Über die Kinetik der Oxydation und Reduktion von Wüstit innerhalb seines Existenzgebietes

Abhängigkeit der Sauerstoffaktivität des Wüstits von seiner Zusammensetzung. Gravimetrische Messungen zur Abhängigkeit der Oxydations- und der Reduktionsgeschwindigkeit des Wüstits von seiner Sauerstoffaktivität in H₂O/H₂- und CO₂/CO-Gemischen.     

Kinetik und Mechanismus der Oxydation und Reduktion von Wüstit in Wasserdampf-Wasserstoff-Gemischen

Deuterium-Austausch zwischen Wasserdampf und Wasserstoff an der Wüstitoberfläche. Widerstandsmessungen zur Untersuchung der Sauerstoffübertragung. Nachweis der Teilschritte H₂O = OH(ad) + H(ad) und OH(ad) = O(ad) + H(ad) bei der Sauerstoffübertragung. Geschwindigkeitsgleichungen der Teilschritte. Abhängigkeit von Druck, Sauerstoffaktivität und Temperatur. Kontrolle der Reaktionsgeschwindigkeit durch die Teilreaktionen.     

Bildung von Eisenkeimen bei der Reduktion von Wüstit

Keimbildung des Eisens bei der Reduktion von Wüstit bei 700 °C. Einfluß von Gitterstörungen und Gasatmosphäre auf die Eisenkeimbildung. Praktische Auswirkung der Hemmung der Eisenkeimbildung für die Eisenoxydreduktion im Hochofen.     

Untersuchungen zum Kristallabbau bei der Reduktion von Wüstit

Reduktionsversuche an auf Eisen aufoxydiertem Wüstit mit Kohlenmonoxid-Kohlendioxid-Stickstoff- und Wasserstoff-Wasserdampf-Stickstoff-Gasgemischen. Mikroskopische Beobachtung der anreduzierten Wüstitoberfläche. Beeinflussung der Reduktion durch die Oberflächentopographie des Wüstits. Analogie der Wüstitreduktion unter gleichgewichtsnahen Bedingungen zur Kristallverdampfung.     

Die elektrische Leitfähigkeit von Wüstit

Herstellung reiner Wüstitproben aus Eisenblech mit angeschweiβten Platinelektroden. Veränderung des Fehlordnungsgrades der Proben durch Zugabe kleiner Wasserstoff- bzw. Sauerstoffmengen bei Versuchstemperatur. Messung des elektrischen Widerstandes nach der Vier-Punkt-Methode. Abhängigkeit der Leitfähigkeit von Temperatur und Fehlordnungsgrad. Deutung der elektrischen Leitung als thermisch aktivierter Übergang von Defektelektronen zwischen drei- und zweiwertigen Eisenionen.     

Über die Reduktion von Wüstit mit Wasserstoff-Wasserdampf- und Kohlenmonoxyd-Kohlendioxyd-Gemischen

Herstellung der Wüstitproben und Versuchsdurchführung. Reduktionskinetik des Wüstits bei deckender Eisenschicht. Gaswechselversuche und Bestimmung der kritischen Kohlenstoffaktivität. Reduktionskinetik des Wüstits bei poröser Eisenschicht.     

Über die beschleunigende Wirkung von metallischem Nickel auf den Sauerstoffabbau aus Nickel (II)-oxid und Wüstit

Untersuchung des Anfangsbereichs der Reduktion von Nickel(II)-oxid für Temperaturen von 930 bis 1140 °C durch schrittweisen Sauerstoffabbau mit Wasserstoff und gleichzeitige Messung von Reduktionsgeschwindigkeit und Probenleitfähigkeit. Aussagen über die Beschleunigung des Sauerstoffabbaus durch die arteigene Metallphase. Versuche zur katalytischen Beschleunigung der Reduktionsgeschwindigkeit von Wüstit durch metallisches Nickel. Ermittlung der Geschwindigkeitsgleichungen für die Reduktion an der Dreiphasengrenze Metall–Oxid–Gas.     

Wachstum der Eisenphase auf Wüstit während der Reduktion in Wasserstoff-Wasserdampf-Gemischen

Durch direkte Beobachtung des Wachstums der Eisenphase auf Wüstit in einem Mikroskop-Heiztisch Ableitung eines linearen Zeitgesetzes. Beschreibung des Sauerstoffausbaus im wesentlichen in der Dreiphasengrenze Eisen/Wüstit/Gasatmosphäre. Untersuchung des Einflusses von Wasserdampf Zusätzen zum Reduktionsgas hinsichtlich einer ausgeprägten Hemmung der Wachstumsgeschwindigkeit.     

