@phdthesis{Sadek2020, author = {Sadek, Alexander}, title = {Elektrochemisch gest{\"u}tzte Abscheidung kupfer- und zinkdotierter Magnesiumphosphatschichten auf Titan}, doi = {10.25972/OPUS-20916}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-209166}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2020}, abstract = {Zur Entwicklung von Implantaten, welche eine komplikations{\"a}rmere Einheilung aufweisen, wurde eine d{\"u}nne, homogene Beschichtung von Titanprobenk{\"o}rpern mit Struvit mithilfe elektrochemischer Abscheidung generiert. Hierbei wurden dem Basiselektrolyt in den Versuchsreihen unterschiedliche Konzentrationen an Kupfer-(II)-nitrat-3-hydrat- und/oder Zinknitrat-6-hydratl{\"o}sung hinzugef{\"u}gt. Die experimentelle Freisetzung erfolgte in drei unterschiedlichen physiologischen N{\"a}hrmedien: simulated body fluid (SBF), fetal calf serum (FCS) und Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM). Es konnte gezeigt werden, dass eine antibakteriell wirkende Menge an Kupfer- und Zinkionen freigesetzt wurde. Zusammenfassend stellt die elektrochemische Abscheidung von mit Kupfer- und Zink-dotierten Struvit auf Titanoberfl{\"a}chen einen vielversprechenden Ansatz in der Implantologie hinsichtlich der Einheilzeit im Knochen sowie der Risikominimierung des Verlustes dar.}, subject = {Struvit}, language = {de} } @phdthesis{Hoehn2017, author = {H{\"o}hn, Stefan}, title = {Geologischer Rahmen und Genese der Kupferberger Cu-Zn-Lagerst{\"a}tte}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-155759}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2017}, abstract = {Bei der Cu-Zn-Lagerst{\"a}tte bei Kupferberg, 10 km nord{\"o}stlich von Kulmbach, handelt es sich um Bayerns gr{\"o}ßten, historischen Buntmetallabbau. Der etwa 4 km lange Zug einzelner, stratiformer Erzlinsen befindet sich im Nordwesten in der parautochthonen Randschiefer Formation und im S{\"u}dosten in der Prasinit-Phyllit Formation, die ein Teil der allochthonen M{\"u}nchberger Gneismasse ist. Bisherige Versuche, die Genese der Lagerst{\"a}tte zu erkl{\"a}ren, scheiterten daran, den versatzlosen {\"U}bertritt einer stratiformen Lagerst{\"a}tte {\"u}ber eine regional bedeutende St{\"o}rungszone zu erkl{\"a}ren. U-Pb Zirkondatierungen an mafischen und felsischen Vulkaniten im Umfeld der Lagerst{\"a}tte best{\"a}tigten das Bild eines kambrisch-ordovizischen Extensionsvulkanismus. Das Fehlen von N-MORB-{\"a}hnlichen geochemischen Signaturen in den untersuchten Proben der gesamten s{\"u}dwestlichen, saxothuringischen Vogtland Synklinale deutet auf eine gescheiterte Riftbildung am Nordrand Gondwanas hin und setzt somit den geotektonischen Rahmen f{\"u}r die Ablagerung der Wirtsformation(en). Die Cu-Zn-Vererzung selbst liegt hier im Wesentlichen als Vergesellschaftung von Pyrit, Chalkopyrit, Sphalerit, Quarz und Kalzit in kohlenstoffreichem Tonschiefer vor. Die verschiedenen Untersuchungen an den beiden Erzlinsen zeigten, dass in der „St. Veits" Erzlinse eine syngenetische Pyrit-Anreicherung mit charakteristisch niedrigen Co/Ni-Verh{\"a}ltnissen ({\o} = 3,7) vorliegt. Dar{\"u}ber hinaus konnte dort noch mindestens eine hydrothermale