter Le Chatelier-Ring entwickelt. Okt Thomas Rüddenklau Snoman Formation and Prevention Diplomarbeit Die Arbeit befasst sich mit dem wenig erforschten Phänomen der Schneemann -Bildung im Klinkerkühlereinlauf. Darunter versteht man mitunter meterhohe Aufwachsungen im Abwurfbereich des Drehofens auf dem Kühlerrost, die sich nicht mehr ordnungsgemäß auf dem Rost kühlen lassen und in der Regel zum 6

10 Stilltstand der Ofenanlage führen. Das Phänomen tritt in der Mehrzahl der Ofenanlagen überhaupt nicht, in anderen Ofenanlagen selten, jedenfalls nicht regelmäßig auf. Nach gängiger Lehrmeinung ist die Ursache in einer Kombination aus zu hoch eingestelltem Schmelzanteil des Klinkers, Überhitzung in der Sinterzone und ungenügender Luftverteilung im Einlaufrost begründet. Es wurden aber auch Beobachtungen gemacht, die Zweifel an dieser Erklärung aufkommen ließen. Aufgabe war es daher, die umfangreichen Betriebsdaten vor Eintritt einer Schneemann-Bildung in einem besonders betroffenen Zementwerk systematisch aufzuarbeiten und mit chemischen, mineralogischen und technologischen Untersuchungen sowohl am Schneemann selbst, als auch am zuvor produzierten Klinker zu korrelieren. Überraschender Weise stellte sich heraus, dass auch ein eher geringer Schmelzphasenanteil, der einen staubigen Klinker zur Folge hat, beim Zusammentreffen mit ungünstigen Strömungsverhältnissen im Einlaufbereich zur Schneemann-Bildung führen kann. 3.5 Dissertationen Dipl.-Ing. Bonar Marbun Kinetik der Hydratation von CaO und MgO In the context of a research project named "forecast and influence of the reactivity of quicklime", and promoted by the German Federal Ministry for Economics by means of the Otto von Guericke Association, AiF No. N 13997, and in cooperation with the Research Institute of Lime and Mortars, different direct and indirect analysis procedures were examined in terms of its suitability for the qualitative and quantitative description of quicklime reactivity. Out of five German limestone deposits samples were taken, which were burned under varying conditions in a laboratory furnace after its characterisation by chemical petrographic and physical investigations. The quicklimes were examined with different methods: modified wet slaking curve (NLK), determination of the gross density by means of solid pycnometer, Scanning Electron Microscopy (SEM), determination of the net density by means of He-pycnometer, Positron Lifetime Spektroscopy (PALS), short wave length X-ray, Electron Spectroscopy for Chemical Analysis (ESCA) and determination of specific surface (BET). The burning tests were carried out with samples of the granulation 1-2 mm and 4-8 mm in a horizontal tube furnace, comprising two separated heating zones, in which the samples could be pushed for different times by the desired temperature ranges. The furnace was reequipped in such a way that it could be operated with separate automatic control loops. Calcination was accomplished after some preliminary tests with all samples at 1050 C within one hour (the remaining of CO 2 of all samples less than 1%). After the one hour-calcination process the samples were passed through into the sintering zone for varying time and temperature conditions. As main fields of the investigations the sintering temperature range between 1100 C and 1400 C were selected. The method for the determination of quicklime reactivity by means of wet slaking curve after EN had to be adapted to the small sample quantities of the lime. In addition, a miniaturised apparatus was developed, at which experimentally the relevant calorific losses and thermal capacity of the system were determined. The likewise again developed correction procedure of the NLK permitted with very good accuracy the conversion of wet slaking curves 1:10-miniature device, to the wet slaking curves after EN Additionally the same computing procedure permits to establish the adiabatic wet slaking curve and its derivation. It is remarkable that the pure limestones need more time when burning compared with a less pure sample (A), in order to lower an initially extremely high reactivity (t u < 1 min) on a medium level of t u value. In the further time and temperature gradient the samples deactivate however far stronger, than it is attainable with the sample A even after longest treatment lasting. Attempts for the determination of the lattice defect concentration with high X-ray, 7

