Characterization of NiCrAlC PTA coatings

Surface tailoring with plasma transferred arc (PTA) hardfacing involves the deposition of powder mixtures to produce coatings with an almost unlimited chemical composition. PTA hardfacing is particularly important for processing low weldability alloys, such as those for high-temperature applications, of which NiCrAlC is an example. This study analyzed NiCrAlC coatings processed by PTA using a mixture of elemental powders. Deposition on AISI316L plates was carried out with currents of 100 A and 130 A to induce variations in the chemical composition of the coatings, which were also subjected to isothermal exposure at temperatures of up to 1000 ºC for up to 72 hours in an air furnace. The results show that the aluminide compounds were stable, the coatings that solidified more slowly having the highest hardness after temperature exposure and potentially being suitable for use in high-temperature abrasion environments.

Abrasividade pendular e a resistência mecânica das rochas

Esse trabalho emprega o método para avaliar a abrasividade proposto por Golovanevskiy e Bearman (2008). Esse método, ensaio de abrasão por impacto deslizante (Gouging Abrasion Test), é realizado em condições de alta tensão/alto impacto de desgaste. O método consiste de uma ponteira cilíndrica com uma ponta cônica de 90º, que, em trajetória pendular, atinge uma amostra de rocha com energia de impacto de 300 J e velocidade da ordem de 5,2 m/s. O Gouging Abrasion Index (Gi) é calculado como sendo a média do diâmetro da ponta cônica, após desgaste, em milímetros e o resultado é multiplicado por 10. Esse trabalho verificou a adequabilidade do Gouging Abrasion Test, para um pequeno número de amostras de rocha, que representam, qualitativamente, os principais tipos de rocha encontrados em trabalhos de corte, perfuração e britagem no Brasil, e a sua correlação com outros ensaios consagrados como a resistência à compressão, o desgaste Amsler e a dureza Knoop. Essa análise mostrou alta correlação entre Gi e a dureza Knoop (R² = 0,94), baixa correlação com o desgaste

Experimental Study on Friction between Saline Ice and Steel

Understanding the interaction of sea ice with offshore structures is of primary importance for the development of technology in cold climate regions. The rheological properties of sea ice (strength, creep, viscosity) as well as the roughness of the contact surface are the main factors influencing the type of interaction with a structure. A device was developed and designed and small scale laboratory experiments were carried out to study sea ice frictional interaction with steel material by means of a uniaxial compression rig. Sea-ice was artificially grown between a stainless steel piston (of circular cross section) and a hollow cylinder of the same material, coaxial to the former and of the same surface roughness. Three different values for the roughness were tested: 1.2, 10 and 30 μm Ry (maximum asperities height), chosen as representative values for typical surface conditions, from smooth to normally corroded steel. Creep tests (0.2, 0.3, 0.4 and 0.6 kN) were conducted at T = -10 ºC. By pushing the piston head towards the cylinder base, three different types of relative movement were observed: 1) the piston slid through the ice, 2) the piston slid through the ice and the ice slid on the surface of the outer cylinder, 3) the ice slid only on the cylinder surface. A cyclic stick-slip motion of the piston was detected with a representative frequency of 0.1 Hz. The ratio of the mean rate of axial displacement to the frequency of the stick-slip oscillations was found to be comparable to the roughness length (Sm). The roughness is the most influential parameter affecting the amplitude of the oscillations, while the load has a relevant influence on the their frequency. Guidelines for further investigations were recommended. Marco Nanetti - seloselo@virgilio.it

Abscheidung und Charakterisierung von Plasmapolymerschichten auf Fluorkohlenstoff- und Siloxan-Basis

