Materials science Books
Wiley-VCH Verlag GmbH Nanomaterials for 2D and 3D Printing
Book SynopsisThe first book to paint a complete picture of the challenges of processing functional nanomaterials for printed electronics devices, and additive manufacturing fabrication processes. Following an introduction to printed electronics, the book focuses on various functional nanomaterials available, including conducting, semi-conducting, dielectric, polymeric, ceramic and tailored nanomaterials. Subsequent sections cover the preparation and characterization of such materials along with their formulation and preparation as inkjet inks, as well as a selection of applications. These include printed interconnects, passive and active modules, as well as such high-tech devices as solar cells, transparent electrodes, displays, touch screens, sensors, RFID tags and 3D objects. The book concludes with a look at the future for printed nanomaterials. For all those working in the field of printed electronics, from entrants to specialized researchers, in a number of disciplines ranging from chemistry and materials science to engineering and manufacturing, in both academia and industry. Table of ContentsList of Contributors xiii 1 Printing Technologies for Nanomaterials 1 Robert Abbel and Erwin R. Meinders 1.1 Introduction 1 1.2 Ink Formulation Strategies 4 1.3 Printing Technologies 6 1.3.1 Inkjet Printing 7 1.3.1.1 Toward 3D Printing 10 1.3.2 Laser-Induced Forward Transfer 11 1.3.2.1 Toward 3D Printing 13 1.3.3 Contact Printing Technologies 13 1.3.4 Photopolymerization 17 1.3.5 Powder Bed Technology 19 1.4 Summary and Conclusions 20 References 20 2 Inkjet Printing of Functional Materials and Post-Processing 27 Ingo Reinhold 2.1 Introduction 27 2.2 Industrial Inkjet 28 2.3 Postprocessing of Metal-Based Inks for Conductive Applications 30 2.3.1 Mechanisms in Solid-State Sintering 32 2.3.2 Influence of Drying and Wet Sintering 34 2.3.3 Thermal Sintering 35 2.3.4 Chemical Sintering 35 2.3.5 Plasma Sintering 36 2.3.6 Sintering Using Electromagnetic Fields 37 2.3.6.1 Impulse Light Sintering 39 2.3.6.2 Microwave Sintering 40 2.3.6.3 Influence of the Substrate 41 2.4 Conclusion 42 References 43 3 Electroless Plating and Printing Technologies 51 Yosi Shacham-Diamand, Yelena Sverdlov, Stav Friedberg, and Avi Yaverboim 3.1 Introduction 51 3.2 Electroless Plating – Overview 54 3.2.1 Electroless Plating – Brief Overview 55 3.3 Seed Layer Printing 57 3.4 Electroless Plating on Printed Parts 57 3.4.1 Methods and Approaches 59 3.4.1.1 Printed Pd Seed 59 3.4.1.2 Printed Ag Ink 60 3.4.1.3 Preseed Surface Modification 60 3.4.2 Electroless Metal Integration: Examples 60 3.5 Summary and Conclusions 63 References 64 4 Reactive Inkjet Printing as a Tool for in situ Synthesis of Self-Assembled Nanoparticles 69 Ghassan Jabbour, Mutalifu Abulikamu, Hyung W. Choi, and Hanna Haverinen 4.1 Introduction to Reactive Inkjet Printing 69 4.2 RIJ of Self-Assembled Au NPs 70 4.3 Parameters Influencing the Growth of Au NPs 74 4.4 Simplifying the Approach (Single Cartridge) Using Single Cartridge Step 77 4.5 Further Progress toward Reduction of Fabrication Time (1 min) 77 4.6 Conclusion 79 References 79 5 3D Printing via Multiphoton Polymerization 83 Maria Farsari 5.1 Multiphoton Polymerization 84 5.2 The Diffraction Limit 85 5.3 Experimental Setup 86 5.4 Materials for MPP 88 5.4.1 Introduction 88 5.4.2 Photoinitiators 88 5.4.3 Organic Photopolymers 89 5.4.4 Su- 8 90 5.4.5 Hybrid Materials 90 5.4.6 Applications 91 5.4.6.1 Metamaterials 91 5.4.6.2 Biomedical Applications 94 5.5 Conclusions 96 References 96 6 High Speed Sintering: The Next Generation of Manufacturing 107 Adam Ellis 6.1 The Need for the Next Generation of Additive Manufacturing 107 6.2 High Speed Sintering 109 6.3 Machine Setup & Parameter Control 109 6.4 Materials & Properties 112 6.5 HSS for High-Volume Manufacturing 113 6.6 Case Study: From Elite to High Street 115 6.7 Opening the Supply Chain 115 6.8 The Future of HSS and the Benefits of Inkjet 116 References 116 7 Metallic Nanoinks for Inkjet Printing of Conductive 2D and 3D Structures 119 Alexander Kamyshny and Shlomo Magdassi 7.1 Introduction 119 7.2 Metallic Nanoinks: Requirements and Challenges 120 7.3 Synthesis and Stabilization of Metal NPs for Conductive Nanoinks 121 7.3.1 Synthesis 121 7.3.2 Stabilization 122 7.3.2.1 Stabilization Against Aggregation 122 7.3.2.2 Stabilization Against Oxidation 124 7.4 Formulation of Conductive Metallic Nanoinks 125 7.5 Formation of 2D Conductive Structures: Printing and Sintering 127 7.6 3D Printing of Conductive Patterns: Formation and Sintering 134 7.7 Applications of Metallic Inkjet Nanoinks in Printed Electronics 135 7.7.1 RFID Tags 136 7.7.2 Thin-Film Transistors 136 7.7.3 Electroluminescent Devices and Light-Emitting Diodes 136 7.7.4 Transparent Conductive Electrodes 137 7.7.5 Organic Solar Cells 138 7.8 Outlook 139 References 140 8 Graphene- and 2D Material-Based Thin-Film Printing 161 Jiantong Li, Max C. Lemme, and Mikael Östling 8.1 Introduction 161 8.2 Printing Procedures 162 8.2.1 Ink Formulations 162 8.2.2 Jetting and Patterns 166 8.2.3 Drying 166 8.2.4 Posttreatments 171 8.3 Performance and Applications 172 8.3.1 Transparent Conductors 173 8.3.2 Micro-Supercapacitors 173 8.3.3 Photodetectors 174 8.3.4 Solar Cells 176 8.4 Discussion and Outlook 177 Acknowledgments 178 References 178 9 Inkjet Printing of Photonic Crystals 183 Minxuan Kuang and Yanlin Song 9.1 Introduction 183 9.2 Inkjet Printing of Photonic Crystals 184 9.2.1 Process of Inkjet Printing 184 9.2.2 Inkjet Printing of Fine Controlled PC Dots and Lines 186 9.2.2.1 Influence of the Ink Formulation 186 9.2.2.2 Influence of Substrate Wettability 188 9.2.2.3 Suppression of “Coffee-Ring” Effect 193 9.3 Application of Printing of Photonic Crystals 196 9.3.1 Photonic Crystal Patterns 196 9.3.2 Printing Patterned Microcolloidal Crystals with Controllable 3D Morphology 199 9.3.3 Inkjet-Printed PCs Applied in Vapor Sensors 201 9.3.4 Inkjet-Printed PCs Applied in Chemical Detection 201 9.4 Outlook 203 References 204 10 Printable Semiconducting/Dielectric Materials for Printed Electronics 213 Sunho Jeong and Jooho Moon 10.1 Introduction 213 10.2 Printable Materials for Semiconductors 213 10.3 Printable Materials for Dielectrics 219 10.4 Conclusions 223 References 224 11 Low Melting Point Metal or Its Nanocomponents as Functional 3D Printing Inks 229 Lei Wang and Jing Liu 11.1 Introduction of Metal 3D Printing 229 11.2 Low Melting Point Metal Ink 230 11.2.1 Liquid Metal Printing Ink 230 11.2.2 Nanoliquid Metal 232 11.3 Liquid-Phase 3D Printing 234 11.3.1 Fabrication Scheme 234 11.3.2 Forming Principle of Metal Objects in Cooling Liquid 235 11.3.3 Liquid-Phase Printing of Metal Structures 236 11.3.4 Factors Affecting the Printing Quality 237 11.3.5 Comparison Between Liquid-Phase Cooling and Gas-Phase Cooling 238 11.3.6 Vision of the Future Liquid-Phase Printing 240 Acknowledgment 241 References 241 12 Inkjet Printing of Conducting Polymer Nanomaterials 245 Edward Song and Jin-Woo Choi 12.1 Introduction 245 12.2 Inkjet Printing of Polyaniline Nanomaterials 246 12.2.1 Introduction 246 12.2.2 Chemical Structure, Electrochemical Properties, and Conductivity of Polyaniline 246 12.2.3 Inkjet-Printed Polyaniline Nanomaterials 249 12.2.4 Applications of Inkjet-Printed Polyaniline Nanomaterials 250 12.3 Polypyrrole 251 12.3.1 Properties and Synthesis of Polypyrrole (Ppy) Nanomaterials 251 12.3.2 Inkjet Printing and Applications of Ppy Nanomaterials 254 12.4 Polythiophene (Pth) and Poly(3,4-Ethylenedioxythiophene) (pedot) 258 12.4.1 Properties and Synthesis of Pth and PEDOT Nanomaterials 258 12.4.2 Inkjet Printing and Applications of Pth Nanomaterials 258 12.5 Conclusions and Future Outlook 258 References 260 13 Application of Printed Silver Nanowires Based on Laser-Induced Forward Transfer 265 Teppei Araki, Rajesh Mandamparambil, Jinting Jiu, Tsuyoshi Sekitani, and Katsuaki Suganuma 13.1 Introduction 265 13.2 Ag NW Transparent Electrodes 266 13.2.1 Background 266 13.2.2 Transparent Electrodes Formed from Ultra-Long Ag NWs 267 13.3 Printed Ag NW Electrodes 269 13.3.1 Fabrication and Properties of Stretchable Electrodes 269 13.3.2 Ag NWs Printing by LIFT 269 13.4 Summary 271 References 271 14 Inkjet Printing of Functional Polymers into Carbon Fiber Composites 275 Patrick J. Smith, Elliot J. Fleet, and Yi Zhang 14.1 Inkjet Printing 275 14.2 Carbon Fiber Composites 276 14.3 Mechanical Tests 276 14.4 Printing and Sample Preparation 277 14.5 Carbon Fiber Composites that Contain Inkjet-Printed Patterns Composed of PMMA Microdroplets 278 14.6 Carbon Fiber Composites that Contain Inkjet-Printed Patterns Composed of PMMA and PEG Microdroplets 283 14.7 Morphology of the Printed PMMA and PEG Droplets 284 14.8 Printed Polymers for Intrinsic Repair of Composites 286 14.9 Conclusions 288 Acknowledgments 289 References 289 15 Inkjet-Printable Nanomaterials and Nanocomposites for Sensor Fabrication 293 Niamh T. Brannelly and Anthony J. Killard 15.1 Introduction 293 15.2 Metallic Inks 294 15.2.1 Gold 294 15.2.2 Silver 296 15.2.3 Copper, Nickel, and Alumina 296 15.2.4 Metal Oxides 297 15.3 Conductive Polymers 298 15.3.1 Polyaniline 299 15.3.2 Polypyrrole 300 15.3.3 Prussian Blue 301 15.3.4 Pedot 302 15.4 Carbon Nanomaterials 302 15.4.1 Graphene Oxide 302 15.4.2 Carbon Nanotubes 304 15.5 Future Outlooks and Conclusions 308 References 308 16 Electrochromics for Printed Displays and Smart Windows 317 Pooi See Lee, Guofa Cai, Alice L.-S. Eh, and Peter Darmawan 16.1 Overview on Electrochromics 317 16.1.1 Electrochromics for Green Buildings 318 16.1.2 Electrochromics for Displays 320 16.1.2.1 Solution Processing of Electrochromics 322 16.1.2.2 Printing Techniques in Electrochromics 324 16.2 Screen Printing 324 16.3 Inkjet Printing 326 16.4 Flexographic Printing 329 16.5 Roll-to-Roll Printing 329 16.6 Other Printing Methods 329 16.7 Conclusions and Perspectives 330 References 332 Index 341
£128.66
Wiley-VCH Verlag GmbH Graphene Technology: From Laboratory to Fabrication
