Randschichtmodifikation von integral verzweigten Blechprofilen mit UFG Gradientengefügen

Spaltprofilieren sowie Spaltbiegen sind innovative Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung integral verzweigter Blechstrukturen. Die aus Blechen hergestellten, verzweigten Strukturen sind insbesondere für Leichtbauanwendungen interessant, da durch die Verzweigungen eine hohe Steifigkeit bei gleichzeitig geringem Bauteilgewicht erreicht werden kann. Ein weiterer Vorteil der Verfahren Spaltprofilieren und Spaltbiegen ist die prozessimmanente Entstehung ultrafeinkörniger (UFG) Gefüge. Die durch das Spaltprofilieren bzw. Spaltbiegen erzeugten UFG Gefüge weisen eine gelängte, pancake-förmige Kornform auf und liegen an den gespaltenen Bauteiloberflächen bis in eine Tiefe von 300 µm bzw. 500 µm vor. Mit den ultrafeinkörnigen Gefügen geht eine Verdopplung der Härte und Festigkeit sowie eine deutliche Erhöhung der Dauerfestigkeit einher, verglichen zu dem Blechmaterial im unverformten Ausgangszustand. Durch die sehr guten mechanischen Eigenschaften der UFG Gefüge und durch die Form der Spaltprofile eignen sich spaltprofilierte Bauteile insbesondere für den Einsatz als Linearführung. Spaltgebogene Profile können in Stringerprofile umgeformt werden und bieten so die Möglichkeit, beispielsweise im Bereich der Luftfahrt eingesetzt zu werden. Im Hinblick auf eine mögliche Anwendung von Spaltprofilen als Linearführungen soll die Härte und somit die Verschleißbeständigkeit der UFG Gradientengefüge in Spaltprofilen durch Plasmanitrieren weiter verbessert werden. Aufgrund der geringen thermischen Stabilität der UFG Gefüge müssen geeignete Prozesstemperaturen gefunden werden, um zum einen geschlossene Verbindungsschichten zu erzeugen und eine Steigerung der Bauteilhärte zu gewährleisten, und zum anderen nicht durch zu hohe Prozesstemperaturen das UFG Gradientengefüge in Spaltprofilen zu zerstören. Prozesstemperaturen von 500°C, welche im Fall einer reinen Wärmebehandlung von UFG Gefügen zu einem deutlichen Härteverlust durch Erholungsprozesse führen, bewirken im Fall einer Nitrierbehandlung eine deutliche Härtezunahme. Bedingt durch die Stabilisation des Gefüges durch den eindiffundierenden Stickstoff bzw. Nitridausscheidungen, finden Kornvergröberungsprozesse nur gehemmt statt, das Gefüge bleibt ultrafeinkörnig. Während des Nitrierens finden zunächst Erholungsprozesse statt, welche zu einem Härteverlust führen. Dieser Härteverlust wird durch den härtesteigernden Effekt des Nitrierens ausgeglichen. Neben einer gesteigerten Härte nimmt auch die Lebensdauer unter zyklischer Belastung durch eine Plasmanitrierbehandlung der UFG Gefüge in Spaltprofilen zu. Die harte Verbindungsschicht wirkt sich positiv auf die Ermüdungsfestigkeit der UFG Gefüge aus, indem sie einer Rissbildung entgegenwirkt. Auch die hohe Härte der Diffusionszone trägt zu einer Verbesserung der Lebensdauer unter Ermüdungsbelastung bei. Die stützende Wirkung der Diffusionszone sowie die hohe Härte der Verbindungsschicht wirken sich zudem positiv auf den Widerstand des Materials gegenüber Wälzverschleiß aus. Aufgrund der stark gelängten, pancake-förmigen Kornform der UFG Gefüge in Spaltprofilen liegen im Vergleich zu nanokristallinen bzw. gleichachsigen UFG Gefügen deutlich längere Diffusionswege für eine Korngrenzdiffusion von Stickstoff in das Material hinein vor. Dies verursacht einen langsameren Stickstofftransport senkrecht zur gespaltenen Oberfläche der Spaltprofile, welcher den Vorteil der beschleunigt stattfindenden Diffusion im Bereich des UFG Gefüges kompensiert. Die ultrafeinkörnigen Oberflächen in Spaltprofilen zeigen aufgrund ihrer hohen Versetzungsdichte sowie aufgrund der hohen Korngrenzdichte dennoch eine bessere Nitrierbarkeit als korrespondierende grobkörnige bzw. kaltverfestigte Gefüge. Der Einfluss der hohen Versetzungsdichte bzw. der hohen Korngrenzdichte auf die Nitrierbarkeit der UFG Gradientengefüge in Spaltprofilen wurde durch eine Separation der beiden Einflussfaktoren untersucht. Für den Einsatz von Spaltbiegeprofilen in Form von Stringerprofilen im Bereich der Luftfahrt sind die Ermüdungseigenschaften der ultrafeinkörnigen Gefüge von großer Wichtigkeit. Eine weitere zu optimierende Eigenschaft stellt somit das Ermüdungsverhalten von UFG Gefügen in Spaltbiegeprofilen dar. Dies soll durch Kugelstrahlen erreicht werden, einer klassischen Methode zur Steigerung der Schwingfestigkeit metallischer Bauteile. Die Gründe für die Wahl liegen in der einfachen Anwendung von Kugelstrahlen bei geometrisch komplizierteren Bauteilen und in der Geschwindigkeit des Verfahrens, die eine Integration in den Spaltbiegeprozess denkbar macht. Der Einfluss von Kugelstrahlen auf UFG Gefüge, als nachträgliche Methode zur Steigerung ihrer Ermüdungsfestigkeit, ist bislang noch nicht bekannt. Ultrafeinkörnige Gefüge bieten aufgrund ihrer erhöhten Festigkeit prinzipiell ein großes Potential zum Einbringen von Druckeigenspannungen. Kugelstrahlen könnte somit die Ermüdungsfestigkeit von Werkstoffen mit UFG Gefügen steigern und ihr Leichtbaupotential weiter verbessern. Am Beispiel von Kugelstrahlen ultrafeinkörniger Gradientengefüge kann gezeigt werden, dass eine Ausbildung merklicher Druckeigenspannungen stattfindet. Bedingt durch das geringe Verfestigungsvermögen der UFG Gefüge in Spaltbiegeprofilen führt Kugelstrahlen nicht zu einer Härtezunahme des Werkstoffes. Die UFG Gefüge erweisen sich als zyklisch stabil. Dennoch kann durch Kugelstrahlen keine Verbesserung der Ermüdungseigenschaften der ultrafeinkörnigen Gefüge erreicht werden. Bestenfalls bleiben die Ermüdungseigenschaften unverändert, im Fall zu hoher bzw. zu niedriger Strahldrücke verschlechtern sich die Lebensdauern der UFG Gefüge unter zyklischer Belastung. Eine weitere Optimierung des Strahldruckes lässt nur eine geringfügige Steigerung der Lebensdauer erwarten, d.h. durch Kugelstrahlen kann die Ermüdungsfestigkeit der UFG Gefüge in Spaltbiegeprofilen, trotz Einbringung hoher Druckeigenspannungen, nicht signifikant gesteigert werden