In dieser Arbeit wurden Fluorkohlenstoff-basierte und siliziumorganische Plasmapolymerfilme hergestellt und hinsichtlich ihrer strukturellen und funktionalen Eigenschaften untersucht. Beide untersuchten Materialsysteme sind in der Beschichtungstechnologie von großem wissenschaftlichen und anwendungstechnischen Interesse. Die Schichtabscheidung erfolgte mittels plasmachemischer Gasphasenabscheidung (PECVD) an Parallelplattenreaktoren. Bei den Untersuchungen zur Fluorkohlenstoff-Plasmapolymerisation stand die Herstellung ultra-dünner, d. h. weniger als 5 nm dicker Schichten im Vordergrund. Dies wurde durch gepulste Plasmaanregung und Verwendung eines Gasgemisches aus Trifluormethan (CHF3) und Argon realisiert. Die Bindungsstruktur der Schichten wurden in Abhängigkeit der eingespeisten Leistung, die den Fragmentationsgrad der Monomere im Plasma bestimmt, analysiert. Hierzu wurden die Röntgen-Photoelektronenspektroskopie (XPS), Rasterkraftmikroskopie (AFM), Flugzeit-Sekundärionenmassenspektrometrie (ToF-SIMS) und Röntgenreflektometrie (XRR) eingesetzt. Es zeigte sich, dass die abgeschiedenen Schichten ein homogenes Wachstumsverhalten und keine ausgeprägten Interfacebereiche zum Substrat und zur Oberfläche hin aufweisen. Die XPS-Analysen deuten darauf hin, dass Verkettungsreaktionen von CF2-Radikalen im Plasma eine wichtige Rolle für den Schichtbildungsprozess spielen. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass der gewählte Beschichtungsprozess eine gezielte Reduzierung der Benetzbarkeit verschiedener Substrate ermöglicht. Dabei genügen Schichtdicken von weniger als 3 nm zur Erreichung eines teflonartigen Oberflächencharakters mit Oberflächenenergien um 20 mN/m. Damit erschließen sich neue Applikationsmöglichkeiten ultra-dünner Fluorkohlenstoffschichten, was anhand eines Beispiels aus dem Bereich der Nanooptik demonstriert wird. Für die siliziumorganischen Schichten unter Verwendung des Monomers Hexamethyldisiloxan (HMDSO) galt es zunächst, diejenigen Prozessparameter zu identifizieren, die ihren organischen bzw. glasartigen Charakter bestimmen. Hierzu wurde der Einfluss von Leistungseintrag und Zugabe von Sauerstoff als Reaktivgas auf die Elementzusammensetzung der Schichten untersucht. Bei niedrigen Plasmaleistungen und Sauerstoffflüssen werden vor allem kohlenstoffreiche Schichten abgeschieden, was auf eine geringere Fragmentierung der Kohlenwasserstoffgruppen zurückgeführt wurde. Es zeigte sich, dass die Variation des Sauerstoffanteils im Prozessgas eine sehr genaue Steuerbarkeit der Schichteigenschaften ermöglicht. Mittels Sekundär-Neutralteilchen-Massenspektrometrie (SNMS) konnte die prozesstechnische Realisierbarkeit und analytische Quantifizierbarkeit von Wechselschichtsystemen aus polymerartigen und glasartigen Lagen demonstriert werden. Aus dem Intensitätsverhältnis von Si:H-Molekülen zu Si-Atomen im SNMS-Spektrum ließ sich der Wasserstoffgehalt bestimmen. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass durch Abscheidung von HMDSO-basierten Gradientenschichten eine deutliche Reduzierung von Reibung und Verschleiß bei Elastomerbauteilen erzielt werden kann.