Book SynopsisFilling the gap between publications for industrial developers and academic researchers on graphene synthesis and its applications, this book presents the essential aspects for the successful upscaling of graphene production. After an introduction to graphene, its synthesis and characterization, the text covers a wide variety of graphene composites and compounds. The larger part of the book discusses various applications where graphene has been successfully integrated into technologies, including uses in the energy sector, oil and gas industry, biomedical areas, sensors and coatings. Finally, the book concludes with a summary and a look at the future of graphene technology, including a market review. With its focus on applications, this is equally useful for both academic and industrial users.Table of ContentsList of Contributors IX 1 Graphene Technology: The Nanomaterials Road Ahead 1Stephen R. Waite and Soroush Nazarpour 1.1 Newly Discovered 2D Materials 1 1.2 Wonder Materials 2 1.3 The Rise of MPM 5 1.4 Addressing the Environment, Health, and Safety 7 1.5 The Nanomaterials Road Ahead 7 1.6 Can Graphene Survive the “Disillusionment” Downturn? 9 1.6.1 Gartner’s Hype Cycle 9 1.6.2 Surviving the Trough of Disillusionment 10 1.6.3 Graphene and Batteries 11 1.6.4 Heat Management with Graphene 13 1.6.5 How Graphene Could Revolutionize 3D Printing 14 2 Graphene Synthesis 19Siegfried Eigler 2.1 Introduction 19 2.2 Definitions 20 2.2.1 Nomenclature and Structure 20 2.2.2 Polydispersity of Graphene 20 2.3 Characterization of Graphene by Raman Spectroscopy 22 2.4 Epitaxial Growth of Graphene from SiC 26 2.5 Graphene by Chemical-Vapor-Deposition 27 2.6 Delamination of Graphene from Graphite 31 2.6.1 Mechanical Cleavage of Graphite 32 2.6.2 Liquid Phase Exfoliation of Graphite – Stirred Media Mills 33 2.6.3 Liquid Phase Exfoliation of Graphite – Sonication 35 2.6.4 Liquid Phase Exfoliation of Graphite – Shear Mixing 36 2.6.5 Liquid Phase Exfoliation of Graphite Using Smart Surfactants 38 2.6.6 Electrochemical Exfoliation of Graphite 38 2.7 Wet-Chemical Functionalization and Defunctionalization 40 2.7.1 Reductive Functionalization of Graphene 40 2.7.2 Oxidative Functionalization of Graphene 43 2.7.2.1 Generalized Synthesis of GO 45 2.7.2.2 Historical Development of the Synthesis of GrO 46 2.7.2.3 Structure of GO 48 2.7.2.4 GO as Precursor for Graphene 49 2.8 Synthesis of Nanographene from Small Molecules 52 References 57 3 Graphene Composites 63Suman Chhetri, Tapas Kuila, and Naresh Chandra Murmu 3.1 Introduction 63 3.2 Preparation and Properties of Graphene 65 3.3 Functionalization of Graphene 66 3.3.1 Covalent Modification 67 3.3.2 Non-Covalent Modification 70 3.4 Preparation of Graphene Polymer Composites 71 3.4.1 In Situ Polymerization 71 3.4.2 Solution Mixing 72 3.4.3 Melt Mixing 72 3.4.4 Other Preparative Technique 73 3.5 Characterization of Graphene-Polymer Composites 74 3.6 Properties of Graphene/Polymer Composites 77 3.6.1 Mechanical Properties 77 3.6.2 Thermal Properties 84 3.6.3 Electrical Properties 88 3.6.4 Dynamic Mechanical Properties 93 3.7 Application of Graphene Based Polymer Composites 94 3.7.1 Gas Barrier 95 3.7.2 Sensor 97 3.7.3 EMI Shielding 97 3.7.4 Flammability Reduction 99 3.7.5 Automotive and Aircrafts 99 3.7.6 Turbine Blades 100 3.7.7 Others 100 3.8 Conclusions and Outlook 101 References 102 4 Graphene in Lithium-ion Batteries 113Cyrus Zamani 4.1 Introduction 113 4.2 Renewable Energies 114 4.3 Batteries,What are They? 115 4.4 Lithium-ion Batteries 116 4.5 Anodes, Cathodes, and Electrolytes 117 4.6 Carbon Materials 118 4.7 Graphite 119 4.8 Graphene 120 4.9 Graphene in Lithium-Ion Batteries 121 4.10 Graphene in Anodes 122 4.11 Graphene in Cathodes 126 4.12 Graphene in Other Types of Lithium Batteries 127 Summary 127 References 128 5 Graphene-Based Membranes for Separation Engineering 133Luisa M. Pastrana-Martínez, Sergio Morales-Torres, José L. Figueiredo, and Adrián M.T. Silva 5.1 Introduction 133 5.2 Preparation of Graphene-Based Membranes 134 5.3 Graphene-based Membranes for Separation Applications 140 5.3.1 Gas Separation 140 5.3.2 Water Treatment 142 5.4 Conclusions 149 Acknowledgments 150 References 150 6 Graphene Coatings for the Corrosion Protection of Base Metals 155Robert V. Dennis, Nathan A. Fleer, Rachel D. Davidson, and Sarbajit Banerjee 6.1 Introduction to Corrosion 155 6.2 Bare Graphene as a Protective Barrier 159 6.2.1 Some Electronic Structure Considerations at Graphene/Metal Interfaces 159 6.2.2 Graphene as a Standalone Corrosion-Resistant Coating and Some Mechanistic Considerations 162 6.3 Graphene Nanocomposites for Corrosion Inhibition 164 6.4 Graphene/Metal Nanocomposites for Corrosion Inhibition 168 6.5 Graphene/Ceramic Nanocomposites for Corrosion Inhibition 171 6.6 Summary and Future Outlook 172 Acknowledgments 173 References 174 7 Graphene Market Review 177Marko Spasenovic 7.1 Introduction 177 7.2 Graphene Market: Past and Present 178 7.3 Co-ordinated Market Initiatives 184 7.4 Market and Application Projections 185 7.5 Conclusion 186 References 187 8 Financing Graphene Ventures 189Stephen R. Waite 8.1 Graphene Start-ups 190 8.2 The Art of Raising Capital 191 8.3 Shifting Financial Landscape for Graphene Ventures 199 8.4 The Graphene Financing Road Ahead 203 Summary 205 Appendix Nantero Case Study – The Funding and Evolution of a Nanomaterials Start-up 206 The Founding of Nantero 207 Series A: Financing Round 207 Post-Series A: Funding Evolution 208 Series B: Financing Round 208 Post-Series B: Funding Evolution 209 Series C: Financing Round 210 Post-Series C: Funding Evolution 210 Series D: Financing Round 212 Post-Series D: Funding Evolution 212 Series E: Financing Round 212 Summary 213 Index 215
£114.26
Wiley-VCH Verlag GmbH Surface-Functionalized Ceramics: For
Book SynopsisSurface-Functionalized Ceramics Focused coverage of making and using functional ceramic materials for a wide variety of scientific and technical applications Surface-Functionalized Ceramics provides a comprehensive overview of surface functionalization approaches for ceramic materials, including alumina, zirconia, titania, and silica, and their uses as sensors, chemical, and biological probes, chromatographic supports for (bio)molecule purification and analysis, and adsorbents for toxic substances and pollutants. Overall, the text provides a broad picture of the enormous possibilities offered by surface functionalization and addresses the current challenges regarding surface analysis, characterization, and stability. As a well-rounded resource, the text points out opportunities of surface-functionalized ceramics, their issues such as achieving surface stability and complex analysis, and how to counter them. Edited by two experts in the field of advanced materials surfaces, Surface-Functionalized Ceramics covers topics such as: Processing methods for advanced ceramics, surface modification of ceramic materials, and methods for electrokinetic surface characteristics Surface imaging and chemical surface analysis using atomic force microscopy Surface chemical analysis and ceramic-enhanced analytics Biological and living matter-surface interactions including protein adsorption mechanisms as well as bacteria behavior in terms of biofilm formation and prevention for antibacterial applications Mesoporous silica and organosilica biosensors for water quality and environmental monitoring, plus ceramic-based adsorbents in bioproduct recovery and purification For professionals, researchers, and academics in the fields of materials science, biotechnology, biotechnological industry, environmental sciences, and ceramics industry, Surface-Functionalized Ceramics is a one-stop reference on the subject that provides different approaches to obtain surfaces of ceramic materials that perform desired functions.Table of ContentsIntroduction to Ceramic Materials Processing Methods for Advanced Ceramics Surface Modification of Ceramic Materials Surface Imaging and Structure Methods for Chemical Surface Analysis: Atomic Force Microscopy Surface Chemical Analysis of Ceramics and Ceramic-Enhanced Analytics Methods for Electrokinetic Surface Characteristics Functionalized Surfaces and Interactions with Biomolecules Bacteria-Surface Interactions: Biofilm Formation and Prevention Carbon Nanomaterials for Antibacterial Applications Mesoporous Silica and Organosilica Biosensors for Water Quality and Environmental Monitoring Ceramic-Based Adsorbents in Bioproduct Recovery and Purification
£999.99
Wiley-VCH Verlag GmbH Biomedical Applications of Polymeric Materials and Composites
Book SynopsisWith its content taken from only the very latest results, this is an extensive summary of the various polymeric materials used for biomedical applications. Following an introduction listing various functional polymers, including conductive, biocompatible and conjugated polymers, the book goes on to discuss different synthetic polymers that can be used, for example, as hydrogels, biochemical sensors, functional surfaces, and natural degradable materials. Throughout, the focus is on applications, with worked examples for training purposes as well as case studies included. The whole is rounded off with a look at future trends.Trade Review"[R]esearchers with a chemical background who are entering the biomedical field are the ones who will get the most out of this book. Others, coming from a more mechanical background will still find the book very useful owing to the number of concise comparisons of the materials within the various classes which will facilitate material selection and design of biomedical technologies. Indeed, it is an excellent picture of the current state and direction of research in this area, well supported by a wealth of references in each chapter (there are between 40 300 references per chapter) with pertinent and well-presented figures throughout." (Applied Rheology June 2017)Table of ContentsList of Contributors XV Preface XIX 1 Biomaterials for Biomedical Applications 1Brahatheeswaran Dhandayuthapani and Dasappan Sakthi kumar 1.1 Introduction 1 1.2 Polymers as Hydrogels in Cell Encapsulation and Soft Tissue Replacement 2 1.3 Biomaterials for Drug Delivery Systems 4 1.4 Biomaterials for Heart Valves and Arteries 7 1.5 Biomaterials for Bone Repair 9 1.6 Conclusion 11 Abbreviations 12 References 13 2 Conducting Polymers: