Richtungsabhängiges Rissausbreitungsverhalten in Gradientenwerkstoffen

Ziel dieser Arbeit war es, das Rissausbreitungsverhalten in Gradientengefügen mit richtungsabhängigen Ermüdungseigenschaften zu charakterisieren. Durch Wärmebehandlung in einem Temperaturgradienten wurden in der Titanlegierung Ti-6Al-4V zwei unterschiedliche Gefügeübergänge sowie homogene Referenzproben für die unterschiedlichen Gefüge eingestellt. Es wurde ein Übergang von feinlamellarem zu duplex Gefüge und ein Übergang von groblamellarem zu globularem Gefüge erzeugt. Der Gefügeübergang feinlamellar duplex besteht aus einem homogenen feinlamellaren Bereich, an den sich ein Gradient mit zunehmendem Volumenanteil an alpha-Phase anschließt. Der Übergang von groblamellarem zu globularem Gefüge bildet einen abgegrenzten Übergangsbereich mit einer Länge von 4 mm aus. Der Übergangsbereich ist von zwei homogenen Bereichen mit lamellarem und globularem Gefüge umgeben. Dies ermöglicht die Ermittlung des Rissausbreitungsverhaltens im Übergangsbereich sowie des Einflusses des Risspfads auf die Rissschließung. Aus diesem Grund wurden die Ermüdungsexperimente an dem Gefügeübergang mit groblamellarem und globularem Gefüge durchgeführt. Durch Härtemessungen und Zugversuche wurden die einzelnen Gefügebestandteile in den Referenzproben charakterisiert und die Härte sowie das Fließverhalten der Gefügeübergänge gemessen. Es wird eine Methode entwickelt, mit der das Fließverhalten der Gefügeübergänge aus den Fließkurven der homogenen Gefüge berechnet werden kann. Der Vergleich aus berechneten und gemessenen Fließkurven der Gefügeübergänge zeigt, dass die Übergangsbereiche keinen signifikanten Einfluss auf die Entwicklung der Fließkurven haben. Zur Ermittlung des Rissausbreitungsverhaltens wurden CT-Proben mit Referenzgefügen und mit Gefügeübergang in der Mitte der Probe (W/2) gefertigt und in einer servohydraulischen Prüfmaschine schwingend belastet. In den Referenzgefügen wurden da/dN-DK Kurven aufgenommen, die zur Minimierung der Streuung der Messwerte in einem iterativen Prozess mit der Paris Gleichung angepasst wurden. Die Proben mit Gefügeübergang wurden in zwei Rissausbreitungsrichtungen mit konstantem DK belastet und die Rissausbreitungsgeschwindigkeit sowie die Rissschließung richtungsabhängig ermittelt. Durch elektronenmikroskopische Untersuchungen der Bruchflächen und Lastabsenkungen unter Ausnutzung des load history Effekts bei plastizitätsinduzierter Rissschließung konnte ein Wechsel im Rissausbreitungsmechanismus und damit im Rissschließmechanismus von rauigkeitsinduziert im lamellaren Bereich der Probe zu plastizitätsinduziert im globularen Bereich der Probe nachgewiesen werden. Es konnte gezeigt werden, dass bereits geringe Anteile an globularem Gefüge im Übergangsbereich die rauigkeitsinduzierte Rissschließung des lamellaren Gefüges absenken, sowie geringe Anteile an lamellarem Gefüge die plastizitätsinduzierte Rissschließung des globularen Gefüges anheben. Der Gefügeübergang zeigt richtungsabhängig unterschiedliche Verläufe der Rissschließbelastung über dem Ort im Gradienten. Breitet sich der Riss vom groblamellaren Gefüge in das globulare Gefüge aus, ist Kop im Übergangsbereicht deutlich höher als bei der Ausbreitung in umgekehrter Richtung. Dadurch ergibt sich eine Richtungsabhängigkeit der Rissausbreitungsgeschwindigkeit. Der Riss breitet sich schneller vom globularen in Richtung des groblamellaren Gefüges als in umgekehrter Richtung aus. Durch sukzessive Entfernung des Risspfads und Messung von Kop in Abhängigkeit des verbleibenden Risspfads konnte gezeigt werden, dass durch den starken Rückgang der Rauigkeit im Übergangsbereich das lamellare Gefüge die Rissschließbelastung noch mehrere Millimeter hinter der Rissspitze beeinflusst. Analog zum load history Effekt tritt hier bei konstanter Belastung ein history Effekt auf, der durch eine Änderung der Rauigkeit und damit durch den Gefügegradient hervorgerufen wird

Klimaservice für die Klimafolgen- und Anpassungsforschung in der Metropolregion Hamburg

Vorstellung von Projektergebnissen aus KLIMZUG-NORD bezüglich jährliche und saisonale Temperatur- und Niederschlagsänderungen zur Mitte und Ende des 21. Jahrhunderts, sowie Ergebnisse aus dem Projekt Hamburg 2K. In Hamburg 2K wird analysiert, was eine Begrenzung auf eine Temperaturänderung von 2K für Hamburg bedeutet. Ausgewertet wurden Temperatur- und Niederschlagsänderungen sowie ausgewählte Indices

Differential diagnostic value of CD5 and CD117 expression in thoracic tumors: A large scale study of 1465 non-small cell lung cancer cases