Vergleichende computergestützte funktionsmorphologische Analyse an Molaren cercopithecoider Primaten

Die Analyse funktioneller Zusammenhänge zwischen Ernährung und Zahnmorphologie ist ein wichtiger Aspekt primatologischer und paläontologischer Forschung. Als überdauernder Teil des Verdauungssystems geben Zähne die bestmöglichen Hinweise auf die Ernährungsstrategien (ausgestorbener) Arten und eine Fülle weiterer Informationen. Aufgrund dessen ist es für die wissenschaftliche Arbeit von größter Bedeutung, die Zähne so detailliert und exakt wie möglich in ihrer gesamten Struktur zu erfassen. Bisher wurden zumeist zweidimensionale Parameter verwendet, um die komplexe Kronenmorphologie von Primatenmolaren vergleichend zu untersuchen. Die vorliegende Arbeit hatte das Ziel, Zähne verschiedener Arten von Altweltaffen mittels computerbasierter Methoden dreidimensional zu erfassen und neue Parameter zu definieren, mit denen die Form dieser Zähne objektiv erfasst und funktionell interpretiert werden kann. Mit einem Oberflächen-Scanner wurden die Gebisse einer Stichprobe von insgesamt 48 Primaten von fünf verschiedenen Arten eingescannt und mit Bildverarbeitungsmethoden so bearbeitet, dass dreidimensionale digitale Modelle einzelner Backenzähne zur Analyse vorlagen. Es wurden dabei sowohl Arten ausgewählt, die eine für ihre Gattung typische Ernährungsweise besitzen - also Frugivorie bei den Cercopithecinen und Folivorie bei den Colobinen - als auch solche, die eine davon abweichende Alimentation bevorzugen. Alle Altweltaffen haben sehr ähnliche Molaren. Colobinen haben jedoch höhere und spitzere Zahnhöcker, dünneren Zahnschmelz und scheinen ihre Zähne weniger stark abzukauen als die Meerkatzen. Diese Beobachtungen konnten mit Hilfe der neuen Parameter quantifiziert werden. Aus der 3D-Oberfläche und der Grundfläche der Zähne wurde ein Index gebildet, der die Stärke des Oberflächenreliefs angibt. Dieser Index hat bei Colobinen deutlich höhere Werte als bei Cercopithecinen, auch bei Zähnen, die schon stark abgekaut sind. Die Steilheit der Höcker und ihre Ausrichtung wurden außerdem gemessen. Auch diese Winkelmessungen bestätigten das Bild. Je höher der Blätteranteil an der Ernährung ist, desto höher sind die Indexwerte und umso steiler sind die Höcker. Besonders wichtig war es, dies auch für abgekaute Zähne zu bestätigen, die bisher nicht in funktionelle Analysen miteinbezogen wurden. Die Ausrichtung der Höckerseiten gibt Hinweise auf die Kaubewegung, die zum effizienten Zerkleinern der Nahrung notwendig ist. Die Ausrichtung der Höcker der Colobinen deutet darauf hin, dass diese Primaten flache, gleitende Kaubewegungen machen, bei denen die hohen Höcker aneinander vorbei scheren. Dies ist sinnvoll zum Zerschneiden von faserreicher Nahrung wie Blättern. Cercopithecinen scheinen ihre Backenzähne eher wie Mörser und Stößel zu verwenden, um Früchte und Samen zu zerquetschen und zu zermahlen. Je nachdem, was neben der hauptsächlichen Nahrung noch gekaut wird, unterscheiden sich die Arten graduell. Anders als bisher vermutet wurde, konnte gezeigt werden, dass Colobinen trotz des dünnen Zahnschmelzes ihre Zähne weniger stark abkauen und weniger Dentin freigelegt wird. Dies gibt eindeutige Hinweise auf die Unterschiede in der mechanischen Belastung, die während des Kauvorgangs auf die Zähne wirkt, und lässt sich gut mit der Ernährung der Arten in Zusammenhang bringen. Anhand dieser modellhaften Beobachtungen können in Zukunft ausgestorbene Arten hinsichtlich ihrer Ernährungsweise mit 3D-Techniken untersucht werden.