An Introduction 21Nidhin Joy, Joby Eldho, and Raju Francis 2.1 Introduction 21 2.2 Types of Conducting Polymers 24 2.3 Synthesis of Conducting Polymers 28 2.4 Surface Functionalization of Conducting Polymers 28 Abbreviations 30 References 31 3 Conducting Polymers: Biomedical Applications 37Nidhin Joy, Geethy P. Gopalan, Joby Eldho, and Raju Francis 3.1 Applications 37 3.2 Conclusions 72 Abbreviations 72 References 73 4 Plasma-Assisted Fabrication and Processing of Biomaterials 91Kateryna Bazaka, Daniel S. Grant, Surjith Alancherry, and Mohan V. Jacob 4.1 Introduction 91 4.2 Conclusion 113 References 114 5 Smart Electroactive Polymers and Composite Materials 125T.P.D. Rajan and J. Mary Gladis 5.1 Introduction 125 5.2 Types of Electroactive Polymers 126 5.3 Polymer Gels 126 5.4 Conducting Polymers 129 5.5 Ionic Polymer–Metal Composites (IPMC) 131 5.6 Conjugated Polymer 132 5.7 Piezoelectric and Electrostrictive Polymers 133 5.8 Dielectric Elastomers 135 5.9 Summary 137 References 137 6 Synthetic Polymer Hydrogels 141Anitha C. Kumar and Harikrishna Erothu 6.1 Introduction 141 6.2 Polymer Hydrogels 141 6.3 Synthetic Polymer Hydrogels 142 6.4 Applications of Synthetic Polymer Hydrogels 155 6.5 Conclusion 156 Abbreviations 156 References 157 7 Hydrophilic Polymers 163Harikrishna Erothu and Anitha C. Kumar 7.1 Introduction 163 7.2 Classification 163 7.3 Applications of Hydrophilic Polymers 175 7.4 Conclusions 177 Abbreviations 177 References 178 8 Properties of Stimuli-Responsive Polymers 187Raju Francis, Geethy P. Gopalan, Anjaly Sivadas, and Nidhin Joy 8.1 Introduction 187 8.2 Physically Dependent Stimuli 188 8.3 Chemically Dependent Stimuli 203 8.4 Biologically Dependant Stimuli 207 8.5 Dual Stimuli 209 8.6 MultiStimuli-Responsive Materials 213 8.7 Conclusion 217 Abbreviations 218 References 220 9 Stimuli-Responsive Polymers: Biomedical Applications 233Raju Francis, Nidhin Joy, Anjaly Sivadas, Geethy P. Gopalan, and Deepa K. Baby 9.1 Introduction 233 9.2 Imaging 235 9.3 Sensing 238 9.4 Delivery ofTherapeutic Molecules 241 9.5 Other Applications 249 9.6 Conclusion 252 Abbreviations 252 References 253 10 Functionally Engineered Sol–Gel Derived Inorganic Gels and Hybrid Nanoarchitectures for Biomedical Applications 261Vazhayal Linsha, Kallyadan Veettil Mahesh, and Solaiappan Ananthakumar 10.1 Introduction 261 10.2 Some of the Useful Definitions of Various Gel Forms 263 10.3 Inorganic Metal-Oxide Gels and Hybrid Nanoarchitectures 267 10.4 Sol–Gel Synthesis of Inorganic Metal-Oxide Gels 267 10.5 Physically Cross-Linked Inorganic and Hybrid Gel 271 10.6 Sol–Gel Derived Hybrid Metal-Oxides Nanostructures 273 10.7 Biomedical Applications of Sol–Gel Derived Inorganic and Hybrid Nanoarchitectures for Both Therapeutic and Diagnostic (Theranostics) Functions 275 10.8 Sol–Gel Matrices for Controlled Drug Delivery 276 10.9 Stimuli-Responsive Drug Delivery Systems 282 10.10 Sol–Gel Matrix Targeted CancerTherapy 286 10.11 Sol–Gel Matrices for Imaging and Radiotherapy (Radiolabeling) 288 10.12 Concluding Remarks and Future Perspectives 294 Acknowledgment 296 Abbreviations 296 References 297 11 Relevance of Natural Degradable Polymers in the Biomedical Field 303Raju Francis, Nidhin Joy, and Anjaly Sivadas 11.1 Introduction 303 11.2 Natural Biopolymers and its Application 304 11.3 Conclusion 342 Abbreviations 343 References 344 12 Synthetic Biodegradable Polymers for Medical and Clinical Applications 361Raju Francis, Nidhin Joy, and Anjaly Sivadas 12.1 Introduction 361 12.2 Polyesters/Poly(α-hydroxy acids) 363 12.3 Poly(glycolide) 364 12.4 Polylactide 364 12.5 Poly(lactic-co-glycolic) Acid 365 12.6 Poly(ε-caprolactone) 366 12.7 Polyurethanes 366 12.8 Polyanhydrides 367 12.9 Polyphosphazenes 367 12.10 Polyhydroxyalkanoates 368 12.11 Polyorthoesters 368 12.12 Poly(propylene fumarate) 369 12.13 Polyacetals 369 12.14 Polycarbonates 369 12.15 Polyphosphoesters 370 12.16 Synthesis and Application of Different Modified Synthetic Biopolymer 371 12.17 Conclusion 376 Abbreviations 377 References 377 Index 383
£128.66
Wiley-VCH Verlag GmbH Enhanced Carbon-Based Materials and Their
Book SynopsisAn authoritative and robust overview of the synthesis, characterization, and application of carbon-based materials In Enhanced Carbon-Based Materials and Their Applications, a team of distinguished researchers delivers a timely and carefully referenced overview of carbon-based materials and their applications. Following a summary of carbon-based materials and their synthesis methods, the authors move on to highlight advanced topics regarding enhanced carbon-based materials and their applications. Discussions of the discovery of memristor-based memory, substrate options, and the effect of electrodes materials are accompanied by a review of the developments in carbonous materials, an explanation of the working principle of thermoelectric energy harvesting, and the applications of carbon-enhanced piezoelectric materials, sensors, optoelectronic devices, actuators, and display applications as well. The book concludes with a presentation of anticipated future prospects and challenges in this area, including those obstacles that must be addressed before the large-scale production of carbon-based products can begin. Readers will also find: A thorough introduction to carbon-based nanomaterials, including their synthesis and characterization Comprehensive explorations of functional carbon-based nanomaterials and sensor applications, as well as fabrication techniques of resistive switching carbon-based memories Practical discussions of carbonous-based optoelectronic devices, thermoelectric energy harvesters, and their applications Fulsome treatments of carbon-enhanced piezoelectric materials and their applications Perfect for a multi-disciplinary audience in the broader scientific and industrial communities, Enhanced Carbon-Based Materials and Their Applications will also earn a place in the libraries of researchers and industry professionals with an interest in the synthesis and characterization of carbon nanomaterials.Table of ContentsCHAPTER 1: INTRODUCTION CHAPTER 2: CARBON BASED NANOSTRUCTURES 2.1 Introduction 2.2 Synthesis of carbon-based nanostructures 2.3 Characterization techniques 2.4. Summary CHAPTER 3: FUNCTIONAL CARBON-BASED MATERIALS and APPLICATIONS 3.1 Introduction and background of carbon-based sensors 3.2 Carbon material functionalization, hybridization and sensing properties 3.3 Plasma surface modification of graphene 3.4 Electronic and chemical properties of functionalized graphene 3.5 Applications CHAPTER 4: RESISTIVE SWITCHING CARBON-BASED MEMORIES 4.1 Introduction 4.2 Fabrication method 4.3 Electrical characterization and applications CHAPTER 5: CARBON-BASED OPTOELECTRONIC DEVICES 5.1 Emerging carbon-based device concept 5.2 0, 1, and 2- Dimensional carbon-based materials in optoelectronic applications CHAPTER 6: THERMOELECTRIC ENERGY HARVESTERS and APPLICATIONS 6.1 Carbon enhanced materials overview 6.2 Thermoelectric energy harvester overview 6.3 Fabrication 6.4 Applications CHAPTER 7: PIEZOELECTRIC ENERGY HARVESTERS and APPLICATIONS 7.1. Introduction of piezoelectric energy harvester 7.2. Fabrication 7.3. Applications CHAPTER 8: ACTUATORS BASED on the CARBON ENHANCED MATERIALS 8.1 Introduction 8.2 Nanostructured Carbon: Effective Tools for Carbon-Based Nanoactuators 8.3 Applications (Carbon Nanotube-Based Actuators, Graphene and Graphene Oxide Actuators, Fullerene-Based Actuators) 8.4 Challenges and Prospective of Actuators CHAPTER 9: CARBON-BASED ANALOG and DIGITAL ELECTRONICS and CIRCUITS 9.1 Current development on Analog and Digital Electronics 9.2 Radio frequency circuits 9.3 Carbon nanotubes and graphene digital electronics CHAPTER 10: CONCLUSIONS and FUTURE PERSPECTIVES
£999.99
Wiley-VCH Verlag GmbH Carbon Nanotubes: Basic Concepts and Physical Properties
Book SynopsisCarbon nanotubes are exceptionally interesting from a fundamental research point of view. Many concepts of one-dimensional physics have been verified experimentally such as electron and phonon confinement or the one-dimensional singularities in the density of states; other 1D signatures are still under debate, such as Luttinger-liquid behavior. Carbon nanotubes are chemically stable, mechanically very strong, and conduct electricity. For this reason, they open up new perspectives for various applications, such as nano-transistors in circuits, field-emission displays, artificial muscles, or added reinforcements in alloys. This text is an introduction to the physical concepts needed for investigating carbon nanotubes and other one-dimensional solid-state systems. Written for a wide scientific readership, each chapter consists of an instructive approach to the topic and sustainable ideas for solutions. The former is generally comprehensible for physicists and chemists, while the latter enable the reader to work towards the state of the art in that area. The book gives for the first time a combined theoretical and experimental description of topics like luminescence of carbon nanotubes, Raman scattering, or transport measurements. The theoretical concepts discussed range from the tight-binding approximation, which can be followed by pencil and paper, to first-principles simulations. We emphasize a comprehensive theoretical and experimental understanding of carbon nanotubes including - general concepts for one-dimensional systems - an introduction to the symmetry of nanotubes - textbook models of nanotubes as narrow cylinders - a combination of ab-initio calculations and experiments - luminescence excitation spectroscopy linked to Raman spectroscopy - an introduction to the 1D-transport properties of nanotubes - effects of bundling on the electronic and vibrational properties and - resonance Raman scattering in nanotubes.Trade Review"There is considerable theoretical discussion that would be of value to graduate students and researchers inside this book's pages." Chip Scale Review "... physical concepts needed to understand and investigate carbon nanotubes are introduced ..." Materials Today "The book gives for the first time a combined theoretical and experimental description of fundamental topics..." Polymer