Background: Thoracic pathologists are frequently faced with tissue specimens from intrathoracic/mediastinal tumors. Specifically the differentiation between thymic and pulmonary squamous cell carcinomas (SqCC) can be challenging. In order to clarify the differential diagnostic value of CD5 and CD117 in this setting, we performed a large scale expression study of both markers in 1465 non-small cell lung cancer (NSCLC) cases. Methods: Tissue microarrays of formalin-fixed paraffin-embedded resection specimens of 1465 NSCLC were stained with antibodies against CD117 and CD5. Positivity of both markers was correlated with clinicopathological variables. Results: CD117 was positive in 145 out of 1457 evaluable cases (9.9 %) and CD5 was positive in 133 out of 1427 evaluable cases (9.3 %). 28 cases (1.9 %) showed coexpression of CD117 and CD5. Among the 145 cases that were positive for CD117, 97 (66.8 %) were adenocarcinomas (ADC), 34 (23.4 %) were SqCC, 5 (3.4 %) were adenosquamous carcinomas (ADSqCC), 8 (5.5 %) were large cell carcinomas (LC), and one (0.6 %) was a pleomorphic carcinoma (PC). In the CD5 positive group consisting of 133 cases, 123 (92.4 %) were ADC, 0 (0 %) were SqCC, 4 (3.0 %) were ADSqCC, 3 (2.2 %) LC and 3 (2.2 %) were PC. None of the 586 SqCC showed expression of CD5. No association of CD117- or CD5 positivity to patients’ age, pathological stages or to T-, N-, or M- categories was observed. Conclusions: A substantial subset of NSCLC exhibit positivity of CD117 and CD5. Since CD5 expression was not observed in pulmonary SqCC, but is expressed in the majority of thymic squamous cell carcinomas, the application of this immunomarker is a valuable tool in the differential diagnosis of thoracic neoplasms

Expression of HMB45, MelanA and SOX10 is rare in non-small cell lung cancer

Background: Non-small cell lung cancer (NSCLC) and melanoma are frequent entities in routine diagnostics. Whereas the differential diagnosis is usually straight forward based on histomorphology, it can be challenging in poorly differentiated tumors as melanoma may mimic various histological patterns. Distinction of the two entities is of outmost importance as both are treated differently. HMB45 and MelanA are recommended immunohistological markers for melanoma in this scenario. SOX10 has been described as an additional marker for melanoma. However, comprehensive large-scale data about the expression of melanoma markers in NSCLC tumor tissue specimen are lacking so far. Methods: Therefore, we analyzed the expression of these markers in 1085 NSCLC tumor tissue samples. Tissue microarrays of NSCLC cases were immunohistochemically stained for HMB45, MelanA, and SOX10. Positivity of a marker was defined as ≥1% positive tumor cells. Results: In 1027 NSCLC tumor tissue samples all melanoma as well as conventional immunohistochemical markers for NSCLC could be evaluated. HMB45, MelanA, and SOX10 were positive in 1 (< 1%), 0 (0%) and 5 (< 1%) cases. The HMB45 positive case showed co-expression of SOX10 and was classified as large cell carcinoma. Three out of five SOX10 positive cases were SqCC and one case was an adenosquamous carcinoma. Conclusions: Expression of HMB45, MelanA and SOX10 is evident but exceedingly rare in NSCLC cases. Together with conventional immunomarkers a respective marker panel allows a clear-cut differential diagnosis even in poorly differentiated tumors

Evaluation of regional climate models ALARO-0 and REMO2015 at 0.22 degrees resolution over the CORDEX Central Asia domain

To allow for climate impact studies on human and natural systems, high-resolution climate information is needed. Over some parts of the world plenty of regional climate simulations have been carried out, while in other regions hardly any high-resolution climate information is available. The CORDEX Central Asia domain is one of these regions, and this article describes the evaluation for two regional climate models (RCMs), REMO and ALARO-0, that were run for the first time at a horizontal resolution of 0.22 degrees (25 km) over this region. The output of the ERA-Interim-driven RCMs is compared with different observational datasets over the 1980-2017 period. REMO scores better for temperature, whereas the ALARO-0 model prevails for precipitation. Studying specific subregions provides deeper insight into the strengths and weaknesses of both RCMs over the CAS-CORDEX domain. For example, ALARO-0 has difficulties in simulating the temperature over the northern part of the domain, particularly when snow cover is present, while REMO poorly simulates the annual cycle of precipitation over the Tibetan Plateau. The evaluation of minimum and maximum temperature demonstrates that both models underestimate the daily temper-ature range. This study aims to evaluate whether REMO and ALARO-0 provide reliable climate information over the CAS-CORDEX domain for impact modeling and environmental assessment applications. Depending on the evaluated season and variable, it is demonstrated that the produced climate data can be used in several subregions, e.g., temperature and precipitation over western Central Asia in autumn. At the same time, a bias adjustment is required for regions where significant biases have been identified

Mass Spectrometry Imaging for Reliable and Fast Classification of Non-Small Cell Lung Cancer Subtypes

Subtyping of non-small cell lung cancer (NSCLC) is paramount for therapy stratification. In this study, we analyzed the largest NSCLC cohort by mass spectrometry imaging (MSI) to date. We sought to test different classification algorithms and to validate results obtained in smaller patient cohorts. Tissue microarrays (TMAs) from including adenocarcinoma (ADC, n = 499) and squamous cell carcinoma (SqCC, n = 440), were analyzed. Linear discriminant analysis, support vector machine, and random forest (RF) were applied using samples randomly assigned for training (66%) and validation (33%). The m/z species most relevant for the classification were identified by on-tissue tandem mass spectrometry and validated by immunohistochemistry (IHC). Measurements from multiple TMAs were comparable using standardized protocols. RF yielded the best classification results. The classification accuracy decreased after including less than six of the most relevant m/z species. The sensitivity and specificity of MSI in the validation cohort were 92.9% and 89.3%, comparable to IHC. The most important protein for the discrimination of both tumors was cytokeratin 5. We investigated the largest NSCLC cohort by MSI to date and found that the classification of NSCLC into ADC and SqCC is possible with high accuracy using a limited set of m/z species