Einfluß von Wasserstoffzusätzen zu kohlenmonoxidhaltigen Gasgemischen auf die Reduktion von Wüstit

Ermittlung der Geschwindigkeitskoeffizienten der Wüstitreduktion mit Wasserstoff und Kohlenmonoxid. Aufstellung von Geschwindigkeitsgleichungen für den Reduktionsverlauf an dichten und porösen Oxiden. Untersuchung des Zusammenhangs zwischen Reduktionsbedingungen und Oxidtopographie und des Einflusses der Oxidoberfläche auf den Reduktionsverlauf.     

Über den Verlauf der Reduktion von Wüstit mit Zusätzen an Fremdoxiden

Einteilung der Fremdoxide nach den Löslichkeitsverhältnissen im Wüstit. Untersuchung homogener und heterogener Ausgangsproben. Ermittlung der Sauerstoffabbaukurven und der Reduktionsgeschwindigkeiten. Aufteilung der Gesamtreaktion in kennzeichnende Teilschritte. Erörterung über die Beeinflussung der Reduktion durch die Zusatzoxide Al₂O₃, BaO, CaO, K₂O, MgO, MnO, Na₂O und SiO₂.     

Kinetik und Stukturumwandlung bei der Reduktion von Hämatit in Magnetit

Untersuchung des Mechanismus und der Kinetik der Reduktion von Hämatit zu Magnetit mit Kohlenmonoxid-Kohlendioxid-Gemischen als Reduktionsgas. Ermittlung von Aussagen über den alleinigen Ablauf der chemischen Reaktion an feinverteiltem Fe₂O₃-Pulver mit einem Teilchendurchmesser kleiner als 4000 Å. Erörterung der Ergebnisse bei gleichzeitigem Ablaufen von chemischer Reaktion und Diffusion. Ermittlung der Aktivierungsenergien. Aussagen über die Texturveränderungen bei der Reduktion und über die kristallographische Reversibilität bei Reduktion und Oxidation.     

Untersuchungen zur Kinetik der Entschwefelung kohlenstoffgesättigten Eisens durch schwachbasische synthetische Hochofenschlacken bei gleichzeitiger Oxidation des Schwefels aus der Schlacke

Grundsätzliche Betrachtungen und experimentelle Untersuchungen bei 1400°C zur Kinetik des Schwefelüberganges aus kohlenstoffgesättigtem Eisen über die schwachbasische hochofenartige Schlacke in das stark oxidierende Gas mit den beiden Entschwefelungsreaktionen an der Phasengrenze Eisen–Schlacke unter reduzierenden Bedingungen und an der Phasengrenze Schlacke–Gas unter oxidierenden. Erklärung der verschiedenen Versuchsergebnisse mit der Modellvorstellung von zwei in der Schlackenschicht getrennten Reaktionsflächen.     

Periodische Störungen im Wüstitgitter bei Bildung und Zerfall

Mögliche Atomverteilungen im Gitter, die von der genauen Kochsalzstruktur abweichen. Guinier-Aufnahmen an Pulvern. Schwenk- und Weißenberg-Diagramme von Einkristallen. Zerfall und Bildung von Wüstit, beobachtet an den Aufnahmen eines Einkristalls. Beschreibung der dabei auftretenden Gitteränderungen.     

Kinetik und Mechanismen der Oberflächenreaktionen bei der Auf- und Entkohlung und Auf- und Entstickung von Eisen in Gasen

Beschreibung der Kinetik und Mechanismen der wichtigsten Reaktionen, die bei der Aufkohlung und Entkohlung sowie der Aufstickung und Entstickung von Eisen und Stahl von Bedeutung sind. Angabe von kinetischen Werten für diese Reaktionen an der Oberfläche von reinem Eisen. Erläuterung der geschwindigkeitsbestimmenden Schritte der verschiedenen Reaktionen und der den Reaktionsablauf beschreibenden atomistischen Mechanismen.     

Kinetik des Wasserstoff- oder Stickstoffaustausches zwischen Gasphasen und flüssigen Fe-Cr-, Fe-Mn-, Fe-Ni- und Fe-Si-Legierungen bei schwacher Badbewegung

Ermittlung der Geschwindigkeit der Gasaufnahme und -abgabe durch flüssige Eisenlegierungen. Messung von Druck-Zeit-Kurven. Berechnung der Temperatur- und Konzentrationsfunktionen der Dichten der Eisenlegierungen. Berechnung von Stoffübergangskoeffizienten. Einfluß der Elemente Chrom, Mangan, Nickel und Silicium auf den transportkontrollierten Stoffübergang. Deutung dieses Legierungseinflusses durch Diffusion, Konvektion und Grenzflächenspannung.     