Physical land degradation and loss of soil fertility: soil structural stability and bio-physical indicators

This study investigates the changes in soil fertility due to the different aggregate breakdown mechanisms and it analyses their relationships in different soil-plant systems, using physical aggregates behavior and organic matter (OM) changes as indicators. Three case studies were investigated: i) an organic agricultural soil, where a combined method, aimed to couple aggregate stability to nutrients loss, were tested; ii) a soil biosequence, where OM chemical characterisation and fractionation of aggregates on the basis of their physical behaviour were coupled and iii) a soils sequence in different phytoclimatic conditions, where isotopic C signature of separated aggregates was analysed. In agricultural soils the proposed combined method allows to identify that the severity of aggregate breakdown affected the quantity of nutrients lost more than nutrients availability, and that P, K and Mg were the most susceptible elements to water abrasion, while C and N were mainly susceptible to wetting. In the studied Chestnut-Douglas fir biosequence, OM chemical properties affected the relative importance of OM direct and indirect mechanisms (i.e., organic and organic-metallic cements, respectively) involved in aggregate stability and nutrient losses: under Douglas fir, high presence of carboxylate groups enhanced OM-metal interactions and stabilised aggregates; whereas under Chestnut, OM directly acted and fresh, more C-rich OM was preserved. OM direct mechanism seemed to be more efficient in C preservation in aggregates. The 13C natural abundance approach showed that, according to phytoclimatic conditions, stable macroaggregates can form both around partially decomposed OM and by organic-mineral interactions. In topsoils, aggregate resistance enhanced 13C-rich OM preservation, but in subsoils C preservation was due to other mechanisms, likely OM-mineral interactions. The proposed combined approach seems to be useful in the understanding of C and nutrients fate relates to water stresses, and in future research it could provide new insights into the complexity of soil biophysical processes.