11 ESCA, PALS, and He-density pycnometer, showed no correlation with the reactivity. Further investigations with other methods are necessary for suitable classification. As a further topic kinetics of the hydration of MgO were examined. Out of Canadian, Austrian and Turkish magnesite deposits in each case samples were taken. The samples were burned with grain size mm at firing temperatures between C and at varying burning duration in the laboratory furnace. For comparison reasons a commercial softburned MgO sample was re-burned under same conditions. The existing method for the determination of the MgO reactivity according to the principle "Acid Neutralization Time" is scientifically not meaningful. Therefore a procedure for the determination of MgO reactivity was developed by means of keeping ph automatically constant. The deactivation of the MgO by longer sintering duration and higher temperatures corresponds more strongly to the model conception than CaO does. Similarly as with the CaO very pure magnesites show large reactivity differences, whose clearing-up however was not the subject of this work. (Abt. Personalentwicklung) vom Heidelberg Technology Center Leimen das Institut für Nichtmetallische Werkstoffe. Gesprächsthemen waren u.a. prinzipielle Möglichkeiten für Studien- und Diplomarbeiten, Werksbesichtigungen und Exkursionen. Prof. Wolter stellte die gegenwärtige Situation der TU Clausthal dar. Herr Ost diskutierte mit wissenschaftlichen Mitarbeitern und Studenten Berufsaussichten, Qualifizierungsprofile und Angebote seitens des HTC. Nach dem anschließenden Institutsrundgang und Mittagessen stand noch der Besuch des Instituts für Energieverfahrenstechnik und Brennstofftechnik, des Instituts für Bergbau sowie der CUTEC auf dem Programm Workshop Raumausfüllung Disperser Systeme Most important result of the work is apart from a new methodology for reactivity characterisation a better knowledge of the adequate conditions for the desired reactivity of CaO and MgO at given raw material. 3.6 Veranstaltungen im INW Im Rahmen ihres Projekt-Aufenthaltes in Clausthal vom wurden folgende Vorträge gehalten: Prof. Dr. Miroslaw Miller Thermodynamische Untersuchungen mit der Knudseneffusionsmassenspektrometrie Dr. Iwona Rutkowska Mass Spectrometric Investigations of Themodynamic Properties of ACl-LnCl 3 (A-alkaline, Ln-lanthanide) Systems Im August besuchten Herr Dipl.-Ing. Rainer Nobis (Leiter HTC Europa) und Herr Martin Ost Auf Initiative der Professoren Wolter (Bindemittel und Baustoffe) und Kolonko (Mathematik) traf sich ein Kreis von über 20 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, um Anknüpfungspunkte ihrer Arbeitsgebiete unter der Überschrift Raumausfüllung disperser Systeme zu identifizieren. Makroskopische Eigenschaften wie die Festigkeit und Dichtigkeit von Baustoffen, die Umsatzrate von chemischen Säurereaktoren, das Transportverhalten von Getreide, oder auch die Verdichtbarkeit von Versatzmassen im Bergbau alles dies hängt unter anderem von dem Grad an, in dem der zur Verfügung stehende Raum mit Feststoffen gefüllt ist. Neben der reinen Kornverteilung spielen immer auch die Kornform, die Oberflächenbeschaffenheit, die interpartikulären Kräf- 8

12 te, die Art des fluidisierenden Mediums, die Scherbeanspruchung und vieles Andere mehr eine Rolle. Es müssen immer sehr große Datenmengen gehandhabt werden und die Menge der Interaktionen nimmt geradezu explosionsartig zu, wenn man zig Tausende von Partikeln betrachten muss, um relevante Aussagen zu machen. Keiner der Teilnehmer kann daher a priori für sich in Anspruch nehmen, für die ihn jeweils besonders interessierenden Stoffsysteme alle diese Parameter realitätsnah zu erfassen und experimentell einzubeziehen. Hier kommen die Mathematik und die Informatik ins Spiel, um Modelle zu entwickeln und schnelle Algorithmen bereit zu stellen. Parallel dazu ist eine schnelle Visualisierung erforderlich, denn auch der forschende Mensch beurteilt den Erfolg seiner Modelle am liebsten visuell. Durch die Neustrukturierung der TU Clausthal in den vergangenen Jahren sind ganz neue Möglichkeiten der Zusammenarbeit innerhalb der TU entstanden, die aber praktisch nutzbar gemacht werden müssen. Bereits vorhandene Förderprojekte in diesem Themenbereich wie z.b. die Phasen- und Korngrößenoptimierung von Baustoffen (Dyckerhoff-Stiftung), die