News (pending) "...is one of the most recent introductions. The internationally accredited authors have been engaged in nanotube research for several years and, additionally, international collaborations and funding for writing this book are gratefully acknowledged ... All the chapters ... offer a detailed and solid discussion of basic concepts and physical properties of this novel allotropic form of carbon. In spite of the rather complex content of the book, it can be recommended to any graduate student and practicing materials scientist, physicist, chemical physicist, and physical chemist interested in carbon nanotubes, especially those involved in nanoscience and research in nanotechnology." Advanced Materials "This little-over-200-page book is well organized with each chapter beginning with a brief introduction and ending with a short summary ... physicists, chemists, and material scientists who do research in this field will also find this book useful ..." E-STREAMS "The book gives for the first time a combined theoretical and experimental description of topics like luminescence of carbon nanotubes, Raman scattering, or transport measurements." Zeitschrift für Kristallographie "This book will appeal to researchers and graduate students." Materials World " ... it is an excellent physical textbook, which explains several fundamental aspects of one-dimensional nanoscopic systems on the basis of carbon nanotubes and then leads the reader to the frontiers of fundamental science in this field. ... the book is highly recommended not only for experts in the field of carbon nanotubes but also for scientists that are interested in the fundamental physics of one-dimensional electronic systems. In addition, it could be used as a basis for teaching a special course in physics because it is prepared in a didactically excellent manner." small "In summary, all the chapters of Carbon Nanotubes are solid, comprehensive discussions of the basis concepts and physical properties of this form of carbon. Each chapter begins with an excellent introduction to the topic concerned, which is followed by a good overview of the subject and more details for the expert in this area....I would recommend this book to practicing chemical physicists and physical chemists as well as to readers broadly interested in nanoscience." Dirk M. Guldi, Inst. für Physikalische Chemie Friedrich-Alexander-Univ., Erlangen "All of the content is easy to follow yet detailed, and usefully illustrated." Colloid & Polymer Science Rezension in: Revista de Plásticos Modernos, June 2004 Beschreibung in: Materials Today, June 2004 "Die hohe Anzahl an Zitaten der Autoren und ihrer Kollaborationen aus den Jahren 2001 bis 2003 unterstreicht die Aktualität dieses Buches." Nicole Grobert, Oxford, UK Nachrichten aus der Chemie9/04 "Alles in allem hinterlässt dieses Buch einen positiven und gelungenen Eindruck. Es führt in den Anfangskapiteln in die Grundlagen der Kohlenstoff-Nanoröhren ein und gibt im Folgenden aktuelle Forschungsergebnisse wieder, wobei einerseits auf experimentelle Resultate eingegangen, andererseits den theoretischen Hintergründen große Bedeutung beigemessen wird. Dadurch ist dieses Buch nicht nur für interessierte Studenten, sondern auch für Wissenschaftler empfehlenswert, die einen Überblick über elektrische, optische, elastische und Schwingungs-Eigenschaften von Kohlenstoff-Nanoröhren gewinnen möchten." Dirk Obergfell, Physik Journal, November 2004 "Mit den Fortschritten auf dem Gebiet der Kohlenstoffnanoröhren im letzten Jahrzehnt wuchs auch der Bedarf an einer umfassenden Übersicht zum Thema, die sich sowohl als einführender Text für Einsteiger wie auch als Nachschlagewerk für den aktiven Forscher nutzen lässt. Das vorliegende Buch ist in dieser Hinsicht hoch willkommen und hat das Zeug, zu einem Klassiker zu werden. Es ist auf diesem Gebiet tätigen Physikern und Physikochemikern und allen, die sich für Nanowissenschaften interessieren, zu empfehlen." Dirk M. Guldi, Institut für Physikalische Chemie, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen, Angewandte Chemie, 4. Novemberheft 2004-116/44 sowie Angewandte Chemie International Edition, 4th November Issue 2004-43/44 "Mit dem Buch >Carbon Nanotubes< bereichern Reich, Thomsen und Maultsch die Nanogemeinde um ein lehrreiches Buch über grundlegende Konzepte und physikalische Eigenschaften von Kohlenstoffnanoröhren." Adrian Jung, Erlangen, Physik in unserer Zeit, 3/2005 Table of ContentsINTRODUCTION STRUCTURE & SYMMETRY ELECTRONIC TRANSPORT OPTICAL PROPERTIES ELASTIC PROPERTIES RAMAN SCATTERING VIBRATIONAL PROPERTIES
£168.26
Wiley-VCH Verlag GmbH Nonlinear Optical Borate Crystals: Principals and
Book SynopsisThis clear and self-contained review of the last four decades of research highlights in the hot field of nonlinear optical (NLO) crystals, particularly of borate-based ultraviolet and deep-ultraviolet NLO crystals, covers three major subjects: the structure-property relationship in borate crystals, the structural and optical characteristics of various promising borate crystals, and their fruitful applications in a wide range of scientific and technological fields. Edited by the discoverers and users of these optical borate crystals, this is a readily accessible reading for semiconductor, applied and solid state physicists, materials scientists, solid state chemists, manufacturers of optoelectronic devices, and those working in the optical industry. Table of ContentsPreface INTRODUCTION History of the Theoretical Understanding for Nonlinear Optical Crystals History of Development on Nonlinear Optical Borate Crystals Crystal Growth of Nonlinear Borate Crystals and Current Status of Applications THEORETICAL BASIS TO DEVELOP BORATE NONLINEAR OPTICAL CRYSTALS BORATE NONLINEAR OPTICAL CRYSTALS FOR FREQUENCY CONVERSION BBO LBO Family KBBF Family Other Borate Crystals Borate Crystals in Developing APPLICATIONS Rapid Proto-Typing Semiconductor Industry - Bia-Hole Drilling - Annealing - Marking - Inspection Bio-Medical Applications - Eye Surgery - Protein Processing Advanced Instrument Making
£999.99
Wiley-VCH Verlag GmbH Electromagnetic Phenomena in Matter: Statistical
Book SynopsisModern electrodynamics in different media is a wide branch of electrodynamics which combines the exact theory of electromagnetic fields in the presence of electric charges and currents with statistical description of these fields in gases, plasmas, liquids and solids; dielectrics, conductors and superconductors. It is widely used in physics and in other natural sciences (such as astrophysics and geophysics, biophysics, ecology and evolution of terrestrial climate), and in various technological applications (radio electronics, technology of artificial materials, laser-based technological processes, propagation of bunches of charges particles, linear and nonlinear electromagnetic waves, etc.). Electrodynamics of matter is based on the exact fundamental (microscopic) electrodynamics but is supplemented with specific descriptions of electromagnetic fields in various media using the methods of statistical physics, quantum mechanics, physics of condensed matter (including theory of superconductivity), physical kinetics and plasma physics. This book presents in one unique volume a systematic description of the main electrodynamic phenomena in matter: - A large variety of theoretical approaches used in describing various media - Numerous important manifestations of electrodynamics in matter (magnetic materials, superconductivity, magnetic hydrodynamics, holography, radiation in crystals, solitons, etc.) - A description of the applications used in different branches of physics and many other fields of natural sciences - Describes the whole complexity of electrodynamics in matter including material at different levels. - Oriented towards 3-4 year bachelors, masters, and PhD students, as well as lectures, and engineers and scientists working in the field. - The reader will need a basic knowledge of general physics, higher mathematics, classical mechanics and microscopic (fundamental) electrodynamics at the standard university level - All examples and problems are described in detail in the text to help the reader learn how to solve problems - Advanced problems are marked with one asterisk, and the most advanced ones with two asterisks. Some problems are recommended to be solved first, and are are marked by filled dots; they are more general and important or contain results used in other problems.Table of ContentsPreface IX Basis Notations XIII Fundamental Constants and Frequently Used Numbers XVII 1 Equations of Steady Electric and Magnetic Fields in Media 1 1.1 Averaging Microscopic Maxwell Equations. Vectors of Electromagnetic Fields in Media 2 1.2 Equations of Electrostatics and Magnetostatics in Medium 4 1.3 Polarization of Media in a Constant Field 7 Problems 12 1.4 Answers and Solutions 17 2 Electrostatics of Conductors and Dielectrics 37 2.1 Basic Concepts and Methods of Electrostatics 37 Problems 41 2.2 Special Methods of Electrostatics 45 Problems 54 2.3 Energy, Forces, and Thermodynamic Relations for Conductors and Dielectrics 59 Problems 71 2.4 Answers and Solutions 76 3 Stationary Currents and Magnetic Fields in Media 115 3.1 Stationary Current 115 Problems 123 3.2 Magnetic Field in Magnetic Media 129 Problems 131 3.3 Energy, Forces, and Thermodynamic Relations for Magnetics 133 Problems 145 3.4 Electric and Magnetic Properties of Superconductors 149 Problems 153 Problems 155 Problems 160 3.5 Answers and Solutions 164 4 Quasi-Stationary Electromagnetic Field 193 4.1 Quasi-Stationary Phenomena in Linear Conductors 193 Problems 197 4.2 Eddy Currents and Skin-Effect 201 Problems 205 4.3 Magnetic Hydrodynamics 207 Problems 222 4.4 Answers and Solutions 228 5 Maxwell Equations for Alternating and Inhomogeneous Fields 275 5.1 Different Forms of Maxwell Equations in Media. Coupling Equations and Electromagnetic Response Functions 275 Problems 287 5.2 Causality Principle and Dispersion Relations 291 Problems 296 5.3 Energy Relations for Alternating Electromagnetic Field in Media. Longitudinal Electric Oscillations 297 Problems 302 5.4 Magnetic Oscillations and Magnetic