Tip-induced distortions in STM imaging of carbon nanotubes

By means of STM measurements and fully self-consistent transport calculations we analyze how STM trajectories for the mapping of nanostructures on surfaces are affected by the atomic structure of the tip. For the particular case of carbon nanotubes we show that considerable distortions of the STM trajectory with respect to the actual structure, position and diameter of the nanotube can occur for certain tip geometries. Comparison between theory and experiment can allow to characterize and correct these distortions

Determining the Gluon Distributions in the Proton and Photon from Two-Jet Production at HERA

Two-jet production from the direct photon contribution at HERA is a sensitive measure of the small-$x$ gluon in the proton. We propose measurements of ratios of the jet cross-sections which will clearly distinguish between gluons with or without singular behaviour at small $x$. Furthermore, we show that analogous ratio measurements for the resolved photon contribution provide a sensitive way of determining the gluon distribution in the photon.Comment: Rutherford Appleton Laboratory report RAL-93-071 7 pages 3 figs Fig2 and Fig3 included as psfile

Inclusive One- and Two-Jet Cross sections in γγ\gamma\gamma Reactions at e+e−e^+e^- Colliders

We have calculated inclusive one-- and two--jet production in photon--photon collisions superimposing direct, single resolved and double resolved cross sections for center of mass energies of the LEP1, LEP2 and NLC range. The direct and single resolved cross sections are calculated up to next--to--leading order. The double resolved two--jet cross section is calculated only in LO with a $k$ factor estimated from the NLO one--jet cross section. Various differential cross sections as functions of transverse momenta and rapidities of the jets are evaluated.Comment: 25 pages, latex, 15 figures appended as uuencoded fil

Metronomic doses and drug schematic combination response tested within chambered coverslips for the treatment of breast cancer cells (JIMT-1)