Optimierung untertägiger Verschlussmaterialien (BMBF), die Optimierung keramischer Systeme für die Hochtemperaturbrennstoffzelle (DFG) und einige mehr, wurden vorgestellt und sollen dazu dienen, universell verwendbare Werkzeuge gemeinsam mit Mathematik und Informatik zu entwickeln. Dies ist ein anspruchsvolles Ziel, aber die Teilnehmer waren sich darin einig, dass gerade diese fachübergreifende Zusammenarbeit, auf die auch die neue Organisationsstruktur zielt, für das zukünftige Profil der TU Clausthal ausschlaggebend sein wird. Organisatorisch könnte das Simulationswissenschaftliche Zentrum den Rahmen für die weiteren Arbeiten bilden Besuch einer Delegation der GWT-TUD GmbH, TU Dresden und TU Breslau Die GWT-TUD GmbH hat großes Interesse an einer Zusammenarbeit mit der TU Clausthal und hat sich im Rahmen dieser zukünftigen Forschungskooperation vor Ort ein Bild von den Möglichkeiten gemacht. 3.7 Beirat Am fand im INW die 12. Sitzung des Beirats der Professur für Bindemittel und Baustoffe statt. Der Beirat informiert sich mindestens einmal jährlich über die Studiensituation und die aktuelle Entwicklung der TU Clausthal, speziell im Bereich der Nichtmetallischen Werkstoffe, die aktuellen Forschungsvorhaben, die finanzielle Situation und nimmt insbesondere zur Art, Umfang und Zeitpunkt von Investitionen Stellung. Der Beirat sprach sich einstimmig dafür aus, die Bindemittelforschung stofflich auf Zement und Kalk zur konzentrieren. Insbesondere die Verknüpfung von Herstellprozessen und Produkteigenschaften sind für Clausthal profilbildend. Das Institut wurde aufgefordert, die Studentenwerbung weiter zu intensivieren, da der Bedarf der Industrie an Absolventen immer dringlicher werde. Vor dem Hintergrund der sehr positiven Entwicklung in der Materialprüfung am Standort Clausthal bezeichnete es der Beirat erneut als großen Fehler, die Selbständigkeit der MPA Clausthal aufgegeben zu haben. Die Teilnehmer jedenfalls zeigten sich von der Veranstaltung sehr beeindruckt. Sie wird in Kürze fortgesetzt. 9

13 3.8 Exkursionen Fachexkursion Kalkwerk Kaltes Tal und Straßen-Baustelle B 6n bei Quedlinburg Im Rahmen der Vorlesungen Technologie der Bindemittel fand am 20. Juli 2006 eine Fachex-kursion unter Leitung von Prof. Wolter statt. Zusammen mit 9 Studenten und 4 wissenschaftlichen Mitarbeitern wurden ein Unternehmen der Baustoffindustrie sowie die Großbaustelle der Bundesstraße B 6n bei Quedlinburg besichtigt. Mit zwei Kleinbussen starteten wir am frühen Morgen und steuerten als erste Station des Tages das Kalkwerk Kaltes Tal in Elbingerode an. Dort wurden wir vom Werksleiter Herrn Ulbrich in Empfang genommen und zunächst mal in den Steinbruch geführt. Neben der Besichtigung der einzelnen Aufbereitungs- und Sortieranlagen hatten wir hier die Gelegenheit, aus sicherer Entfernung eine Sprengung verfolgen zu können. Im Werk selbst besichtigten wir nach einer theoretischen Einführung den Leitstand, wo Herr Ulbrich die verschiedenen Brennaggregate erläuterte. Im Anschluss daran konnten wir dann noch einen Blick in einen Ringschachtofen werfen. eine Bundesstraße handelt, wird hier der kleinste Autobahnquerschnitt umgesetzt, um den bestmöglichen Anschluss der Ostharz- Region an die Bundesautobahn A14 zu gewährleisten. Für die einzelnen Bauabschnitte werden Beton- und Asphaltbauweisen gleichermaßen eingesetzt - letztere konnten wir vor Ort begutachten. Während Außentemperaturen von weit über 30 C (es war der heißeste Tag des Jahres!) für den Einbau von Asphalt optimale Verarbeitungsbedingungen darstellen, schwitzten alle Exkursionsteilnehmer ordentlich und wünschten sich nur noch einen Platz im Schatten und kalte Getränke. Den Tag ließen wir nach der Baustellenbesichtigung also in einem kleinen Restaurant an einem Forellenteich ausklingen, wo sich die meisten ein kühles Blondes und frisch geräucherten Fisch genehmigten. Das auf dem Nachhauseweg aufziehende Gewitter brachte nach Tagen der Hitze endlich die ersehnte Abkühlung. Die meisten Exkursionsteilnehmer animierte die kühle Brise, sich nach Ankunft in Clausthal noch im Anno niederzulassen und dort die über den Tag verloren gegangene Flüssigkeit bei einem gepflegten Bier wieder aufzufüllen. (Bericht: Christina Ott) Um die Mittagszeit fuhren wir weiter nach Blankenburg, wo uns Herr Schanz vom Landesbetrieb Bau Sachsen-Anhalt in der Bauleitstelle des Bauvorhabens B 6n mit einem Imbiss erwartete. Zusammen mit Herrn Wronnau vom bauüberwachenden Planungsbüro erläuterte er die spezielle Problematik dieses Straßenbauvorhabens. Obwohl es sich um 10