Resonance 304 Problems 306 5.5 Electrodynamics of Moving Media 308 Problems 311 Problems 321 5.6 Energy–Momentum Tensor in Dispersive Media 322 Problems 327 5.7 Answers and Solutions 327 6 Propagation of Electromagnetic Waves 363 6.1 Transverse Waves in Isotropic Media. Reflection and Refraction of Waves 363 Problems 377 6.2 Plane Waves in Anisotropic and Gyrotropic Media 382 Problems 387 6.3 Scattering of Electromagnetic Waves by Macroscopic Bodies. Diffraction 390 Problem 393 Problems 401 6.4 Diffraction of X-Rays 405 Problems 408 6.5 Answers and Solutions 410 7 Coherence and Nonlinear Waves 463 7.1 Coherence and Interference 463 Problems 472 7.2 Random Waves and Waves in Randomly Inhomogeneous Media 477 Problems 489 7.3 Waves in Nonlinear and Active Media 490 Problems 503 7.4 Answers and Solutions 504 8 Electromagnetic Oscillations in Finite Bodies 521 8.1 Electromagnetic Waves in Waveguides 521 Problems 524 8.2 Electromagnetic Oscillations in Resonators 530 Problems 531 8.3 Answers and Solutions 536 9 Interaction of Charged Particles with Equilibrium and Nonequilibrium Media 565 9.1 Ionization and Radiation Energy Losses of Fast Particles in Media 565 Problems 590 9.2 Macroscopic Mechanisms of Radiation of Fast Particles in Media 591 Problems 605 9.3 Channeling and Radiation Emitted by Fast Particles in Crystals 609 Problems 624 9.4 Acceleration of Particles in Turbulent Plasma Media 624 Problems 647 9.5 Answers and Solutions 649 Appendix: Turbulence and Its Description with the Aid of Correlation Tensors 681 Bibliography 689 Index 697
£999.99
Wiley-VCH Verlag GmbH The Fiber Bundle Model: Modeling Failure in Materials
Book SynopsisGathering research from physics, mechanical engineering, and statistics in a single resource for the first time, this text presents the background to the model, its theoretical basis, and applications ranging from materials science to earth science. The authors start by explaining why disorder is important for fracture and then go on to introduce the fiber bundle model, backed by various different applications. Appendices present the necessary mathematical, computational and statistical background required. The structure of the book allows the reader to skip some material that is too specialized, making this topic accessible to the engineering, mechanics and materials science communities, in addition to providing further reading for graduate students in statistical physics.Table of ContentsPreface XIII 1 The Fiber Bundle Model 1 1.1 Rivets VersusWelding 1 1.1.1 What Are Models Good For? 3 1.2 Fracture and Failure: A Short Summary 4 1.3 The Fiber Bundle Model in Statistics 5 1.4 The Fiber Bundle Model in Physics 6 1.5 The Fiber Bundle Model in Materials Science 8 1.6 Structure of the Book 8 2 Average Properties 11 2.1 Equal Load Sharing versus Local Load Sharing 11 2.2 Strain-Controlled versus Force-Controlled Experiments 12 2.3 The Critical Strength 16 2.4 Fiber Mixtures 22 2.5 Non-Hookean Forces 24 2.5.1 Fibers with Random Slacks 24 2.5.2 Elastic–Plastic Model 25 3 Fluctuation Effects 27 3.1 Range of Force Fluctuations 28 3.2 The Maximum Bundle Strength 30 3.3 Avalanches 32 3.3.1 The Burst Distribution 33 3.3.1.1 The Forward Condition 35 3.3.1.2 The Backward Condition 36 3.3.1.3 Total Number and Average Size of Bursts 37 3.3.2 Asymptotic Burst Distribution: 5/2 Law 40 3.3.2.1 Asymptotic Burst Distribution: Nongeneric Cases 42 3.3.3 Inclusive Bursts 45 3.3.4 Forward Bursts 47 3.3.5 Avalanches as RandomWalks 49 3.3.5.1 The Exact RandomWalk 49 3.3.5.2 Asymptotic Burst Distribution via RandomWalks 51 3.3.6 Energy Release 53 3.3.6.1 High-Energy Asymptotics 53 3.3.6.2 Low-Energy Behavior 55 3.3.7 Failure Avalanches for Stepwise Load Increase 57 3.3.7.1 UniformThreshold Distribution 58 3.3.7.2 General Threshold Distribution 59 4 Local and Intermediate Load Sharing 63 4.1 The Local-Load-Sharing Model 64 4.1.1 Redistribution of Forces 66 4.1.2 Determining the Failure Sequence 67 4.1.3 Bundle Strength 68 4.1.4 Failure of First and Second Fibers 69 4.1.4.1 Other Threshold Distributions 75 4.1.4.2 Localization 76 4.1.5 Hole Size Distribution 78 4.1.5.1 Defining the Hole Size Distribution 78 4.1.5.2 Hole Size Distribution for Equal Load Sharing 79 4.1.5.3 Hole Size Distribution for Local Load Sharing: Localization 80 4.1.6 Estimating the Strength of the Local-Load-Sharing Model 82 4.1.6.1 Lower Bound for the Largest Hole 83 4.1.6.2 Competing Failure Mechanisms 85 4.1.6.3 UniformThreshold Distribution 86 4.1.7 Force and Elongation Characteristics 88 4.1.8 Burst Distribution 90 4.2 Local Load Sharing in Two and More Dimensions 93 4.2.1 Localization 94 4.2.2 Similarity with the Equal-Load-Sharing Fiber Bundle Model 95 4.2.3 Burst Distribution 99 4.2.4 Upper Critical Dimension 99 4.3 The Soft Membrane Model 101 4.4 Intermediate-Load-Sharing Models 104 4.4.1 The γ-Model 105 4.4.2 The Mixed-Mode Model 106 4.5 Elastic Medium Anchoring 107 4.5.1 Size Equals Stiffness 109 4.5.2 Localization in the Soft Clamp Model 109 4.5.3 Asymptotic Strength 110 4.5.4 Fracture Front Propagation 112 5 Recursive Breaking Dynamics 115 5.1 Recursion and Fixed Points 116 5.2 Recursive Dynamics Near the Critical Point 119 5.2.1 Universality 120 5.2.1.1 General Threshold Distribution 124 5.2.2 Postcritical Relaxation 125 5.2.2.1 UniformThreshold Distribution 126 5.2.2.2 General Threshold Distribution 129 5.2.3 Precritical Relaxation 131 5.2.3.1 UniformThreshold Distribution 131 5.2.3.2 General Threshold Distribution 133 5.2.4 Critical Amplitudes 134 6 Predicting Failure 137 6.1 Crossover Phenomena 138 6.1.1 The Avalanche Size Distribution 138 6.1.1.1 Burst Avalanches at Criticality 141 6.1.2 Energy Bursts 142 6.1.3 The Crossover Phenomenon in Other Systems 144 6.1.3.1 Earthquakes 144 6.1.3.2 The Fuse Model 148 6.2 Variation of Average Burst Size 152 6.3 Failure Dynamics Under Force-Controlled Loading 152 6.4 Over-Loaded Situations 155 6.4.1 Breaking Rate of Loaded Fiber Bundles 155 6.4.1.1 Uniform Distribution 155 6.4.1.2 Weibull Distribution 157 6.4.1.3 Large Overload Situation 158 6.4.2 Energy Emission Bursts 159 6.4.2.1 Uniform Distribution 161 6.4.2.2 Weibull Distribution 162 6.4.2.3 Large Overload Situation 164 6.4.3 Energy Burst Pattern 166 7 Fiber Bundle Model in Material Science 169 7.1 Repeated Damage andWork Hardening 170 7.1.1 The Load Curve 171 7.1.2 Repeated Damages 171 7.1.3 Damages Ending in Complete Bundle Failure 174 7.2 Creep Failure 175 7.2.1 A Model for Creep 176 7.2.2 A Second Model for Creep 180 7.2.2.1 Damage Accumulation 180 7.2.2.2 Time Evolution 181 7.2.2.3 Healing 182 7.3 Viscoelastic Creep 183 7.4 Fatigue Failure 186 7.4.1 A Fatigue Experiment 186 7.5 Thermally Induced Failure 188 7.5.1 Failure Time for a Homogeneous Fiber Bundle 188 7.5.2 Failure Time for Low Thermal Noise 189 7.6 Noise-Induced Failure 190 7.7 Crushing: The Pillar Model 194 8 Snow Avalanches and Landslides 197 8.1 Snow Avalanches 197 8.2 Shallow Landslides 199 Appendix A Mathematical Toolbox 203 A.1 Lagrange’s InversionTheorem 203 A.2 SomeTheorems in Combinatorics 204 A.2.1 Basic SelectionTheorems 204 A.2.2 A Distribution with Restrictions 205 A.3 Biased RandomWalks 206 A.3.1 Probability of No Return 206 A.3.2 Gambler’s Ruin 207 A.4 An Asymmetrical Unbiased RandomWalk 209 A.5 Brownian Motion as a Scaled RandomWalk 211 Appendix B Statistical Toolbox 213 B.1 Stochastic Variables, Statistical Distributions 213 B.1.1 Change of Variable 213 B.1.1.1 A Useful Interpretation 213 B.1.2 The Characteristic Function 214 B.1.3 The Central LimitTheorem 215 B.2 Order Statistics 216 B.2.1 Ordering the Variables 216 B.2.2 The Average of the mth Ordered Variable 217 B.3 The Joint Probability Distribution 217 B.3.1 Extreme Statistics 218 B.3.2 The Largest Element: The Three Asymptotic Distributions 218 B.3.2.1 The Gumbel Distribution 219 B.3.2.2 The Second and Third Asymptotes 220 B.3.3 The Smallest Element: TheWeibull Distribution 221 Appendix C Computational Toolbox 223 C.1 Generating Random Numbers Following a Specified Probability Distribution 223 C.1.1 When the Cumulative Probability May Be Inverted 223 C.1.2 Gaussian Numbers 224 C.1.3 None of the Above 225 C.2 Fourier Acceleration 225 References 229 Index 233
£111.56
Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. KG Widerstände, Kondensatoren, Spulen und ihre
Book SynopsisTable of Contents1 Widerstände und ihre Werkstoffe.- 2 Kondensatoren und Isolierstoffe (dielektrische Werkstoffe).- 3 Spulen, Übertrager und magnetische Werkstoffe.- Anhang. Grundlagen der Zuverlässigkeitsanalyse und -synthese (A. Vlcek).- 1. Begriffsbestimmungen.- 2. Zuverlässigkeitsanalyse und -synthese.- 3. Ermittlung von Zuverlässigkeitsparametern.- Literatur.- 1. Widerstände und ihre Werkstoffe.- 2. Kondensatoren und Isolierstoffe (dielektrische Werkstoffe).- 3. Spulen, Übertrager und magnetische Werkstoffe.- Anhang. Grundlagen der Zuverlässigkeitsanalyse und -synthese.
£44.99
Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. KG Oberflächen- und Dünnschicht-Technologie: Teil I:
Book SynopsisTable of Contents1 Oberflächentechnologien — ein Überblick.- 1.1 Einleitung.- 1.2 Überblick über Beschichtungsmethoden und ihre Anwendungen.- 1.2.1 PVD-Prozesse.- 1.2.2 CVD-Prozesse.- 1.2.3 Plasmapolymerisation.- 1.2.4 Elektrochemische Abscheidung.- 1.2.5 Chemische Abscheidung.- 1.2.6 Thermische Spritzverfahren.- 1.2.7 Auftragschweißen.- 1.2.8 Plattier-Verfahren.- 1.2.9 Abscheidung aus der metallischen Schmelze.- 1.2.10 Abscheidung von Schichten aus organischen Polymeren.- 1.2.11 Schichtdickenbereiche und Aufwachsraten.- 1.3 Überblick über die Methoden zur Modifizierung der Randschicht.- 1.4 Zur Unterscheidung: dünne Schicht - dicke Schicht.- 1.5 Zum Aufbau des Buches.- 2 Haftfestigkeit und MikroStruktur der Schichten, Vorbehandlung der Substrate.- 2.1 Einleitung.- 2.2 Übergangs(Interface)-Zone zwischen Substrat und Schicht.- 2.2.1 Keimbildung und Schichtaufbau.- 2.2.2 Mechanischer Übergang.- 2.2.3 Monoschicht/Monoschicht-Übergang.- 2.2.4 Verbindungsübergang.- 2.2.5 Diffusionsübergang.- 2.2.6 Pseudodiffusionsübergang.- 2.3 MikroStruktur von PVD-Kondensaten.- 2.3.1 Strukturzonen-Modelle.- 2.3.2 Einfluß des Inertgasdruckes auf die Struktur.- 2.3.3 Einfluß des Ionenbombardements auf die Struktur.- 2.4 Inkorporation von Fremdatomen.- 2.5 Innere Spannungen in der Schicht.- 2.6 Haftfestigkeit der Schicht.- 2.7 Zeitliche Änderungen der Haftfestigkeit.- 2.8 Folgerungen in bezug auf die Vorbereitung der Substrate.- 2.8.1 Glas-und Oxidkeramik-Oberflächen als Substrate.- 2.8.1.1 Vorreinigung.- 2.8.1.2 Glimmentladungsreinigung.- 2.8.1.3 Sputterreinigung.- 2.8.1.4 Möglichkeiten zur Verbesserung der Haftfestigkeit.- 2.8.2 Metalloberflächen als Substrate.- 2.8.3 Organische Polymere als Substrate.- 3 Meß- und Prüftechnik von Oberflächen und dünnen Schichten.- 3.1. Messung der Schichtdicke und der Depositionsrate.- 3.1.1 Gravimetrische Methoden.- 3.1.1.1 Schwingquarz-Methode.- 3.1.1.2 Mikrowägung.- 3.1.1.3 Dosierte Massezufuhr.- 3.1.1.4 Quantitative Beschichtung.- 3.1.2 Optische Methoden.- 3.1.2.1 Photometer-Methode.- 3.1.2.2 Weitere optische Methoden.- 3.1.3 Direkte Meßmethoden.- 3.1.3.1 Stylus-Methode.- 3.1.3.2 Messung mit dem Licht-und dem Elektronenmikroskop.- 3.1.4 Auf der Messung elektrischer oder magnetischer Größen beruhende Methoden.- 3.1.4.1 Widerstandsmeßmethode.- 3.1.4.2 Kapazitätsmeßmethode.- 3.1.4.3 Wirbelstrommeßmethode.- 3.1.4.4 Coulometrische Meßmethode.- 3.1.4.5 Magnetische Meßmethode.- 3.1.4.6 Methode der Durchschlagspannung.- 3.1.4.7 Ultraschall-Impulsecho-Methode.- 3.1.5 Auf Teilchen-Wechselwirkungen beruhende Methoden.- 3.1.5.1 Verdampfungsrate-Monitor und optische Emissionsspektrometrie.- 3.1.5.2 Weitere auf Wechselwirkungen beruhende Methoden.- 3.2 Analyse der chemischen Zusammensetzung.- 3.2.1 Elektronenstrahl-Mikroanalyse (EPM).- 3.2.2 Auger-Elektronenspektroskopie (AES).- 3.2.3 Photoelektronenspektroskopie (ESCA).- 3.2.4 Sekundärionen-Massenspektrometrie (SIMS).- 3.2.5 Sekundär-Neutralteilchen-Massenspektrometrie (SNMS).- 3.2.6 Ionen-Streuspektroskopie (ISS).- 3.2.7 Rutherford-Rückstreuungsspektroskopie (RBS) und andere Hochenergiemethoden.- 3.2.8 Zur Anwendung der Oberflächenanalytik.- 3.3 Untersuchung der mikrogeometrischen und der kristallinen Struktur.- 3.4 Untersuchung physikalischer Eigenschaften der Schichten.- 3.5 Untersuchung mechanisch-technologischer Eigenschaften.- 3.5.1 Mikrohärte.- 3.5.2 Haftfestigkeit.- 3.5.3 Reibung und Verschleiß.- 3.5.4 Eigenspannungen.- 3.6 Funktionsorientierte Prüfverfahren.- 4 Plasmen in der Oberflächentechnologie.- 4.1 Einleitung.- 4.2 Erzeugung von Niederdruckplasmen.- 4.3 Plasmakenngrößen.- 4.3.1 Trägerdichte und Ionisierungsgrad.- 4.3.2 Elektronen-und Ionentemperatur.- 4.3.3 Mittlere freie Weglänge und Wirkungsquerschnitte.- 4.3.4 Stoßfrequenzen.- 4.3.5 Beweglichkeiten und Diffusionskoefílzienten.- 4.3.6 Elektrische Leitfähigkeit.- 4.3.7 Teilchenbewegung im Magnetfeld.- 4.4 Kollektive Phänomene.- 4.4.1 Kenngrößen.- 4.4.2 Raumladungsschichten und Ströme auf Elektroden im Plasma.- 4.4.3 Bestimmung der Plasmaparameter.- 4.5 Hochfrequenzentladungen und das Prinzip des HF-Sputterns.- 4.6 Reaktionen im Plasma.- 4.6.1 Volumenreaktionen.- 4.6.2 Oberflächenreaktionen.- 4.6.2.1 Reaktionen durch Ionenbombardement.- 4.6.2.2 Reaktionen durch Elektronenbombardement.- 5 Bedampfungstechniken.- 5.1 Einleitung.- 5.2 Grundlagen des Bedampfungsprozesses.- 5.2.1 Forderungen an den Restgasdruck.- 5.2.2 Zum Vakuumsystem.- 5.2.3 Verdampfungsrate und Dampfdruck.- 5.2.4 Räumliche Verteilung der Dampfstromdichte und Verteilung der Schichtdicke auf verschiedenen Substraten.- 5.2.5 Substratträger und Schichtdickengleichmäßigkeit.- 5.2.6 Aufdampfmaterialien.- 5.2.6.1 Chemische Elemente.- 5.2.6.2 Chemische Verbindungen.- 5.2.6.3 Legierungen, Mischungen.- 5.2.7 Spezielle Verfahren zur Erzielung von Schichten definierter Zusammensetzung.- 5.2.7.1 Mehrquellenverdampfung.- 5.2.7.2 Eintiegelverdampfung mit kontinuierlicher Materialnachlieferung.- 5.2.7.3 Flash-Verdampfung.- 5.2.7.4 Reaktive Bedampfung.- 5.2.7.5 Aktivierte reaktive Bedampfung.- 5.3 Verdampfungsquellen.- 5.3.1 Widerstandsheizung.- 5.3.1.1 Direkte Widerstandsheizung.- 5.3.1.2 Indirekte Widerstandsheizung.- 5.3.2 Induktive Heizung.- 5.3.3 Elektronenstrahlverdampfer.- 5.3.3.1 Verdampfer mit Transversal-Elektronenkanone.- 5.3.3.2 Verdampfer mit Axial-Elektronenkanone.- 5.3.4 Weitere Verdampfungsmethoden.- 5.3.5 Kontinuierliche Verdampfung.- 5.4 Automatische Pumpstand- und Verdampfungssteuerungen.- 5.5 Ausführungsformen von Beschickungsanlagen.- 5.6 Anwendungen.- 6 Sputtertechniken.- 6.1 Einleitung.- 6.2 Gesetzmäßigkeiten des Sputterprozesses.- 6.2.1 Sputtern von elementaren, polykristallinen Materialien.- 6.2.1.1 Sputterausbeute.- 6.2.1.2 Energie-und Winkelverteilung der abgestäubten Atome.- 6.2.1.3 Mechanismus des Sputterprozesses.- 6.2.2 Sputtern von Legierungen.- 6.2.3 Sputtern von Verbindungen.- 6.2.4 Reaktives Sputtern.- 6.3 Praktische Ausführung verschiedener Sputtertechniken.- 6.3.1 Planare Dioden mit Gleich-und HF-Spannung.- 6.3.2 Triodensystem mit fremderregtem Plasma.- 6.3.3 Magnetron-Sputtersysteme.- 6.3.3.1 Zylindrische Magnetrons mit elektrostatischem Plasmaeinschluß.- 6.3.3.2 Zylindrische Magnetrons mit magnetischem Plasmaeinschluß.- 6.3.3.3 Planare Magnetrons und Sputter-Gun-Magnetrons.- 6.3.3.4 Hochfrequenzbetriebene Magnetrons.- 6.3.4 Ionenstrahl-Sputtern.- 6.3.5 Sputtertargets.- 6.3.5.1 Herstellung der Targetmaterialien.- 6.3.5.2 Kühlung der Targets..- 6.3.5.3 Mit planaren Magnetrons erzielbare Depositionsraten.- 6.3.6 Sputteranlagen.- 6.3.7 Anwendungen der Sputtertechniken.- 6.3.7.1 Anwendungen in der Elektronikindustrie.- 6.3.7.2 Optische Anwendungen.- 6.3.7.3 Reibungsarme Schichten.- 6.3.7.4 Verschleißfeste harte Schichten.- 6.3.7.5 Dekorative Schichten.- 7 Ionenplattieren.- 7.1 Einleitung.- 7.2 Mechanismus des Ionenplattierens.- 7.2.1 Beispiel eines Ionenplattierprozesses.- 7.2.2 Wirkungen des Teilchenbombardements auf die Substratoberfläche.- 7.2.3 Bildung der Interfaceschicht unter dem Einfluß des Teilchenbombardements.- 7.2.4 Einflüsse des Teilchenbombardements auf die Struktur und andere Eigenschaften der Schichten.- 7.2.5 Reaktives Ionenplattieren (RIP).- 7.3 Ausfuhrungsformen von Ionenplattier-Anlagen.- 7.3.1 Ionenplattieren mit DC-Glimmentladung.- 7.3.2 Ionenplattieren im Hochvakuum mit separater Ionenquelle.- 7.3.3 Ionenplattieren mit HF-Entladung.- 7.3.4 Ionenplattieren mit Plasmastrom.- 7.3.5 Ionenplattieren mit Triodenanordnung.- 7.3.6 Ionenplattieren mit elektronenstrahl-induziertem Plasma.- 7.3.7 Ionenplattieren mit Magnetron-Sputtertarget.- 7.3.8 Ionenplattieren mit Hohlkathoden-Bogenentladung.- 7.3.9 Ionenplattieren mit Niedervolt-Bogenentladung.- 7.3.10 Ionenplattieren mit thermischem Bogen (Are-Verdampfung).- 7.3.11 Ionenplattieren mit Ionen-Cluster-Strahl.- 7.4 Anwendungen des Ionenplattierens.- 7.4.1 Verschleißschutzschichten auf Werkzeugen und Bauteilen.- 7.4.2 Minderung der Reibung von Metalloberflächen.- 7.4.3 Fügetechnik (Bonding).- 7.4.4 Korrosionsschutz.- 7.4.5 Anwendungen in der Elektronik.- 7.4.6 Optische Schichten.- 7.4.7 Dekorative, goldfarbene TiN-Schichten.- 8 Chemische Abscheidung aus der Gasphase: CVD-Verfahren.- 8.1 Das CVD-Verfahren.- 8.2 Theoretische Grundlagen.- 8.3 CVD-Reaktoren.- 8.4 Eigenschaften der CVD-Schichten.- 8.4.1 Interface-Zone und Struktur der Schichten.- 8.4.2 Duktilität, Sprödigkeit.- 8.4.3 Haftfestigkeit.- 8.4.4 Schichtdicke, Abscheidungsrate und Gleichmäßigkeit.- 8.4.5 Reibungs- und Verschleißverhalten.- 8.5 Anwendungen von CVD-Schichten.- 8.5.1 Verschleiß-Schutzschichten.- 8.5.1.1 Beschichtete Werkzeuge aus Hartmetall.- 8.5.1.2 Beschichtete Werkzeuge aus Stahl.- 8.5.1.3 Instrumentenlager und Wälzlager.- 8.5.1.4 Weitere Beispiele für Verschleißschutzschichten.- 8.5.2 Korrosions-Schutzschichten.- 8.5.3 Spezielle Werkstoffe und Bauelemente.- 8.5.3.1 Materialien für die Halbleitertechnologie.- 8.5.3.2 Pyrolithischer Graphit.- 8.5.3.3 Pyrolithischer Kohlenstoff.- 8.5.3.4 Kompositwerkstoffe.- 8.5.3.5 Mikrokugeln und durch CVD erzeugte Bauteile.- 8.5.3.6 Oberflächen mit dendritischer Struktur für die Energietechnik.- 8.5.4 Lichtwellenleiter.- 8.5.4.1 CVD-Abscheidung auf rotierendem Substratstab, OVPO-Prozeß.- 8.5.4.2 CVD-Abscheidung auf der Stirnfläche eines Quarzstabes, AD-Prozeß.- 8.5.4.3 CVD-Abscheidung auf der Innenfläche eines rotierenden Quarzrohres, MCVD-Prozeß.- 8.5.4.4 Varianten des MCVD-Prozesses.- 8.5.4.5 Faserziehtechnologie.- 8.5.4.6 Weitere Herstellungsverfahren von Lichtwellenleitern.- 9 Plasma-aktivierte chemische Dampfabscheidung (PACVD).- 9.1 Einleitung.- 9.2 Physikalische und chemische Grundlagen des PACVD-Prozesses.- 9.2.1 Das Plasma beim PACVD-Prozeß.- 9.2.2 Plasmachemische Reaktionen.- 9.2.3 Schichtwachstum.- 9.3 Praktische Ausführung von PACVD-Reaktoren.- 9.4 Ergebnisse und Anwendungen.- 9.4.1 Harter amorpher Kohlenstoff (a-C:H).- 9.4.2 Metall-Kohlenstoff-Schichten.- 9.4.3 Amorphes Silizium (a-Si).- 9.4.3.1 Passivierung der Strukturdefekte von a-Si.- 9.4.3.2 Präparation von a-Si:H.- 9.4.3.3 Dotierung von a-Si:H.- 9.4.3.4 Mikrokristallines Silizium µx-Si:H.- 9.4.3.5 Weitere Präpationsmethoden für Si-Schichten.- 9.4.3.6 Anwendungen der a-Si:H-Technologie.- 9.4.4 Siliziumnitrid.- 9.4.5 Siliziumoxid und Siliziumoxinitrid.- 9.4.6 Siliziumcarbid.- 9.4.7 Weitere durch PACVD darstellbare Materialien.- 9.4.8 Plasmadotieren.- 10 Plasmapolymerisation.- 10.1 Merkmale der Plasmapolymerisation.- 10.2 Reaktoren.- 10.3 Monomere ..- 10.4 Depositionsraten plasmapolymerisierter Schichten als Funktion der Prozeßparameter.- 10.5 Anlagen für die Plasmapolymerisation.- 10.6 Anwendungen der Plasmapolymerisation.- 10.6.1 Membrantechnik.- 10.6.1.1 Inverse Osmose.- 10.6.1.2 Gastrennung.- 10.6.1.3 Diffusionsbarrieren gegen Gasabgabe und Permeation.- 10.6.2 Optische Schichten.- 10.6.2.1 Schutzschichten auf Metallspiegeln für die Solartechnik.- 10.6.2.2 Antireflexschichten auf Plexiglas (PMMA).- 10.6.2.3 Antireflexschichten auf Fenstern von IR-Lasern.- 10.6.2.4 Lichtleiter für die integrierte Optik.- 10.6.3 Elektronik.- 10.6.3.1 Plasmapolymerisierte MMA-Filme für die Elektronenstrahllithographie.- 10.6.3.2 Schutzfilme für elektronische Bauelemente.- 10.6.3.3 Dünnschicht-Bauelemente.- 10.6.4 Kunststofftechnik.- 10.6.5 Biomedizinische Technik.- 10.6.6 Pharmazeutische Technik.- 11 Elektrochemische und chemische Verfahren zur Herstellung von Schichten.- 11.1 Überblick.