Low-dose metronomic (LDM) chemotherapy is an alternative to conventional chemotherapy and is the most frequently used approach in low dose chemotherapy regimens. The selection of patients, drug dosages, and dosing intervals in LDM is empirical. In this study, we systematically examined the schedule-dependent interaction of drugs on a breast cancer cell line (BCC) cultured in chambered coverslips. The LDM studies were combined with cell staining in order to better characterize different cell states and cell death modes, including caspase-dependent apoptosis, caspase-independent cell death and autophagy-dependent cell death. Microscope images were examined using the Fiji Trainable Weka Segmentation plugin to analyse cell area in 7500 images showing different modes of cell death. Paclitaxel combined with LDM chemotherapy demonstrated a reduction in the area covered by live cells. In contrast, there was an induction of high levels of cell death due to caspase-dependent apoptosis.Fil: Rosero, Gustavo. Universidad Tecnológica Nacional; Argentina. Albert Ludwigs University of Freiburg; AlemaniaFil: Pattarone, Gisela. Albert Ludwigs University of Freiburg; AlemaniaFil: Peñaherrera Pazmiño, Ana Belén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Tecnológica Nacional; Argentina. Albert Ludwigs University of Freiburg; AlemaniaFil: Pilz, Julia. Albert Ludwigs University of Freiburg; AlemaniaFil: Bödecker, Joschka. Albert Ludwigs University of Freiburg; AlemaniaFil: Perez, Maximiliano Sebastian. Universidad de Buenos Aires; Argentina. Universidad Tecnológica Nacional; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Mertelsmann, Roland. Albert Ludwigs University of Freiburg; AlemaniaFil: Lerner, Betiana. Universidad de Buenos Aires; Argentina. Universidad Tecnológica Nacional; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Follo, Marie. Universidad de Buenos Aires; Argentin

The Multidimensional Prognostic Index in general practice: One-year follow-up study.

BACKGROUND Older patients' health problems in general practice (GP) can often not be assigned to a specific disease, requiring a paradigm shift to goal-oriented, personalised care for clinical decision making. PURPOSE To investigate the predictive value of the comprehensive geriatric assessment (CGA)-based Multidimensional Prognostic Index (MPI) in a GP setting with respect to the main healthcare indicators during the 12 months following initial evaluation. METHODS One hundred twenty-five consecutive patients aged 70 years and older were enrolled in a GP and followed up to one year. All patients underwent a CGA based on which the MPI was calculated and subdivided into three risk groups (MPI-1, 0-0.33 = low risk, MPI-2, 0.34-0.66 = moderate risk and MPI-3, 0.67-1, severe risk). Grade of Care (GC), hospitalization rate, mortality, nursing home admission, use of home care services, falls, number of general practitioner contacts (GPC), of geriatric resources (GR) and geriatric syndromes (GS) during the 12 months following initial evaluation were collected. RESULTS The MPI was significantly associated with number of GS (P < .001), GR (P < .001), GC (P < .001) as well as with the average number of GPC per year (mean 10.4, P = .046). Interestingly, the clinical judgement of the general practitioner, in this case knowing his patients for 16 years on average, was associated with adverse outcomes to a similar extent than the prediction offered by the MPI (GP/adverse outcomes and MPI/adverse outcomes P < .001). CONCLUSION The MPI is strongly associated with adverse outcomes in older GP patients and strongly predicts the number of GPC up to one year after initial evaluation. Considering the feasibility and the strong clinimetric properties of the MPI, its collection should be encouraged as early as possible to disclose risk conditions, implement tailored preventive strategies and improve cost-effectiveness of healthcare resources use

Forming Disoriented Chiral Condensates through Fluctuations

Using the influence functional formalism, classical equations of motion for the O(N) model are derived in the presence of a heat bath, in both the symmetric phase as well as the phase of spontaneously broken symmetry. The heat bath leads to dissipation and fluctuation terms in the classical equations of motion, which are explicitly computed to lowest order in perturbation theory. In the broken phase these terms are found to be large for the sigma field, even at zero temperature, due to the decay process sigma -> pi pi, while they are small for the pi fields at temperatures below T_c = 160 MeV. It is shown that in large volumes the presence of dissipation and fluctuations suppresses the formation of disoriented chiral condensates (DCC's). In small volumes, however, fluctuations become sufficiently large to induce the formation of DCC's even if chiral symmetry has not been restored in the initial stage of the system's evolution.Comment: 34 pages, 11 figures, ReVTeX, eps-, aps-, psfig-style files require

The first HyDRA challenge for computational vibrational spectroscopy

Vibrational spectroscopy in supersonic jet expansions is a powerful tool to assess molecular aggregates in close to ideal conditions for the benchmarking of quantum chemical approaches. The low temperatures achieved as well as the absence of environment effects allow for a direct comparison between computed and experimental spectra. This provides potential benchmarking data which can be revisited to hone different computational techniques, and it allows for the critical analysis of procedures under the setting of a blind challenge. In the latter case, the final result is unknown to modellers, providing an unbiased testing opportunity for quantum chemical models. In this work, we present the spectroscopic and computational results for the first HyDRA blind challenge. The latter deals with the prediction of water donor stretching vibrations in monohydrates of organic molecules. This edition features a test set of 10 systems. Experimental water donor OH vibrational wavenumbers for the vacuum-isolated monohydrates of formaldehyde, tetrahydrofuran, pyridine, tetrahydrothiophene, trifluoroethanol, methyl lactate, dimethylimidazolidinone, cyclooctanone, trifluoroacetophenone and 1-phenylcyclohexane-cis-1,2-diol are provided. The results of the challenge show promising predictive properties in both purely quantum mechanical approaches as well as regression and other machine learning strategies