14 Bericht zur Exkursion vom der Mitarbeiter der Abteilung Bindemittel und Baustoffe zum Versuchsbergwerk Asse und anschließend zum Phaeno in Wolfsburg. Vordere Reihe: Charlotte Galy, Dipl.-Min. André Blasig, Dipl.-Chem. Graciela Eguia-Marquez Mitte: cand. Ing. Thomas Rüddenklau, Dipl.-Geol. Sonja Hogewoning, Dipl.-Ing. Christina Ott, Andrea Behfeld Hintere Reihe: Prof. Dr. Albrecht Wolter, Dr. Bonar Marbun, Dipl.-Ing. Sebastian Palm, Dipl.-Ing. Verena Maack In der Schachtanlage Asse, einem ehemaligen Salzbergwerk, werden Forschungs- und Entwicklungsarbeiten für die Endlagerung radioaktiver Abfälle in Salzformationen durchgeführt. Hierbei werden u.a. verschiedene neu entwickelte Bindemittelsysteme auf ihre Tauglichkeit für diese Aufgabe untersucht. Seit 1979 werden keine radioaktiven Abfälle mehr in die Asse eingelagert und 2013 erfolgt die Schließung nach dem Bundesberggesetz. Herr Prof. Wolter und seine Mitarbeiter wurden von Herrn Prof. Kühn und Herrn Dr. Mischo vom Institut für Bergbau sowie Herrn Kappei, dem Leiter des Forschungsbergwerkes fachkundig durch das Bergwerk geführt. Die Führung war so faszinierend, dass die vorgesehenen 2 Stunden um ca. 2 Stunden zu ungunsten der Mittagspause verlängert werden mussten. Insbesondere durch die reichhaltige Erfahrung von Prof. Kühn und Dr. Mischo lernte die Gruppe ehemalige und aktuelle Versuchsstandorte sowie die damit verbundenen großen und kleinen Probleme kennen. Man kam dem Salz und der Endlagerproblematik wirklich nahe. Man konnte das Salz förmlich schmecken und dafür nimmt man auch gern einen knurrenden Magen in Kauf. selbstverdichtetem Beton größtenteils monolithisch errichtet worden und kann nicht nur bestimmungsgemäß als wissenschaft-technische Experimentierlandschaft, sondern auch als bautechnisches Experiment bezeichnet werden. Probleme bei der Bemessung, der Bauausführung und der Betonzusammensetzung erforderten eine der größten Sanierungen an fertigen Baukörpern. Hier bekam die Abteilung Bindemittel des INW Einblicke in die kühne Architektur der Stararchitektin Zaha Hadid und insbesondere die baustofflichen sowie zahlreichen ausführungstechnischen Probleme und Sonderregelungen. Abschließend ließ die Gruppe den Tag am Fümmelsee harmonisch ausklingen. 3.9 Sonstiges Ämter von Herrn Prof. Wolter (Bericht: Verena Maack) - Senatsbeauftragter für Akkreditierung ingenieurwissenschaftlicher Studiengänge (bis 07/06) - Sprecher des Promotionskollegs "Hochtemperatur-Stoffbehandlungsprozesse" (HT-Kolleg) - Obmann (Vorsitzender) des Normenausschuß "Zement" des DIN Deutsches Institut für Normung e. V. - TUC Plus Arbeitsgruppenleitung Technische Verwaltung - Sondergutachter der DFG und AiF Weiter ging die Fahrt zum Phaeno-Museum nach Wolfsburg. Dieses Bauwerk ist aus 11

15 Auswärtige Lehrbeauftragte Dr.-Ing. Guntram Kohler Baustoffrecycling I+II Verabschiedung von Herrn Dr. H. Dörr Dr. rer. nat. Martin Schneider Grundlagen der Bindemittel II (Vorlesungen am und ) Personal Neue Mitarbeiter: Frau Dipl.-Ing. Verena Maack Herr Dipl.-Min. André Blasig Ausgeschiedene Mitarbeiter: Herr Dr. Henning Dörr (Altersteilzeit) Herr Dr. Bonar Marbun Internationaler Austausch Neben der langjährigen Kooperation mit der AGH Krakow haben sich die Kontakte zur Uni Breslau erfreulich intensiviert. Prof. Miller und Dozentin Rutkowska, beide von der Abteilung für Chemische Metallurgie, sind ein Kooperationsprojekt zur Weiterentwicklung der Knudsen-Effusions-Massenspektroskopie eingestiegen, an welchem sich voraussichtlich auch das Forschungszentrum Jülich beteiligen wird. Vom fand ein Besuch von Prof. Wolter und Frau Dipl.-Chem. Graciela Eguia in Wroclaw bei Prof. Miller statt. Als französische Austauschstudentin aus Le Mans (Frankreich) befasste sich vom Mai bis August 2006 Frau Charlotte Galy mit der MgO- Reaktivität, Siebanalysen und allgemeinen Labortätigkeiten. Am 30. November 2005 beendete Herr Dr. Henning Dörr seine 34jährige Tätigkeit in der Materialprüfanstalt und dem INW. Er betreute Bindemittelprüfungen, akkreditierte produzierende Betriebe und war für keramische Produkte, insbesondere Schornsteinrohre zuständig. Daneben zeichnete er für verschiedene physikalische und chemische Untersuchungsmethoden in Materialprüfung, Forschung und Lehre verantwortlich. Sein abschließendes Betätigungsfeld war die Modernisierung des Zeiseltesters für die Mahlbarkeitsprüfung, der von Fall zu Fall in der Werkstatt des Institutes nach bewährtem Muster gefertigt und kalibriert wird. 12