- 11.2 Galvanische Abscheidung von Schichten.- 11.2.1 Abscheidung aus wässerigen Elektrolyten.- 11.2.1.1 Grundlagen.- 11.2.1.2 Die experimentellen Parameter.- 11.2.1.3 Struktur und Eigenschaften der Metallschichten.- 11.2.1.4 Zur Ausführung des galvanischen Prozesses.- 11.2.1.5 Anwendungen von galvanischen Metall- und Legierungsschichten.- 11.2.1.6 Diffusionsschichten.- 11.2.1.7 Galvanisch abgeschiedene Dispersionsschichten.- 11.2.1.8 Beschichtung durch eine Verdrängungsreaktion an der Kathode.- 11.2.2 Galvanische Abscheidung aus nichtwässerigen Elektrolyten.- 11.2.2.1 Galvanisches Aluminieren.- 11.2.2.2 Halbleitende Metallchalcogenide.- 11.2.3 Elektrolytische Abscheidung aus der Salzschmelze.- 11.2.3.1. Zur Ausführung des Prozesses.- 11.2.3.2 Eigenschaften der Schichten.- 11.2.3.3 Anwendungen der Abscheidung aus der Salzschmelze.- 11.2.4 Galvanoformung.- 11.3 Anodische Oxidation.- 11.3.1 Die auf Aluminium entstehende Sperrschicht.- 11.3.2 Die auf Aluminium entstehende Duplexschicht.- 11.3.3 Duplexschichten und ihre Eigenschaften.- 11.3.4 Aluminium-Hartoxid-Schichten.- 11.3.5 Anodische Oxidation weiterer Metalle.- 11.4 Elektrochemische Spezialverfahren.- 11.4.1 Elektrophorese.- 11.4.2 Elektrotauchlackierung.- 11.4.3 Elektropolieren.- 11.5 Chemische Herstellung von Schichten aus der Lösung.- 11.5.1 Chemisch-reduktive Abscheidung.- 11.5.1.1 Beschichten durch autokatalytische Reduktion (electroless plating).- 11.5.1.2 Anwendungen des außenstromlosen, autokatalytischen Beschichtens.- 11.5.1.3 Weitere chemisch-reduktive Beschichtungsverfahren.- 11.5.2 Beschichten durch Pyrolyse-Sprühverfahren.- 11.5.3 Chemische Umwandlung von Metalloberflächen durch Chromatieren und Phosphatieren.- 12 Thermische Spritzverfahren.- 12.1 Einleitung.- 12.2 Verfahren der thermischen Spritztechnik.- 12.2.1 Flammspritzverfahren.- 12.2.2 Detonationsspritzverfahren.- 12.2.3 Lichtbogenspritzverfahren.- 12.2.4 Plasmaspritzverfahren.- 12.2.5 Vakuum-Plasmaspritzverfahren (VPS).- 12.2.6 Weitere thermische Spritzverfahren.- 12.2.7 Substrate und ihre Vorbereitung.- 12.2.8 Werkstoffe für Spritzverfahren.- 12.3 Eigenschaften der thermisch gespritzten Schichten.- 12.3.1 Struktur der Schichten.- 12.3.2 Dichte und Porosität.- 12.3.3 Oberflächenbeschaffenheit.- 12.3.4 Haftfestigkeit und innere Spannungen.- 12.3.5 Härte und Duktilität.- 12.4 Anwendungen der thermischen Spritzverfahren.- 12.4.1 Schutzschichten gegen Verschleiß.- 12.4.2 Schutzschichten gegen Korrosion.- 12.4.3 Wärmebarrieren.- 12.4.4 Schutzschichten gegen Hochtemperaturkorrosion.- 12.4.5 Herstellung ganzer Bauteile durch Plasmaspritzen.- 12.4.6 Einlauf-und Anlaufschichten.- 12.4.7 Reparatur von Schichten und Bauteilen.- 12.4.8 Oberflächen mit besonderen Eigenschaften, hergestellt durch Plasma- und Vakuum-Plasmaspritzen.- 13 Auftragschweißen und Plattieren.- 13.1 Überblick.- 13.2 Verfahren des Auftragschweißens.- 13.2.1 Flammen-Auftragschweißen.- 13.2.2 Lichtbogen-Auftragschweißen.- 13.2.2.1 Wolfram-Inertgas (WIG)-Auftragschweißen.- 13.2.2.2 Metall-Inertgas(MIG)-Auftragschweißen.- 13.2.2.3 Metall-Aktivgas (MAG)-Auftragschweißen.- 13.2.2.4 Unter-Pulver (UP)-Auftragschweißen.- 13.2.3 Elektro-Schlacke(ES)-Auftragschweißen.- 13.2.4 Plasma-Auftragschweißen.- 13.2.4.1 Plasma-Pulver- und Plasma-MIG-Auftragschweißen.- 13.2.4.2 Plasma-Heißdraht-Auftragschweißen.- 13.2.5 Zur Auswahl des Schichtmaterials.- 13.2.6 Anwendungen des Auftragschweißens.- 13.2.6.1 Beschichten von Maschinenteilen.- 13.2.6.2 Schweißplattieren in der Halbzeugfertigung.- 13.3 Plattier-Verfahren.- 13.3.1 Gießplattieren.- 13.3.2 Walzplattieren.- 13.3.3 Sprengplattieren.- 13.3.4 Punktplattieren.- 13.3.5 Reibplattieren.- 13.3.6 Aluminothermisches Plattieren.- 14 Durch Schmelztauchen und Rascherstarrung erzeugte Metallschichten.- 14.1 Schmelztauchverfahren.- 14.1.1 Diskontinuierliches Schmelz tauchverfahren.- 14.1.2 Kontinuierliches Schmelztauchverfahren.- 14.1.3 Eigenschaften und Anwendungen von Schmelztauchüberzügen auf Stahlband und Feinblech.- 14.1.3.1 Zinküberzüge.- 14.1.3.2 Aluminiumüberzüge.- 14.1.3.3 Zinnüberzüge.- 14.1.3.4 Bleiüberzüge.- 14.1.3.5 Weitere Metallüberzüge.- 14.2 Rascherstarrung aus der Schmelze (liquid quenching).- 14.2.1 Herstellung metallischer Gläser.- 14.2.2 Eigenschaften und Anwendungen metallischer Gläser.- 14.2.3 Weitere Verfahren zur Erzeugung amorpher Metalle.- 15 Schichten aus organischen Polymeren und dispersen Systemen.- 15.1 Beschichtungsmaterialien.- 15.2 Mechanismen der Schichtbildung.- 15.3 Lösungsmittelarme Lacke.- 15.4 Anwendungen von Polymerschichten.- 15.4.1 Dekorative Schichten.- 15.4.2 Schutz vor Korrosion und Verwitterung.- 15.4.3 Reibungsarme Polymerschichten.- 15.4.4 Antistatische Polymerschichten.- 15.4.5 Elektrische Anwendungen.- 15.5 Vorbehandlung der Substrate.- 15.6 Beschichtungsverfahren.- 15.6.1 Mechanische Verfahren.- 15.6.1.1 Lackieren und Drucken.- 15.6.1.2 Siebdruck elektrischer Schaltungen.- 15.6.1.3 Tauch-, Spin- und Gießbeschichten.- 15.6.1.4 Laminieren von Polymerschichten.- 15.6.2 Thermische Verfahren.- 15.6.2.1 Extrusion aus der Schmelze.- 15.6.2.2 Fließbettbeschichten.- 15.6.3 Spritzverfahren.- 15.6.3.1 Mechanische Spritzverfahren.- 15.6.3.2 Elektrostatische Spritzverfahren.- 15.6.3.3 Thermische Spritzverfahren.- 15.6.4 Weitere Verfahren zur Herstellung polymerer Schichten.- 15.7 Anwendungen des Tauchverfahrens und des elektrostatischen Spritzens auch auf andere nichtmetallische Werkstoffe.- Tabellenanhang.- Physikalische Eigenschaften von Schichtmaterialien für verschiedene Beschichtungsprozesse und Hinweise auf Anwendungen.- A 1 Chemische Elemente als Schichtmaterialien für PVD- und CVD-Prozesse.- A 2 Anwendungen chemischer Elemente als Schichtmaterialien in der Elektronik, Optik und Oberflächenvergütung.- A 3 Fluoride als Schichtmaterialien für PVD-Prozesse und Anwendungen.- A 4 Oxide und Oxid-Verbindungen als Schichtmaterialien für PVD-, CVD-und Tauchprozesse und Anwendungen.- A 5 Nichtoxidische Chalcogenide und einige Halbleiter als Schichtmaterialien und deren technische Anwendungen.- A 6 Legierungen und Cermets als Schichtmaterialien für PVD-Prozesse.- A 7 Boride als Schichtmaterialien und deren Anwendungen.- A 8 Carbide als Schichtmaterialien und deren Anwendungen.- A 9 Nitride als Schichtmaterialien und deren Anwendungen.- A 10 Suicide als Schichtmaterialien und deren Anwendungen.- Literatur.
£54.99
Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. KG Models in Statistical Physics and Quantum Field Theory
Book SynopsisIn these lectures we summarize certain results on models in statistical physics and quantum field theory and especially emphasize the deep relation ship between these subjects. From a physical point of view, we study phase transitions of realistic systems; from a more mathematical point of view, we describe field theoretical models defined on a euclidean space-time lattice, for which the lattice constant serves as a cutoff. The connection between these two approaches is obtained by identifying partition functions for spin models with discretized functional integrals. After an introduction to critical phenomena, we present methods which prove the existence or nonexistence of phase transitions for the Ising and Heisenberg models in various dimensions. As an example of a solvable system we discuss the two-dimensional Ising model. Topological excitations determine sectors of field theoretical models. In order to illustrate this, we first discuss soliton solutions of completely integrable classical models. Afterwards we dis cuss sectors for the external field problem and for the Schwinger model. Then we put gauge models on a lattice, give a survey of some rigorous results and discuss the phase structure of some lattice gauge models. Since great interest has recently been shown in string models, we give a short introduction to both the classical mechanics of strings and the bosonic and fermionic models. The formulation of the continuum limit for lattice systems leads to a discussion of the renormalization group, which we apply to various models.Table of Contents1. Introduction.- 1.1 Phase Transitions — Critical Phenomena.- 1.1.1 Historical Survey.- 1.1.2 Gas-Liquid Transition.- 1.1.3 Ferromagnetism.- 1.1.4 Critical Exponents.- 2. Spin Systems.- 2.1 Ising Model — General Results.- 2.1.1 Introduction.- 2.1.2 Ising Model in One Dimension.- 2.1.3 Duality.- 2.1.4 Peierls’ Argument.- 2.1.5 Correlation Inequalities.- 2.2 Heisenberg Model.- 2.2.1 Bogoliubov Inequality.- 2.2.2 Absence of Spontaneous Magnetization for d = 1 and d = 2.- 2.2.3 Existence of a Phase Transition for d Greater than or Equal to Three.- 2.3 ø4-Model.- 2.3.1 Random Walk on a Lattice.- 2.3.2 Polymer Representation.- 2.3.3 Correlation Inequality.- 2.3.4 Continuum Limit.- 2.4 Two-Dimensional Ising Model.- 2.4.1 Transfer Matrix.- 2.4.2 Klein-Jordan-Wigner Transformation.- 2.4.3 Fourier Transformation.- 2.4.4 Bogoliubov Transformation.- 3. Two-Dimensional Field Theory.- 3.1 Solitons.- 3.1.1 Inverse Scattering Formalism.- 3.1.2 Solving Certain Nonlinear Partial Differential Equations.- 3.1.3 A Model for Polyacetylene.- 3.2 Sectors in Field Theoretical Models.- 3.2.1 External Field Problems.- 3.2.2 The Schwinger Model.- 4. Lattice Gauge Models.- 4.1 Formulation.- 4.1.1 Axioms.- 4.1.2 The Rolling Ball.- 4.1.3 Classical Field Theory.- 4.1.4 Formulation of Lattice Gauge Models.- 4.1.5 Fermions on the Lattice.- 4.2 Rigorous Results.- 4.2.1 Faddeev-Popov “Trick” on a Lattice.- 4.2.2 Physical Positivity = Osterwalder-Schrader Positivity.- 4.2.3 Cluster Expansion.- 4.2.4 Confinement.- 4.2.5 Remarks on Numerical Methods.- 4.2.6 Recent Developments.- 5. String Models.- 5.1 Introduction to Strings.- 5.1.1 Classical Mechanics of Strings.- 5.1.2 Quantization of the Bosonic String.- 5.1.3 Fermionic Strings and Superstrings.- 6. Renormalization Group.- 6.1 Formulation.- 6.1.1 Scaling Laws.- 6.1.2 Kadanoff’s Block Spin Method.- 6.1.3 Wilson’s Renormalization Group Ideas.- 6.1.4 Ising Model d = 1.- 6.2 Application of the Renormalization Group Ideas to Special Models.- 6.2.1 Central Limit Theorem.- 6.2.2 Hierarchical Model.- 6.2.3 Two-Dimensional Ising Model.- 6.2.4 Ginzburg-Landau-Wilson Model.- 6.2.5 Feigenbaum’s Route to Chaos.- General References.