Controlled wetting on silica-based nano- and microstructured surfaces

Der Fokus dieser Doktorarbeit liegt auf der kontrollierten Benetzung von festen Oberflächen, die in vielen Bereichen, wie zum Beispiel in der Mikrofluidik, für Beschichtungen und in biologischen Studien von Zellen oder Bakterien, von großer Bedeutung ist.rnDer erste Teil dieser Arbeit widmet sich der Frage, wie Nanorauigkeit das Benetzungsverhalten, d.h. die Kontaktwinkel und die Pinningstärke, von hydrophoben und superhydrophoben Beschichtungen beeinflusst. Hierfür wird eine neue Methode entwickelt, um eine nanoraue Silika-Beschichtung über die Gasphase auf eine superhydrophobe Oberfläche, die aus rauen Polystyrol-Silika-Kern-Schale-Partikeln besteht, aufzubringen. Es wird gezeigt, dass die Topographie und Dichte der Nanorauigkeiten bestimmt, ob sich die Superhydrophobizität verringert oder erhöht, d.h. ob sich ein Flüssigkeitstropfen im Nano-Wenzel- oder Nano-Cassie-Zustand befindet. Das verstärkte Pinning im Nano-Wenzel-Zustand beruht auf dem Eindringen von Flüssigkeitsmolekülen in die Nanoporen der Beschichtung. Im Nano-Cassie-Zustand dagegen sitzt der Tropfen auf den Nanorauigkeiten, was das Pinning vermindert. Die experimentellen Ergebnisse werden mit molekulardynamischen Simulationen in Bezug gesetzt, die den Einfluss der Oberflächenbeschichtungsdichte und der Länge von fluorinierten Silanen auf die Hydrophobizität einer Oberfläche untersuchen. rnEs wurden bereits verschiedenste Techniken zur Herstellung von transparenten superhydrophoben, d.h. extrem flüssigkeitsabweisenden, Oberflächen entwickelt. Eine aktuelle Herausforderung liegt darin, Funktionalitäten einzuführen, ohne die superhydrophoben Eigenschaften einer Oberfläche zu verändern. Dies ist extrem anspruchsvoll, da funktionelle Gruppen in der Regel hydrophil sind. In dieser Arbeit wird eine innovative Methode zur Herstellung von transparenten superhydrophoben Oberflächen aus Janus-Mikrosäulen mit variierenden Dimensionen und Topographien entwickelt. Die Janus-Säulen haben hydrophobe Seitenwände und hydrophile Silika-Oberseiten, die anschließend selektiv und ohne Verlust der superhydrophoben Eigenschaften der Oberfläche funktionalisiert werden können. Diese selektive Oberflächenfunktionalisierung wird mittels konfokaler Mikroskopie und durch das chemische Anbinden von fluoreszenten Molekülen an die Säulenoberseiten sichtbar gemacht. Außerdem wird gezeigt, dass das Benetzungsverhalten durch Wechselwirkungen zwischen Flüssigkeit und Festkörper in der Nähe der Benetzungslinie bestimmt wird. Diese Beobachtung widerlegt das allgemein akzeptierte Modell von Cassie und Baxter und beinhaltet, dass hydrophile Flächen, die durch mechanischen Abrieb freigelegt werden, nicht zu einem Verlust der Superhydrophobizität führen müssen, wie allgemein angenommen.rnBenetzung kann auch durch eine räumliche Beschränkung von Flüssigkeiten kontrolliert werden, z.B. in mikrofluidischen Systemen. Hier wird eine modifizierte Stöber-Synthese verwendet, um künstliche und natürliche Faser-Template mit einer Silika-Schicht zu ummanteln. Nach der thermischen Zersetzung des organischen Templat-Materials entstehen wohldefinierte Silika-Kanäle und Kanalkreuzungen mit gleichmäßigen Durchmessern im Nano- und Mikrometerbereich. Auf Grund ihrer Transparenz, mechanischen Stabilität und des großen Länge-zu-Durchmesser-Verhältnisses sind die Kanäle sehr gut geeignet, um die Füllgeschwindigkeiten von Flüssigkeiten mit variierenden Oberflächenspannungen und Viskositäten zu untersuchen. Konfokale Mikroskopie ermöglicht es hierbei, die Füllgeschwindigkeiten über eine Länge von mehreren Millimetern, sowie direkt am Kanaleingang zu messen. Das späte Füllstadium kann sehr gut mit der Lucas-Washburn-Gleichung beschrieben werden. Die anfänglichen Füllgeschwindigkeiten sind jedoch niedriger als theoretisch vorhergesagt. Wohingegen die vorhergehenden Abschnitte dieser Arbeit sich mit der quasistatischen Benetzung beschäftigen, spielt hier die Dynamik der Benetzung eine wichtige Rolle. Tatsächlich lassen sich die beobachteten Abweichungen durch einen geschwindigkeitsabhängigen Fortschreitkontaktwinkel erklären und durch dynamische Benetzungstheorien modellieren. Somit löst diese Arbeit das seit langem diskutierte Problem der Abweichungen von der Lucas-Washburn-Gleichung bei kleinen Füllgeschwindigkeiten.

Erosive tooth wear: diagnosis, risk factors and prevention

PURPOSE: To provide an overview on diagnosis, risk factors and prevention of erosive tooth wear, which is becoming an increasingly important factor when considering the long- term health of the dentition. RESULTS: Awareness of dental erosion by the public is still not widespread due to the cryptic nature of this slowly progressing condition. Smooth silky-glazed appearance with the absence of perikymata and intact enamel along the gingival margin, with cupping and grooving on occlusal surfaces are some typical signs of enamel erosion. In later stages, it is sometimes difficult to distinguish between the influences of erosion, attrition or abrasion during a clinical examination. Biological, behavioral and chemical factors all come into play, which over time, may either wear away the tooth surface, or potentially protect it. In order to assess the risk factors, patient should record their dietary intake for a distinct period of time. Based on these analyses, an individually tailored preventive program may be suggested to patients. It may comprise dietary advice, optimization of fluoride regimes, stimulation of salivary flow rate, use of buffering medicaments and particular motivation for non-destructive tooth brushing habits. The frequent use of fluoride gel and fluoride mouthrinse in addition to fluoride toothpaste offers the opportunity to minimize abrasion of tooth substance.