16 (Auszug aus Frankfurter Allgemeine Zeitung, Beruf und Chance, ) Traditionelles Arbeitsgruppen-Kochen bei Prof. Wolter 13

17 (Goslarsche Zeitung, ) (Goslarsche Zeitung, ) 14

18 4. Mitteilungen der Professur für Glas und Glastechnologie 4.1 Forschungstätigkeit Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) Normalverfahren - Quantifizierung der Grenzflächenspannung entmischter Gläser Struktur-Eigenschaftskorrelation anisotroper Gläser Diffusion, Speziation und Löslichkeit von Schwefel in Silicatschmelzen Sinterung von Glasmatrix-Kompositen mit partiell löslicher kristalliner Dispersphase Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen -Otto von Guericke- (AiF) Echtzeit-Lasersensoren zur Optimierung industrieller Verbrennungsprozesse lierungen für Edelstähle Rheologische Eigenschaften von Gemenge und Rauschmelze Europäischer Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) Erhöhung der Schlagfestigkeit von Glas für Automobilanwendungen Photokatalytisch aktive Sol-Gel-Schichten auf Dachziegeln Deutscher Akademischer Austauschdienst (DAAD) Thermochemie und optische Eigenschaften nanokristalliner Glaskeramiken im System (Ge.Si)-/Na.K.Rb)20-(Nb.V) 2 O 5 (Projektbezogener Personenaustausch mit Lissabon, Portugal). Förderung von Keimbildung und orientiertem Kristallwachstum in Glaskeramik durch mechanische Beanspruchung (Projektbezogener Personenaustausch mit Sao Carlos, Brasilien) Schott AG Gasgehaltsbestimmung in Glasschmelzen 4.2 Konferenzbeiträge (Vortrag und Poster) , DKG 1 st Symposium Hochleistungskeramik, Selb A. Moissev, H. Schröder, S.-U. Geißen, G. Helsch, J. Deubener, G. Heide, Photokatalytisch hochaktive Sol-Gel-Schichten auf Keramik: Anwendungen und Eigenschaften (Poster) L. Wondraczek, J. Deubener, L. Santos, Nanokristalline Glaskeramiken im System Me 2 O-Me 2 O 5 -(Si,Ge)O 2 (Poster) L. Wondraczek, S.T. Misture, R. Knitter, Keimbildung und Kristallisationskinetik von Lithiumorthosilicat-Glaskeramiken (Poster) , Gedenkkolloquium für Prof. Dr.-Ing. habil. Rolf Brückner, Mainz J. Deubener, Rheologische Eigenschaften silicatischer Schmelzen G. H. Frischat, Rolf Brückner als Mensch und Wissenschaftler , Deutscher Verband, Sitzung des Techn. Ausschusses, Hagen B. Heid (V), G.H. Frischat, P. Hellmold, Zur lierbarkeit von Edelstählen , 1 st University Workshop on Glass Science and Technology, Heringsand F. Celarie, AFM-measurements of anisotropic glasses J. Deubener, Guidance to scientific work A. Dittmar, Interfacial energy in phaseseparated glasses 15

19 B. Heid, Enamels for stainless steel G. Helsch, Antireflection-coatings for solar application Y. Min, Determination of mechanical properties by DMTA T. Peter, Surface analysis of glasses by SNMS C. Serban, Impact resistant sol-gelcoatings for automotive applications A. Thiel, Viscosity of sintering glass-matrix composites , Deutscher Verband, Regionales lierertreffen Ost, Allstedt B. Heid, Zur lierbarkeit von Edelstählen , Int. Conference on Non- Crystalline Solids, Maringa, Brazil A. Dittmar, L. Wondraczek, J. Deubener, Interfacial energy in phase separated glasses from emulsion rheology (Poster) A. Thiel, M. Eberstein, S. Reinsch, R. Müller, J. Deubener, Viscosity of sintering glass-matrix composites (Poster) , Geo-Tech-Silicate Meeting, Altenau H. Bornhöft, Spiegelofentechnologie an der TU Clausthal F. Celarie, AFM-studies on the crack behavior of silicate glasses A. Dittmar, Grenzflächenspannung entmischter Silicatgläser L. Grygarova, Heterogene Stoffsysteme des Gemengeschmelzens silicatischer Gläser B. Heid, Silicatische s auf Edelstahl G. Helsch, T. Peter, Chemische Tiefenprofilanalyse von silicatischen Gläsern mit der SNMS und Oberflächenanalytik von silicatischen Sol-Gel-Schichten M. Ostafin, Hochtemperatur IR-Materialien für Gassensoren C. Serban, Erhöhung der Steinschlagfestigkeit von silicatischen Gläsern für die Automobilindustrie A. Thiel, Rheologie und Sinterung von Silicatglas-Keramik-Kompositen S. Zietka, Fließverhalten wasserhaltiger Silicatschmelzen , Volksrepublik China G. H. Frischat (V), K. Wilm Improving the performance of silica glass crucibles fort he preparation of semiconducting