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CALPHAD ist die Abkürzung von "Calculation of Phase Diagrams". Es wird weiterhin im Untertitel des CALPHAD-Journals als "The Computer Coupling of Phase Diagrams and Thermochemistry" definiert. Nämlich ist es die englische Bezeichnung für die computergeschützte Simulation von Phasendiagrammen und Thermochemie (SaM98). CALPHAD ist eine beliebte Methode, um ein Phasendiagramm zu erhalten. Heutzutage wird die CALPHAD-Methode in vielen Bereichen angewendet, wie Stahlindustrie, Nichteisenmetall, Salzschmelze, Keramischer Werkstoff, Polymermaterialien, Chemieindustrie und so weiter. Als ein wichtiger Parameter in CALPHAD ist Gibbs-Energie sowie Funktionen nach Gibbs-Energie. Mittels erweiternder Forschungen können mehrere thermochemische Eigenschaften oder Daten nach CALPHAD berechnet und eingeschätzt werden, wie Diffusion, Phase-field sowie Mikrostruktur oder andere. In der schon erwähnten Arbeit wurde die Entwicklung von CALPHAD vorgestellt. Diese Methode weist vorteilhaft weniger Zeitaufwand und einfacher Bedienbarkeit auf. Trotzdem hat die auch seine Einschränkung. Die heutzutage meist verwendete Datenbank für CALPHAD ist die aus SGTE (Scientific Group Thermodata Europe). Die jeweiligen vorgegebenen Daten von reinen Elementen in dieser Datenbank werden bei Standardatmosphäre und normaler Raumtemperatur (1atm; 298,15K) definiert. Um die extremen Bedingungen wie beim Ultrahochdruck oder sehr niedriger Temperatur zu untersuchen, wurden weitere nachfolgende Forschungen gefördert. Die heutige Datenbank von CALPHAD wird allmählich für solche Bedingungen ergänzt. Mit der Erscheinung von Nanomaterial ist die Auswirkung von der Materialgröße unvermeidbar. Es gibt schon einige Forschungen für Einschätzung der thermodynamischen Stabilität und der Eigenschaft von Nanomaterial. Trotzdem sind die anfänglichen Forschungen noch unzureichend, um die Datenbank zu erneuern. Auf der anderen Seite werden Eisenlegierungen in Bereichen von Elektronik, Maschinenbau sowie Chemieanlagenbau angewendet. Legierungselemente spielen eine wichtige Rolle in der Veränderung der Eigenschaften von einer Legierung. Normalerweise wirken die möglichen Legierungselemente in Eisenlegierung als Zusatz ein. Die möglichen Phasendiagramme des binären oder ternären Systems von Eisen mit entsprechendem Legierungselement Eisen werden durch gelieferte Daten aus Experiment oder thermodynamischer Modellierung nach CALPHAD werden dargestellt und beschrieben. Ein Phasendiagramm ist ein Maßstab zur Bestimmung des Zustands von einem Material in einer gewissen Bedingung. Die Begriffe von Phase und Phasendiagramm wurden erklärt. Löslichkeit spielt eine wichtige Rolle in Bildung des Mischkristalls. Beim Erstarren mit unterschiedlicher Situation von Löslichkeit zwischen zwei Elemente werden verschiedene Arten von Phasendiagrammen erhalten. Einige davon wurden dargestellt und beschrieben. Die Bestimmung der Gibbs-Energie bei einem gewissen Punkt wurde dann vorgestellt. Normalerweise ist die Lösungsphase eine relativ wichtigere Phase während der Modellierung von Gibbs-Energie nach CALPHAD. Einige Modelle von Gibbs-Energie für die Lösungsphase wurden angezeigt und beschrieben. Zusätzlich wurde die Triebkraft kurz erklärt. Aus den Recherchen kann man herausfinden, dass relativ geringe Arbeiten durch die Simulation über Phasendiagramm des Fe-Ni-C Systems diskutieren. Deshalb ist diese zusätzliche Forschung der Phasendiagramme von Fe-Ni-C System durch die computergestützte Simulation notwendig. Das Phasendiagramm von Fe-Ni-C System wurde mittels Thermo-Calc hergestellt. Im Vergleich zur gefundenen Literatur für Fe-Ni-C System wurden einige unterschiedlichen Punkte beobachtet. Für die Untersuchung von Triebkraft wurde X6Cr17 ausgewählt. Die Triebkraft von M23C6 in Matrix BCC_A2 bei 650 ˚C wurde auch mittels Thermo-Calc nach CALPHAD berechnet und die relevanten Diagramme mit verschiedenen Parametern dargestellt. Zusätzlich wurde das Phasendiagramm von Fe-Cr-C System erstellt und mit der gefundenen Literatur verglichen. In der Zukunft dürfen mehrere Experimente für Phasendiagramm von Fe-Ni-C System und weitere Simulationen davon mit kompletter Version von Thermo-Calc geführt werden. Durch mehrere Vergleichsversuche kann das Ergebnis weiterhin überprüft werden.