Pyrit-Generation (Co/Ni-Verh{\"a}ltnis ca. 35) nachgewiesen werden, die nur dort auftritt, wo auch Chalkopyrit angereichert ist und deutlich h{\"o}here Co/Ni-Verh{\"a}ltnisse aufweist ({\o} = 35). Die Ermittlung der Cu-Isotopenverh{\"a}ltnisse des Chalkopyrits zeigte ein δ65Cu-Spektrum von -0,26 bis 0,36 per mille, was stark f{\"u}r eine hydrothermale Anreicherung unter hohen (>250 °C) Temperaturbedingungen spricht. W{\"a}hrend sich die Erzlinsen in der Randschiefer und Prasinit-Phyllit Formation hinsichtlich ihrer Sulfid-Mineralogie so {\"a}hnlich sind, dass sie bisher immer als eine Lagerst{\"a}tte angesprochen wurden, erbrachte ein statistischer Vergleich der beiden δ34S-Datens{\"a}tze, dass es sich hier nur mit einer Wahrscheinlichkeit von ca. 2 \% um Stichproben der gleichen Grundgesamtheit handelt. Entsprechend liegen innerhalb der Kupferberger Lagerst{\"a}tte zwei unterschiedliche Schichten, reich an syngenetischem Pyrit, vor. Die Tatsache, dass das δ34S-Spektrum potentieller Schwefelquellen f{\"u}r die hydrothermale Chalkopyrit-Mineralisation theoretisch sehr groß, de facto aber mit dem δ34S-Spektrum der syngenetischen Sulfidanreicherung fast identisch ist (δ34S = 3,2 ± 0,6 per mille bzw. δ34S = 3,1 ± 0,9 per mille), spricht f{\"u}r eine schichtinterne Sulfidmobilisierung. Aus den hier erbrachten Ergebnissen wird ein genetisches Modell f{\"u}r die Kupferberger Lagerst{\"a}tte geschlussfolgert, in dem jeweils eine der zahlreichen sediment{\"a}ren, Pyrit-reichen Schichten aus der Randschiefer und der Prasinit-Phyllit Formation bei der {\"U}berschiebung der M{\"u}nchberger Gneismasse tektonisch in Kontakt gebracht wurden. Im Zuge eben dieser Raumnahme der allochthonen Masse wurden Teile der Randschiefer Formation unter Gr{\"u}nschiefer-fazielle Bedingungen gebracht. Dabei kam es sowohl zur Freisetzung von Buntmetallen, die vorher zum Großteil in Pyrit gebunden waren, als auch zur Entw{\"a}sserung der umliegenden Tonschiefer. Durch die {\"u}berlagernden, impermeablen metamorphen Decken wurde das entstandene metallreiche Fluid an der {\"U}berschiebungsbahn kanalisiert. Durch den Druckabfall in der Spr{\"o}de-Duktil-{\"U}bergangszone kam es zum Sieden des aufsteigenden Fluids, was zur Ausf{\"a}llung der Sulfide f{\"u}hrte. Die Bildung bedeutender Erzlinsen erfolgte vor allem dort, wo das {\"u}bers{\"a}ttigte Fluid auf Pyrit-reiche Schwarzschiefer bzw. Phyllite traf. Da die Abbauw{\"u}rdigkeit dieser Erzlinsen im Wesentlichen auf die epigenetische {\"U}berpr{\"a}gung im Zuge der Decken{\"u}berschiebung zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist, handelt es sich bei der Kupferberger Cu-Zn-Vererzung um eines der seltenen Beispiele f{\"u}r eine tats{\"a}chliche metamorphogene bzw. syntektonische Buntmetalllagerst{\"a}tte.