silicon single crystals Shanghai, Institute of Optics and Fine Mechanics, Academia Sinica G. H. Frischat (V), G. Helsch, U. Hoffmann Examples of sol-gel coatings East China University of Science & Technology, Shanghai G. H. Frischat (V), A. Buksak, G. Heide Transport processes in heavy metal fluoride glasses East China University of Science & Technology, Shanghai G. H. Frischat Analysis of glass surfaces Wuhan University of Technology , technische Tagung, Bad Wildungen B. Heid (V), G.H. Frischat, P. Hellmold, Möglichkeiten zur gezielten Entwicklung von Edelstahl s , 13. Innovationstag Mittelstand 2006 AiF, Berlin B. Heid, G. H. Frischat, P. Hellmold, Möglichkeiten zur gezielten Entwicklung von Edelstahl s (Poster) 16

20 , CIMTEC 2006, 4 th Forum on New Materials, Acireale, Sizilien/Italien G. H. Frischat (V), A. Buksak, G. Heide, Self-diffusion and ion exchange in some heavy metal fluoride glasses , 8 th Intern. Conf. on the Advances in Fusion and Processing of Glass, Dresden L. Grygarova (V), J. Deubener, R. Trebbels, J. Krzoska, R.Conradt, Development of methods of comprehensive screening of batch rheology R. Müller (V), M. Gaber, H. Behrens, J. Deubener, Viscosity and degassing of hydrous silicate glasses M. Opyd (V), M.-L. Aigner, D. Köpsel, G. H. Frischat, Determination of intert gas solubilities in glass melts C. Romano (V), S. Börner, M. Ostafin, J. Deubener, W. Schade, Real time laser sensor for active process control in glass furnaces M. Szurman (V), G. Heide, G. H. Frischat, T. Pfeiffer, Sulfur diffusion in silicate glass melts L. Wondraczek (V), J. Deubener, Recent trends in containerless processing of glass , 80. Glastechnische Tagung, Dresden H. Bornhöft, J. Deubener, Mechanische Eigenschaften und Relaxationsverhalten von Borosilicatglasschmelzen ermittelt durch Ultraschallmessungen (Poster) F. Celarie, A. Dittmar, A. Peters, L. Wondraczek, J. Deubener, Submicrostructure in anisotropic phosphate glass (Poster) A. Dittmar, L. Wondraczek, J. Deubener, Bestimmung der Grenzflächenspannung entmischter Gläser (Poster) M. Eberstein, A. Thiel, S. Reinsch, R. Müller, J. Deubener, W.A. Schiller, Sinterkinetik von Glasmatrix-Kompositen mit reaktiver Dispersphase (Poster) B. Heid, G. H. Frischat, P. Hellmold, lierungen für Edelstähle (Poster) S. Reinsch, R. Schadrack, R. Müller, H. Behrens, J. Deubener, Bestimmung der Glastransformationstemperatur wasserhaltiger Gläser (Poster) C. Serban (V), G. Helsch, J. Deubener, S. Probst, T. Schmidt, Erhöhung der Schlagfestigkeit von Glas für Automobilanwendungen A. Thiel (V), M. Eberstein, S. Reinsch, R. Müller, J. Deubener, W.A. Schiller, Viskosität von sinternden Glasmatrix-Kompositen S. Zietka, J. Deubener, H. Behrens, R. Müller, Viskosität von hydratisierten Kieselgläsern im Bereich der Glastransformation (Poster) , 8 th Intern. Otto Schott Colloquium, Jena J. Deubener (V), S. Zietka, P. del Gaudio, H. Behrens, S. Reinsch, R. Müller, Nonlinear viscous flow of water-bearing silicate melts A. Dittmar, L. Wondraczek, J. Deubener, Determination of the interfacial energy in phase-separated glasses by droplet deformation (Poster) M. Eberstein, S. Reinsch, A. Thiel, R. Müller, J. Deubener, Sintering of glass ceramic composites for microelectronics (Poster) S. Reinsch, R. Müller, J. Deubener, H. Behrens, Mechanical loss spectroscopy on water enriched glasses (Poster) K. Wilm, G. H. Frischat (V), Improving the performance of silica glass crucibles for the preparation of semiconducting silicon single crystals L. Wondraczek (V), Y. Yue, J. Deubener, H. Behrens, Relaxation and glass transition in mechanically excited glass 17

21 , 8 th ESG Conference, Sunderland, UK M. Opyd (V), M.-L. Aigner, D. Köpsel, G. H. Frischat, Determination of inert gas solubility in borosilicate glass melts with special reference to nitrogen , 10 th Intern. Conf. on the Structure of Non-Crystalline Materials, Prague, CR G. H. Frischat (V), J.