Berechnung des Temperaturfeldes und des Wärmebedarfs bei der Wärmebehandlung zylindrischer Blöcke

Theoretische Grundlagen zur Berechnung zeitlich veränderlicher Temperaturfelder. Aufstellen der Differenzengleichungen bei veränderlichen Stoffwerten. Berechnung der Wärmestromdichte aus dem Wärmeinhalt. Beschreibung eines Programmes zur Ermittlung des zeitlichen Temperaturfeldes und des Wärmebedarfs aus der Oberflächentemperatur. Anwendung des Programmes auf den Glühprozeβ in einem Hubbalkenofen und das Flockenfreiglühen eines Blockes.     

Kinetik des Wasserstoff- und Stickstoffaustausches zwischen Gasphase und flüssigem Reineisen in Abhängigkeit von Druck,Temperatur und Badbewegung

Messung der Wasserstoff- und Stickstoffaufnahme und -abgabe durch flüssiges Reineisen mit weniger als 50 ppm Sauerstoff oder Schwefel in einer abgeänderten Sieverts-Zelle. Berechnung von Stoffübergangskoeffizienten. Veränderung der Badbewegung durch Heizzylinder aus Molybdän. Ermittlung des geschwindigkeitsbestimmenden Teilschritts durch Veränderung der Grenzflächenkonzentration c*, der Konzentrationsunterschiede (c*?c_o), der Temperatur und durch Absorptions- und Desorptionsversuche. Einfluß einer Schlackendecke auf dem Bad. Messung der Wasserstoffdiffusion in γ-Eisen.     

Temperatur- und Frequenzabhängigkeit des Spannung-Dehnung-Verhaltens von Baustahl bei Wechselbeanspruchung

Wechselentfestigungsversuche am Stahl Ck 10 mit Spannungsamplituden unterhalb der Streckgrenze im Temperaturbereich ± 70°C und bei Beanspruchungsfrequenzen zwischen 0,01 und 10 Hz. Ermittlung des Einflusses der Temperatur und der Beanspruchungsfrequenz auf den Beginn und den Verlauf der Wechselentfestigung. Beobachtung einer ausgeprägten Frequenzabhängigkeit der Lastwechselzahl für den Beginn der Wechselentfestigung bei tiefen Temperaturen und/oder hohen Beanspruchungsfrequenzen. Rückgang der Frequenzabhängigkeit mit steigender Temperatur und/oder kleiner werdender Beanspruchungsfrequenz. Im Temperaturbereich über 0°C und bei einer Frequenz kleiner als 1 Hz weitgehendes Verschwinden des Temperatur- und Frequenzeinflusses auf die Lastwechselzahl für den Beginn der Wechselentfestigung. Deutung der Versuchsergebnisse auf der Grundlage thermisch aktivierbarer Prozesse, nämlich der spannungsinduzierten Diffusion von Kohlenstoffteilchenatomen an Versetzungen.     

Das Gesetz der Volumenkonstanz als alleinige Voraussetzung bei der Ermittlung von Streck- und Tiefziehfähigkeit aus Ergebnissen des Zugversuchs

Bedeutung der Verfestigungs- und Anisotropiekoeffizienten für die Streck- und Tiefziehfähigkeit von Blech. Kennzeichnung der Umformbarkeit unter der Voraussetzung der Volumenkonstanz beim Umformen. Ermittlung von Kennwerten für die Streck- und Tiefziehfähigkeit aus dem Zusammenhang zwischen Höchstkraft und zugeordneter Dehnung im Zugversuch.     

Gleitspuren und Anrisse an der Oberfläche biegewechselbeanspruchter Flachproben aus austenitischen Stählen bei Raumtemperatur

Biegewechselversuche an ungekerbten, metallographisch oder elektrolytisch polierten Flachproben aus je zwei austenitischen Chrom-Nickel- und Mangan-Chrom-Stählen. Ermittlung der Wöhlerlinien und der Grenzlinien für das Auftreten der ersten Verformungsspuren. Erfassung der Gleitspuren und Dauerbruchanrisse in Abhängigkeit von Beanspruchungshöhe und -dauer im Lichtmikroskop mit Hellfeldbeleuchtung und mit dem Phasenkontrastverfahren an der Probenoberfläche. Elektronenmikroskopische Untersuchungen über das Gleitspurenaussehen unter Verwendung von Lackabdrucken.