}, subject = {Lagerst{\"a}tte}, language = {de} } @phdthesis{Kimmig2013, author = {Kimmig, Stefan}, title = {Herstellung und Charakterisierung von SiC-Faser-verst{\"a}rktem Kupfer zur Anwendung in Hochleistungsw{\"a}rmesenken}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-85123}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2013}, abstract = {Die Wandmaterialien innerhalb des Plasmagef{\"a}ßes zuk{\"u}nftiger Fusionsreaktoren sind teilweise extremen thermischen und mechanischen Belastungen ausgesetzt. Der thermisch h{\"o}chstbelastete Bereich der Wand des Torusgef{\"a}ßes ist der Divertor. Hier werden die anfallende Fusionsasche (Helium) und erodierte Wandpartikel aus dem Plasma entfernt, wodurch aufgrund erh{\"o}hter Teilchen-Wand-Interaktion W{\"a}rmefl{\"u}sse von bis zu 15 MW/m² erreicht werden. Wolfram gilt momentan als ideales Wandmaterial mit direktem Plasmakontakt (Plasma-Facing-Material, PFM) f{\"u}r diese Beanspruchungen. Unterhalb des PFM muss die W{\"a}rme m{\"o}glichst effizient in das K{\"u}hlmedium {\"u}bertragen werden. Im zuk{\"u}nftigen Experimentalreaktor ITER wird daf{\"u}r eine Kupferlegierung (CuCrZr) verwendet, welche eine hohe W{\"a}rmeleitf{\"a}higkeit besitzt und f{\"u}r Temperaturen von bis zu 350°C unter fusionsrelevanten Bedingungen einsetzbar ist. In dieser Konfiguration kann ITER mit einer K{\"u}hlmitteltemperatur von 150°C betrieben werden. Zur kommerziellen Energiegewinnung ist dies unzureichend, da die thermische Effizienz durch eine deutliche Anhebung der K{\"u}hlmitteltemperatur verbessert werden muss. Wird der konventionelle Ansatz einer Wasserk{\"u}hlung zu Grunde gelegt, ist das Ziel die K{\"u}hlmitteltemperatur auf mindestens 300°C anzuheben. In der Folge ist CuCrZr als W{\"a}rmesenkenmaterial nicht mehr einsetzbar, da verst{\"a}rkte Alterung und Festigkeitsverlust im Material auftritt. Zus{\"a}tzlich vergr{\"o}ßern sich die thermisch induzierten Spannungen in der Komponente mit h{\"o}heren Temperaturen, durch unterschiedlich große thermische Ausdehnungskoeffizienten der beteiligten Materialien. F{\"u}r h{\"o}here Temperaturen stellt faserverst{\"a}rktes Kupfer eine m{\"o}gliche Alternative dar. Die Kombination der hohen W{\"a}rmeleitf{\"a}higkeit der Kupfermatrix mit der hohen Steifigkeit und Festigkeit von Siliziumcarbidfasern soll die n{\"o}tigen thermischen und mechanischen Eigenschaften des W{\"a}rmesenkenmaterials auch f{\"u}r Temperaturen {\"u}ber 350°C gew{\"a}hrleisten. Im Rahmen dieser Arbeit wurden zwei unterschiedlich hergestellte SiC-Verst{\"a}rkungsfasertypen hinsichtlich ihrer Eignung f{\"u}r die Herstellung eines Kupfer-Matrix-Komposits (CuMMC) untersucht. Die Zielstellung f{\"u}r das CuMMC beinhaltet eine Festigkeit von 300 MPa bei 300°C sowie eine m{\"o}glichst hohe W{\"a}rmeleitf{\"a}higkeit von {\"u}ber 200 W m-1 K-1. Beide Parameter werden stark von der Faserfestigkeit und der Anbindung zwischen Faser und Matrix beeinflusst. Die W{\"a}rmeleitf{\"a}higkeit durch das CuMMC wird von der Kupfermatrix dominiert, wodurch geringere Faservolumenanteile von Vorteil sind. H{\"o}here Faserfestigkeit erfordert geringere Faseranteile zum Erreichen mechanischer Vorgaben, womit die erzielbare W{\"a}rmeleitf{\"a}higkeit des CuMMCs steigt. Die Faserfestigkeit wird durch Einzel-Faser- Zugversuche validiert. Dar{\"u}ber hinaus ist die Anbindung zwischen Faser und Matrix essentiell, um die optimale Verst{\"a}rkungswirkung durch die Fasern im CuMMC zu erzielen. Zur Faser-Matrix-Anbindung werden f{\"u}r jeden Fasertyp unterschiedliche