-F. Poggemann, G. Heide, Real space characterization of glass surfaces by atomic force microscopy (invited) L. Santos (V), R. M. Almeida, J. Deubener, L. Wondraczek, Vibrational spectra and structure of niobium germanate glasses , 7 th Intern. Congress of the Solid State Chemistry, Pardubice, CR G. H. Frischat (V), A. Buksak, G. Heide, B. Roling, Transport processes in heavy metal fluoride glasses (invited) , 84. DMG-Tagung, Hannover L. Backnäs, J. Deubener, J. Stelling, H. Behrens, R. G. C. Beerkens, Verheijen, O., Mangold, S. Göttlicher, J., XANES studies on sulphur speciation in silicate glasses (Poster) L. Grygarova, J. Deubener (V), Rheologische Eigenschaften teilaufgeschmolzener Gemenge bei der Glasherstellung J. Stelling, H. Behrens, L. Backnäs, S. Mangold, J. Göttlicher, Diffusivity and speciation of sulphur in simple silicate melts (Poster) A. Thiel (V), M. Eberstein, S. Reinsch, R. Müller, J. Deubener, W.A. Schiller, Viskosität von sinternden Glasmatrix-Kompositen A. Dittmar, L. Wondraczek, J. Deubener (V), Liquid-liquid interfacial energies in phase separating glasses R. Müller (V), M. Eberstein, S. Reinsch, J. Deubener, A. Thiel, W.A. Schiller, Sintering of glass matrix composites for LTCC applications (invited) 4.3 Veröffentlichungen Artikel in referierten Zeitschriften A. Buksak, G. Heide, G. H. Frischat, Na+- Li+ ion exchange on some heavy metal fluoride glasses, Eur. J. Glass Sci. Technol. B 47 (2006) U. Hoffmann, G. Heide, G. H. Frischat, Reactions between sol-gel coatings and some technical glass substrates during consolidation, J. Non-Cryst. Solids 351 (2005) H. Li, R. Brow, J. Deubener, J. T. Kohli, Y. Z. Yue, Inorganic crystalline and a- morphous fibers - Science and technology, J. Am. Ceram. Soc. 89 (2006) 1 K. Wilm, G. H. Frischat, Coating and diffusion studies to improve the performance of silica glass crucibles for the preparation of semiconducting silicon single crystals, Eur. J. Glass Sci. Technol. A 47 (2006) L. Wondraczek, A. Dittmar, C. Oelgardt, F. Celarie, M. Ciccotti, C. Marliere, Real-time observation of a non-equilibrium liquid condensate confined at tensile crack tips in oxide glasses, J. Am. Ceram. Soc. 89 (2006) L. Wondraczek, J. Deubener, St. Misture, R. Knitter, Crystallization kinetics of lithium orthosilicate glasses, J. Am. Ceram. Soc. 89 (2006) , Jackson Hole WY, USA J. Deubener, L. Wondraczek, Nucleation Kinetics of Silicate Glasses with Different Framework Connectivity (Poster) 18

22 Artikel in Konferenzbänden und nicht referierten Zeitschriften K. Kanzler, G. H. Frischat, P. Hellmold, Möglichkeiten der Herstellung und Nutzung von Schaum s, DEV-Mitt. 54 (2006) B. Radomski, G. H. Frischat, P. Hellmold, Reasons for corrosion damages of segmented, enamelled tanks, Proc. 20th Int. Enamellers Congress, Istanbul, Turkey 2005, p M. Krzyzak, G. H. Frischat, P. Hellmold, Improvement of enamel surfaces by solgel coating, Proc. 20th Int. Enamellers Congress, Istanbul, Turkey 2005, p Patente M. Krzyzak, G. Helsch, G. Heide, G. H. Frischat, Method for making a glass body with phosphorous- and porous SiO 2 - containing coating, glass body made thereby and solution for making same, US- Patent 6, 998, 177 B2 erteilt am 14. Februar spielt dabei die Anwesenheit von Wasser. In ihren Berichten zeigten Tomozava u. M., dass die Diffusion von Wasser in einem Kieselglas durch eine auf die Rissspitze wirkende Spannung erleichtert wird und sich somit lokal auf die mechanischen Eigenschaften auswirkt. Wiederhorn nahm hypothetisch an, dass die Rissspitze durch hohe Luftfeuchtigkeiten in ihre Umgebung befeuchtet wird oder sogar ein Reaktionsprodukt zwischen dem auf dem Glas kondensierenden Wasser und dem Glas selbst entsteht. Durch diese Reaktion und der Zusammensetzung des Glases wird der chemische Charakter der Rissspitze kontrolliert. Im Falle der Kieselgläser resultiert dies in einer sauren Umgebung an der Spitze. Sind Netzwerkwandler Ionen im Kieselglas anwesend (Verunreinigungen) sind Korrosionsvorgänge, die durch Ionenaustausch eingeleitet werden, denkbar. Bislang wurde die Risschemie noch nicht vollständig verstanden. Mit Hilfe von AFM Methoden wurden die Prozesse an der Rissspitze studiert und der Nachweis einer flüssigen Phase und die Bedingungen für ihre Entstehung erbracht. 