Neben der Elektromobilität werden der Brennstoffzellentechnologie, aufgrund der höheren Reichweite und kürzeren Betankungsdauer, großes Potenzial zugesprochen. Um diese Reichweiten realisieren zu können, wird der als Treibstoff benötigte Wasserstoff in Druckspeichern mit einem Betriebsdruck von 70 MPa gespeichert. Zwar unterliegen die Druckspeicher hohen Sicherheitsrichtlinien, jedoch können kritische Beschädigungen, aufgrund des enormen Innendrucks, verheerende Folgen haben. Einen neuen Grad an Sicherheit könnte ein Health Monitoring System schaffen, welches den Druckspeicher hinsichtlich Schädigungen durch äußere Impacts überwacht. In der vorliegenden Arbeit werden zunächst Methoden des Health Monitorings sowie bestehende Anwendungen erläutert. Auf dieser Grundlage werden innovative Konzepte entwickelt und nach unterschiedlichen Kriterien bewertet. Die Konzepte mit dem höchsten Potenzial werden Versuchen im Rahmen einer Erprobung unterzogen und anschließend auf Basis der Versuchsergebnisse analysiert. Dabei erweist sich die Nutzung piezoelektrischer Körperschallsensoren, welche bauraumfreundlich an den metallischen Boss des Druckspeichers montiert werden, als das vielversprechendste Konzept. Die Versuchsergebnisse zeigen, dass selbst geringste Impacts registriert werden können. Beim Einsatz von Sensoren an beiden Bossen erscheinen sogar Aussagen zur Position und Stärke des Impacts möglich. Für die Überprüfung dieser Hypothese bedarf es allerdings weiterer Versuche.

This research studies the effect of multi-wall carbon nanotube (MWCNT) coated nickel to foaming time on the foam expansion and the distribution of pore sizes MWCNT reinforced AlMg4Si8 foam composite by powder metallurgy process. To control interface reactivity and wettability between MWCNT and the metal matrix, nickel coating is carried out on the MWCNT surface. Significantly, different foaming behavior of the MWCNT coated nickel reinforced AlMg4Si8 was studied with a foaming time variation of 8 and 9 min. Digital images generated by the imaging system are used with the MATLAB R2017a algorithm to determine the porosity of the surface and the pore area of aluminum foam efficiently. The results can have important implications for processing MWCNT coated nickel reinforced aluminum alloy composites.

In der Automobilindustrie wird ein immer größeres Augenmerk auf Fahrerassistenzsysteme und autonomes Fahren gelegt. Diese Arbeit beschreibt die Auswirkungen der Nutzung von künstlicher Intelligenz in der Serienentwicklung eines Automobilkonzerns. Dabei wird speziell auf die Veränderung einer Architektur und den Einsatz von lernenden Algorithmen eingegangen. Es werden Entwicklungs- und Absicherungskonzepte ausgehend von den bestehenden gesetzlichen Grundlagen geschaffen. Diese werden in Prozesse umgesetzt sowie in den Produktentstehungsprozess integriert. Des Weiteren wird ein Reifegradmodell zur Qualifizierung von Softwarekomponenten aufgestellt.