Zwischenschichtsysteme verwendet, die anschließend durch Einzelfaser-Push-Out-Versuche validiert werden. Sind die Voraussetzungen von Faserfestigkeit und Anbindung f{\"u}r einen Fasertyp erf{\"u}llt, wird dieser f{\"u}r die Herstellung eines unidirektional verst{\"a}rkten CuMMCs verwendet, welches bez{\"u}glich seiner mechanischen und thermischen Eigenschaften charakterisiert wird. Die mechanische Charakterisierung des CuMMCs erfolgt durch Zugversuche und dehnungsgeregelte, zyklische Versuche, wobei der Fokus neben der Festigkeit auf der Plastifizierung, Verfestigung und Sch{\"a}digung innerhalb des CuMMCs liegt. Die thermische Charakterisierung erfolgt anhand der W{\"a}rmeleitf{\"a}higkeitsbestimmung sowohl parallel, als auch transversal zur Faserrichtung. Die mechanischen und thermischen Eigenschaften werden in Abh{\"a}ngigkeit von Faservolumenanteil und Temperatur untersucht. Um den Einfluss von l{\"a}ngeren Betriebsphasen unter hoher thermischer Belastung analysieren zu k{\"o}nnen, wird das CuMMC bei 550°C f{\"u}r 400 h ausgelagert und anschließend wiederum mittels Vergleich seiner mechanischen und thermischen Eigenschaften auf m{\"o}gliche Sch{\"a}digungen untersucht. Zur Begutachtung von Schliff- und Bruchfl{\"a}chen zur Schadensanalyse stehen als bildgebende Untersuchungsmethoden neben Lichtmikroskopen ebenso Rasterelektronenmikroskope (REM) zur Verf{\"u}gung.}, subject = {Kupfer}, language = {de} } @phdthesis{Foehrenbacher2023, author = {F{\"o}hrenbacher, Steffen Albert}, title = {Tris(pentafluorethyl)difluorphosphoran als \(Lewis\)-saure Komponente von Frustrierten \(Lewis\)-Paaren und als Fluorid-Akzeptor in der {\"U}bergangsmetallchemie}, doi = {10.25972/OPUS-25160}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-251602}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2023}, abstract = {Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Reaktivit{\"a}t des Phosphorans (C2F5)3PF2 gegen{\"u}ber Lewis-Basen (N-heterozyklische Carbene und Phosphane) und gegen{\"u}ber verschiedenen {\"U}bergangsmetall-Fluoridokomplexen untersucht. Im ersten Teil werden die Lewis-S{\"a}ure/Base-Addukte zwischen (C2F5)3PF2 und verschiedenen N-heterozyklischen Carbenen (NHCs) beschrieben. Der Fokus des zweiten Teils der Arbeit liegt auf der Darstellung kationischer Komplexe ausgehend von neutralen d-Block-Metallfluoriden, welche durch Fluorid-Transfer auf das Lewis-acide (C2F5)3PF2 erfolgt. Hierbei wurden Komplexe verschiedener {\"U}bergangsmetalle (Ti, Ni, Cu) verwendet, wodurch der Fluorid-Transfer auf das Phosphoran quer {\"u}ber die 3d-Reihe untersucht wurde. Im letzten Kapitel dieser Arbeit wurden die Synthese und die Anwendung von Kationen des Typs [(NHC)Cu]+ eingehender untersucht. Dazu wurde zun{\"a}chst die Synthese der Ausgangsverbindungen [(NHC)Cu(F)] modifiziert. Anschließend wurden diese Fluorido-Komplexe auf deren Reaktivit{\"a}t gegen{\"u}ber (C2F5)3PF2 untersucht. Nachfolgend wurden die Reaktivit{\"a}t von [(Dipp2Im)Cu(C6Me6)]FAP in Ligandenaustauschreaktionen bzw. die Synthese von Komplexen [(Dipp2Im)Cu(LB)]FAP (LB = Lewis-Base) eingehender untersucht.}, subject = {Phosphorane}, language = {de} }