4.4 Studien-, Diplom-, Doktor- und Habilitationsarbeiten Studienarbeit / Bachelor thesis Oelgardt, C. Untersuchungen der Bruchmechanismen an einem Kieselglas Betreuer: Deubener/Wondraczek Das Bruchverhalten von Gläsern ist mit den Mechanismen der Rissausbreitung verknüpft. Bei einer sehr langsamen Rissgeschwindigkeit in oxidischen Gläsern bringt man den Bruch mit der Spannungskorrosion in Verbindung. Das Phänomen der Spannungskorrosion wird als beschleunigte Korrosion verstanden, die durch die erhöhte Spannungskonzentration an der Rissspitze erklärt wird. Eine große Rolle Szepanski, C. Evaluation eines Hochleistungsspiegelofens zum behälterlosen Schmelzen von Glas. Betreuer: Deubener/Wondraczek Hinsichtlich des erzielbaren Eigenschaftsprofils von Glaswerkstoffen steigen die Anforderungen an die Reinheit und Homogenität von Glasschmelzen. Der limitierende Faktor ist dabei in erster Linie der Schmelzprozess hochreiner Glaszusammensetzungen, der mit konventionellen Methoden aufgrund des möglichen Glasbildungsbereichs und der Kontaminationsgefahr durch den Schmelzbehälter nur geringe Variationsmöglichkeiten bietet. Zu geringe Abkühlgeschwindigkeiten und insbesondere einsetzende heterogene Kristallisation sind hier die entscheidenden Parameter. Durch den Kontakt der Schmelze mit der Ofenbzw. Tiegelwand und der Ofenatmosphäre 19

23 sind prinzipiell bedingt heterogene Keimbildner vorhanden. Zudem können unerwünschte Reaktionen und Wärmebrücken auftreten. Daher sind alternative Schmelzverfahren wünschenswert. Eine Alternative stellt das behälterlose Schmelzen in einem Spiegelofen dar, welches unter definierter Ofenatmosphäre oder Vakuum durchgeführt wird. Im Rahmen dieser Arbeit wird das Zonenschmelzen in einem Spiegelofen betrachtet. Anstelle von Heizelementen werden im Spiegelofen handelsübliche Halogen- und Xenon- Lampen verwendet, die in einem Fokus ellipsenförmiger Reflektoren montiert sind und deren Strahlung auf die im anderen Fokuspunkt befindliche Probe konzentriert wird. Das abgestrahlte Spektrum dieser Lampen erstreckt sich vom ultravioletten bis zum infraroten Frequenzbereich. Im Fokuspunkt kommt es durch Absorption in der Probe zur Aufheizung und zum Schmelzen derselben, wobei die viskose Schmelze in der Schmelzzone allein durch ihre Oberflächenspannung stabilisiert wird. Die vorliegende Arbeit soll erstmals eine Evaluation des als Prototyp installierten Hybrid- Spiegelofens zur Herstellung und Verarbeitung von hochreinen und hochschmelzenden Glaszusammensetzungen zur Verfügung stellen. Es werden die Vor- und Nachteile sowie die Einsatzbereiche dieses neuartigen Systems aufgezeigt. Diplomarbeit / Masterthesis Vollbrecht, D. Herstellung und Charakterisierung elastischer Ormosil-Schichten zum Fügen von Materialien unterschiedlicher thermischer Ausdehnung. Betreuer: Adam/Deubener Künstlich gezüchtete und hochreine Einkristalle aus Magnesiumfluorid werden in der chemischen Analytik sowie der präparativen Photochemie als Strahlungsfenster in Deuteriumlampen eingesetzt. Ihr Emissionsbereich reicht im kurzwelligen Vakuum-UV (λ < 200 nm) weiter als der von Standardlampen aus Kieselglas. Während diese nur die Transmission von UV-Strahlung bis λ > 180 nm zulassen, ermöglichen Deuteriumlampen mit Magnesiumfluoridstrahlungsfenster die Transmission von UV-Strahlung bis λ > 110 nm. Die Herstellung dieser zweiteiligen Deuteriumlampen (Lampenkörper aus Kieselglas, Strahlungsfenster aus kristallinem MgF 2 ) gestaltet sich deutlich aufwendiger, als die von einteiligen Modellen (nur Kieselglas). Bevor die Lampen während der Fertigung mit Deuterium befüllt werden können, müssen sie für mehrere Stunden unter Hochvakuum ausgeheizt werden. Diese Behandlung dient der vollständigen Entfernung des in einer Dicke von mehreren Moleküllagen anhaftenden Wassers aus dem Lampeninneren. Bei den zweiteiligen Lampen kommt es dabei wegen des großen Unterschieds der thermischen Ausdehnungskoeffizienten α von Kieselglas und Magnesiumfluorid ( α 13, /K) zu Spannung zwischen diesen beiden Werkstoffen. Diese Spannungskräfte führen in Verbindung mit der großen Sprödigkeit beider Materialien zu schwerwiegenden Beschädigungen (Rissbildung) und mithin zur Zerstörung der Lampe (auch eine nur durch Risse beschädigte Lampe wird wegen der daraus resultierenden Undichtigkeit unbrauchbar). Nach aktuellem Stand der Technik lassen sich aus diesem Grund nur kleine und leistungsschwache Deuteriumlampen mit Magnesiumfluoridstrahlungsfenster ökonomisch rentabel anfertigen. Ziel dieser Arbeit wird die Entwicklung und Charakterisierung eines Binders/Klebstoffs sein, welcher eine dauerhaft stabile und elastische Verbindung von Magnesiumfluorid und Kieselglas auch unter thermischer Belastung gewährleistet. Dieser Klebstoff soll auf einem organisch modifizierten, silicatischen Gel basieren. Ein solches Gel genügt zum einen durch die silicatische Matrix den hohen Anforderungen an Stabilität und Haltbarkeit. Zum anderen kann durch die chemische Verbin- 20