Dental erosion in children

Erosive tooth wear in children is a common condition. The overlapping of erosion with mechanical forces like attrition or abrasion is probably in deciduous teeth more pronounced than in permanent teeth. Early erosive damage to the permanent teeth may compromise the dentition for the entire lifetime and require extensive restorative procedures. Therefore, early diagnosis of the condition and adequate preventive measures are of importance. Knowledge of the etiological factors for erosive tooth wear is a prerequisite for such measures. In children and adolescents (like in adults) extrinsic and intrinsic factors or a combination of them are possible reasons for the condition. Such factors are frequent and extensive consumption of erosive foodstuffs and drinks, the intake of medicaments (asthma), gastro-esophageal reflux (a case history is discussed) or vomiting. But also behavioral factors like unusual eating and drinking habits, the consumption of designer drugs and socio-economic aspects are of importance.

Risk assessment and preventive measures

A prerequisite for preventive measures is to diagnose erosive tooth wear and to evaluate the different etiological factors in order to identify persons at risk. No diagnostic device is available for the assessment of erosive defects. Thus, they can only be detected clinically. Consequently, erosion not diagnosed in the early stage may render timely preventive measures difficult. In order to assess the risk factors, patient should record their dietary intake for a distinct period of time. Then a dentist can determine the erosive potential of the diet. Particularly, patients with more than four dietary acid intakes have a higher risk for erosion when other risk factors (such as holding the drink in the mouth) are present. Regurgitation of gastric acids (reflux, vomiting, alcohol abuse, etc.) is a further important risk factor for the development of erosion which has to be taken into account. Based on these analyses, an individually tailored preventive program may be suggested to the patients. It may comprise dietary advice, optimization of fluoride regimes, stimulation of salivary flow rate, use of buffering medicaments and particular motivation for nondestructive toothbrushing habits with a low abrasive toothpaste. The frequent use of fluoride gel and fluoride solution in addition to fluoride toothpaste offers the opportunity to reduce somewhat abrasion of tooth substance. It is also advisable to avoid abrasive tooth cleaning and whitening products, since they may remove the pellicle and may render teeth more susceptible to erosion. Since erosion, attrition and abrasion often occur simultaneously all causative components must be taken into consideration when planning preventive strategies.

Distribution of lactate dehydrogenase in healthy and degenerative canine stifle joint cartilage

In dogs, degenerative joint diseases (DJD) have been shown to be associated with increased lactate dehydrogenase (LDH) activity in the synovial fluid. The goal of this study was to examine healthy and degenerative stifle joints in order to clarify the origin of LDH in synovial fluid. In order to assess the distribution of LDH, cartilage samples from healthy and degenerative knee joints were investigated by means of light and transmission electron microscopy in conjunction with immunolabeling and enzyme cytochemistry. Morphological analysis confirmed DJD. All techniques used corroborated the presence of LDH in chondrocytes and in the interterritorial matrix of healthy and degenerative stifle joints. Although enzymatic activity of LDH was clearly demonstrated in the territorial matrix by means of the tetrazolium-formazan reaction, immunolabeling for LDH was missing in this region. With respect to the distribution of LDH in the interterritorial matrix, a striking decrease from superficial to deeper layers was present in healthy dogs but was missing in affected joints. These results support the contention that LDH in synovial fluid of degenerative joints originates from cartilage. Therefore, we suggest that (1) LDH is transferred from chondrocytes to ECM in both healthy dogs and dogs with degenerative joint disease and that (2) in degenerative joints, LDH is released from chondrocytes and the ECM into synovial fluid through abrasion of cartilage as well as through enhanced diffusion as a result of increased water content and degradation of collagen.

AN ASSESSMENT OF BALLAST SOURCE'S QUALITY AND LOCATIONS WITH RESPECT TO MDOT'S UPGRADE OF THE WOLVERINE RAILROAD LINE FOR HIGH SPEED RAIL USEAGE

The Michigan Department of Transportation is evaluating upgrading their portion of the Wolverine Line between Chicago and Detroit to accommodate high speed rail. This will entail upgrading the track to allow trains to run at speeds in excess of 110 miles per hour (mph). An important component of this upgrade will be to assess the requirement for ballast material for high speed rail. In the event that the existing ballast materials do not meet specifications for higher speed train, additional ballast will be required. The purpose of this study, therefore, is to investigate the current MDOT railroad ballast quality specifications and compare them to both the national and international specifications for use on high speed rail lines. The study found that while MDOT has quality specifications for railroad ballast it does not have any for high speed rail. In addition, the American Railway Engineering and Maintenance-of-Way Association (AREMA), while also having specifications for railroad ballast, does not have specific specifications for high speed rail lines. The AREMA aggregate specifications for ballast include the following tests: (1) LA Abrasion, (2) Percent Moisture Absorption, (3) Flat and Elongated Particles, (4) Sulfate Soundness test. Internationally, some countries do require a highly standard for high speed rail such as the Los Angeles (LA) Abrasion test, which is uses a higher standard performance and the Micro Duval test, which is used to determine the maximum speed that a high speed can operate at. Since there are no existing MDOT ballast specification for high speed rail, it is assumed that aggregate ballast specifications for the Wolverine Line will use the higher international specifications. The Wolverine line, however, is located in southern Michigan is a region of sedimentary rocks which generally do not meet the existing MDOT ballast specifications. The investigation found that there were only 12 quarries in the Michigan that meet the MDOT specification. Of these 12 quarries, six were igneous or metamorphic rock quarries, while six were carbonate quarries. Of the six carbonate quarries four were locate in the Lower Peninsula and two in the Upper Peninsula. Two of the carbonate quarries were located in near proximity to the Wolverine Line, while the remaining quarries were at a significant haulage distance. In either case, the cost of haulage becomes an important consideration. In this regard, four of the quarries were located with lake terminals allowing water transportation to down state ports. The Upper Peninsula also has a significant amount of metal based mining in both igneous and metamorphic rock that generate significant amount of waste rock that could be used as a ballast material. The main drawback, however, is the distance to the Wolverine rail line. One potential source is the Cliffs Natural Resources that operates two large surface mines in the Marquette area with rail and water transportation to both Lake Superior and Lake Michigan. Both mines mine rock with a very high compressive strength far in excess of most ballast materials used in the United States and would make an excellent ballast materials. Discussions with Cliffs, however, indicated that due to environmental concerns that they would most likely not be interested in producing a ballast material. In the United States carbonate aggregates, while used for ballast, many times don't meet the ballast specifications in addition to the problem of particle degradation that can lead to fouling and cementation issues. Thus, many carbonate aggregate quarries in close proximity to railroads are not used. Since Michigan has a significant amount of carbonate quarries, the research also investigated using the dynamic properties of aggregate as a possible additional test for aggregate ballast quality. The dynamic strength of a material can be assessed using a split Hopkinson Pressure Bar (SHPB). The SHPB has been traditionally used to assess the dynamic properties of metal but over the past 20 years it is now being used to assess the dynamic properties of brittle materials such as ceramics and rock. In addition, the wear properties of metals have been related to their dynamic properties. Wear or breakdown of railroad ballast materials is one of the main problems with ballast material due to the dynamic loading generated by trains and which will be significantly higher for high speed rails. Previous research has indicated that the Port Inland quarry along Lake Michigan in the Southern Upper Peninsula has significant dynamic properties that might make it potentially useable as an aggregate for high speed rail. The dynamic strength testing conducted in this research indicate that the Port Inland limestone in fact has a dynamic strength close to igneous rocks and much higher than other carbonate rocks in the Great Lakes region. It is recommended that further research be conducted to investigate the Port Inland limestone as a high speed ballast material.

An Investigation of the Anodic Oxidation of Aluminum in a Sulfuric Acid Electrolyte

When aluminum is allowed to stand in air or is heated in air, a thin oxide film is produced on the metal. If aluminum is made the anode in a suitable electrolyte and a current applied, a coating is obtained which is similar to that produced in air, but may be effected much quicker. This film is thicker, harder, more resistant to corrosion and abrasion, and more adhesive than the natural oxide. The film is porous and makes an excellent adsorptive for dyes and pigments.

Reibung – ein unterschätztes Phänomen in der Verpackungslogistik

„Geiz ist geil!“ ist das Motto eines Handelshauses. Aber diese Philosophie erweist sich immer häufiger als ungeeignet, längerfristigen Erfolg zu sichern. Oftmals wird gerade aus diesem Grund wieder verstärkt auf Qualität geachtet, auf die Qualität von Produkten, auf die Qualität von Herstellungsprozessen, auf die Qualität von Logistikprozessen etc. Dieser Sinneswandel beeinflusst auch alle Verpackungsprozesse, da diese untrennbar mit der Sicherung der Produktqualität und der sicheren Abwicklung aller logistischen Prozesse verbunden ist. Neben der Forderung nach einem wirtschaftlichen Produktschutz als Kernaufgabe der Verpackung müssen jedoch auch zwingende Vorgaben – beispielsweise seitens des Gesetzgebers (z. B. im Lebensmittelbereich, in der Gefahrgutlogistik, im Straßenverkehrsrecht) – beachtet werden. Das führt u. a. dazu, dass alle verpackten Güter so geschützt sein sollten, dass sie den Belastungen im Transportprozess, aber auch den Belastungen aufgrund von Ladungs- und Ladeeinheitensicherungsmaßnahmen standhalten können. Da sich jedoch nicht alle Ladegüter oder Packstücke beliebig für form- oder kraftschlüssige Sicherungsmaßnahmen eignen, sollte bei der Auslegung von Verpackungsmaßnahmen insbesondere der hilfreichen Wirkung von Reibungskräften zur Reduzierung zusätzlicher Sicherungsmaßnahmen Aufmerksamkeit gewidmet werden.

Reibung – ein unterschätztes Phänomen in der Verpackungslogistik

„Geiz ist geil!“ ist das Motto eines Handelshauses. Aber diese Philosophie erweist sich immer häufiger als ungeeignet, längerfristigen Erfolg zu sichern. Oftmals wird gerade aus diesem Grund wieder verstärkt auf Qualität geachtet, auf die Qualität von Produkten, auf die Qualität von Herstellungsprozessen, auf die Qualität von Logistikprozessen etc. Dieser Sinneswandel beeinflusst auch alle Verpackungsprozesse, da diese untrennbar mit der Sicherung der Produktqualität und der sicheren Abwicklung aller logistischen Prozesse verbunden ist. Neben der Forderung nach einem wirtschaftlichen Produktschutz als Kernaufgabe der Verpackung müssen jedoch auch zwingende Vorgaben – beispielsweise seitens des Gesetzgebers (z. B. im Lebensmittelbereich, in der Gefahrgutlogistik, im Straßenverkehrsrecht) – beachtet werden. Das führt u. a. dazu, dass alle verpackten Güter so geschützt sein sollten, dass sie den Belastungen im Transportprozess, aber auch den Belastungen aufgrund von Ladungs- und Ladeeinheitensicherungsmaßnahmen standhalten können. Da sich jedoch nicht alle Ladegüter oder Packstücke beliebig für form- oder kraftschlüssige Sicherungsmaßnahmen eignen, sollte bei der Auslegung von Verpackungsmaßnahmen insbesondere der hilfreichen Wirkung von Reibungskräften zur Reduzierung zusätzlicher Sicherungsmaßnahmen Aufmerksamkeit gewidmet werden.