£44.99
Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. KG Semiconductor Physics: An Introduction
Book SynopsisThis book will be useful to solid-state scientists, device engineers, and students involved in semiconductor design and technology. It provides a lucid account of band structure, density of states, charge transport, energy transport, and optical processes, along with a detailed description of many devices. It includes sections on superlattices and quantum well structures, the effects of deep-level impurities on transport, and the quantum Hall effect. This 8th edition has been revised and updated, including several new sections.Trade ReviewFrom the reviews of the ninth edition: "This book of K. Seeger is one of the mostly used source book in the field of semiconductor physics. … it has become the reference book of many teachers, students and researchers, both in fundamental and applied solid state science. … Altogether … this book will undoubtedly continue to be very attractive as a reference book for teachers and researchers in the field of semiconductors." (Michel Wautelet, Physicalia Magazine, Vol. 28 (1), 2006)Table of Contents1. Elementary Properties of Semiconductors.- 2. Energy Band Structure.- 3. Semiconductor Statistics.- 4. Charge and Energy Transport in a Nondegenerate Electron Gas.- 5. Carrier Diffusion Processes.- 6. Scattering Processes in a Spherical One-Valley Model.- 7. Charge Transport and Scattering Processes in the Many-Valley Model.- 8. Carrier Transport in the Warped-Sphere Model.- 9. Quantum Effects in Transport Phenomena.- 10. Impact Ionization and Avalanche Breakdown.- 11. Optical Absorption and Reflection.- 12. Photoconductivity.- 13. Light Generation by Semiconductors.- 14. Surface and Interface Properties and the Quantum Hall Effect.- 15. Miscellaneous Semiconductors.- Appendices.- A. Table A: Physical Constants.- B. Envelope wave function for Quantum Wells.- C. Table C: Semiconductor and Semimetal Data.- References.- About the Author.
£104.49
Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. KG Quantum Mathematical Physics: Atoms, Molecules and Large Systems
Book SynopsisThis book is a new edition of Volumes 3 and 4 of Walter Thirring’s famous textbook on mathematical physics. The first part is devoted to quantum mechanics and especially to its applications to scattering theory, atoms and molecules. The second part deals with quantum statistical mechanics examining fundamental concepts like entropy, ergodicity and thermodynamic functions.Trade ReviewFrom the reviews of the second edition: "Just as the general theory of relativity leads to many new mathematical advances and applications, the same is true of quantum mechanics. It is these mathematical advances that are the topic of this extensive volume, a volume which also delineates how these advances made possible the difficult transition from understanding hydrogen to understanding complex atoms, molecules, and ‘large systems’. As such this volume will serve as an excellent source book for the mathematical basis of the many recent advances in quantum mechanics. It will also serve as an excellent text book for an advanced course in either quantum physics or applied mathematics." (Physicalia, 25/3, 2003) "This work is written uncompromisingly for the mathematical physicist … . Thirring writes concisely but with a clarity that makes the book easy to read. … There are extensive bibliographies, with references mostly to articles in journals … . There are copious problems and–even better-all the solutions. … the volume would make a valuable addition to the library of … a mathematical physicist." (Prof. A.I. Solomon, Contemporary Physics, Vol. 46 (4), 2005) "This volume will serve as an excellent source book for the mathematical basis of the many recent advances in quantum mechanics. It will also serve as an excellent textbook … . Each chapter is chock full of mathematical derivations and proofs but perhaps the most interesting part of each proof is the following section entitled ‘Remarks’ sections which are full of interesting details, ideas, drawbacks, comments, and references. … As is usually the case with Springer-Verlag, this book has been beautifully produced … ." (Fernande Grandjean and Gary J. Long, Physicalia, Vol. 25 (3), 2003)Table of ContentsI Quantum Mechanics of Atoms and Molecules.- 1 Introduction.- 2 The Mathematical Formulation of Quantum Mechanics.- 3 Quantum Dynamics.- 4 Atomic Systems.- II Quantum Mechanics of Large Systems.- 1 Systems with Many Particles.- 2 Thermostatics.- 3 Thermodynamics.- 4 Physical Systems.- Bibliography to Part I.- Bibliography to Part II.
£104.49
Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. KG Titanium
Book SynopsisThis comprehensive summary of the current state of the art of titanium addresses all aspects of titanium. It is all covered, from the magical metal’s basic characteristics and physical metallurgy to the correlations between processing, microstructure and properties. Richly illustrated with more than 300 figures, this compendium takes a conceptual approach to the physical metallurgy and applications of titanium, making it suitable as a reference and tutorial for materials scientists and engineers.Trade ReviewFrom the reviews: "This comprehensive summary of the current state of the art of titanium addresses, in varying levels of detail, all aspects of titanium … . Richly illustrated, this compendium takes a conceptual approach to the physical metallurgy and applications of titanium, making it suitable as a reference and tutorial for materials scientists and engineers." (Materiaux et Techniques, Issue 5-6, 2003) "The book has achieved a comprehensive coverage on physical metallurgy and applications of titanium alloys. It would be suitable for varying levels of people from postgraduate students just entering the titanium field, to experienced researchers and engineers. I started working with titanium in 1998 … but was still able to find much new and interesting information in this book." (Wei Sha, Materials World, Inc. Metals and Materials, Plastic and Rubber, British Ceramic Jl., Vol. 13 (5), May, 2005)Table of ContentsFundamental Aspects.- Technological Aspects.- Commercially Pure (CP) Titanium and Alpha Alloys.- Alpha + Beta Alloys.- High Temperature Alloys.- Beta Alloys.- Titanium Based Intermetallics.- Titanium Matrix Composites.- Special Properties and Applications of Titanium.
£189.99
Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. KG Quantum Mechanics: Foundations and Applications
Book SynopsisThis edition differs from the second chiefly in the addition of about 100 pages devoted to the quantum (or geometric, or Berry) phase, a subject that did not exist when this book was written. The changes in the remainder of the book consist of corrections of a small number of misprints. While it may seem that adding two chapters on the quantum phase is overemphasizing a currently fashionable subject, they actually complete the development of quantum theory as given in this book. We start with simple models, synthesizing them into complicated "molecules." With the new chap ters. we end with complicated "molecules," dividing them into simpler parts. This process of dividing a complex system into parts quite naturally gives rise to a gauge theory, of which the geometric phase is a manifestation - with consequences not only in theory, but observable in experiments. For this rea son, the geometric phase is not a mere fashion, but a discovery that will retain its importance forever and must be discussed in textbooks on quantum mechanics. to acknowledge help and advice from Mark Loewe with the I would like writing and also of the new part of the book. In addition, I would like to express my gratitude to J. Anandan, M. Berry, and c.A. Mead, who have read parts or all of the new material and have provided valuable advice.Table of ContentsI Mathematical Preliminaries.- II Foundations of Quantum Mechanics—The Harmonic Oscillator.- III Energy Spectra of Some Molecules.- IV Complete Systems of Commuting Observables.- V Addition of Angular Momenta—The Wigner-Eckart Theorem.- VI Hydrogen Atom—The Quantum-Mechanical Kepler Problem.- VII Alkali Atoms and the Schrödinger Equation of One-Electron Atoms.- VIII Perturbation Theory.- IX Electron Spin.- X Indistinguishable Particles.- XI Two-Electron Systems—The Helium Atom.- XII Time Evolution.- XIII Some Fundamental Properties of Quantum Mechanics.- XIV Transitions in Quantum Physical Systems—Cross Section.- XV Formal Scattering Theory and Other Theoretical Considerations.- XVI Elastic and Inelastic Scattering for Spherically Symmetric Interactions.- XVII Free and Exact Radial Wave Functions.- XVIII Resonance Phenomena.- XIX Time Reversal.- XX Resonances in Multichannel Systems.- XXI The Decay of Unstable Physical Systems.- XXII Quantal Phase Factors and Their Consequences.- XXIII A Quantum Physical System in a Quantum Environment—The Gauge Theory of Molecular Physics.- Epilogue.
£44.99
Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. KG Advanced Quantum Mechanics
Book SynopsisCharacteristic of Schwabl’s work, this volume features a compelling mathematical presentation in which all intermediate steps are derived and where numerous examples for application and exercises help the reader to gain a thorough working knowledge of the subject. The treatment of relativistic wave equations and their symmetries and the fundamentals of quantum field theory lay the foundations for advanced studies in solid-state physics, nuclear and elementary particle physics. New material has been added to this third edition.Table of ContentsNonrelativistic Many-Particle Systems.- Second Quantization.- Spin-1/2 Fermions.- Bosons.- Correlation Functions, Scattering, and Response.- Relativistic Wave Equations.- Relativistic Wave Equations and their Derivation.- Lorentz Transformations and Covariance of the Dirac Equation.- Orbital Angular Momentum and Spin.- The Coulomb Potential.- The Foldy–Wouthuysen Transformation and Relativistic Corrections.- Physical Interpretation of the Solutions to the Dirac Equation.- Symmetries and Further Properties of the Dirac Equation.- Relativistic Fields.- Quantization of Relativistic Fields.- Free Fields.- Quantization of the Radiation Field.- Interacting Fields, Quantum Electrodynamics.
£71.24
Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. KG Die Metallurgie des Schweißens: Eisenwerkstoffe - Nichteisenmetallische Werkstoffe
Book SynopsisDer Band widmet sich den Werkstoffproblemen, die beim Schweißen auftreten können – bei der Verarbeitung von Eisenwerkstoffen und nichteisenmetallischen Werkstoffen. Die Metallurgie aller technisch bedeutsamen Werkstoffe wird ausführlich besprochen. Jedes Kapitel enthält Aufgaben zur Vertiefung des Stoffs. Ein Schwerpunkt der Neubearbeitung für die 4. Auflage ist die Anpassung an neue europäische und internationale Normen (bis März 2009), soweit sie für Deutschland Bedeutung haben. Neu hinzugekommen sind u. a. auch Hinweise zu neueren Stahlnormen.Trade ReviewAus den Rezensionen zur 4. Auflage: “... Das Buch für Maschinenbauer und Studierende ist praxisnah und geht bei dem wahrlich umfangreichen Stoff ins Detail, wo nötig. ... So ist ein Werk aus einem Guss entstanden, das beste Einführung in das Thema bietet, aber auch versierten Praktikern als Nachschlagewerk im Lauf des Ingenieurslebens zur Seite steht.“ (Reinhold Kampmann, in: buchkatalog.de, March/2012)Table of ContentsGrundlagen der Werkstoffkunde und der Korrosion.- Stähle – Werkstoffgrundlagen.- Einfluss des Schweißprozesses auf die Eigenschaften der Verbindung.- Schweißmetallurgie der Eisenwerkstoffe.- Schweißmetallurgie der nichteisenmetallischen Werkstoffe.- Anhang (spezielle Werkstoffprüfverfahren).- Sachwortverzeichnis.
£123.49
Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. KG Die Korrosion der Metalle: Physikalisch-chemische
Book SynopsisDie „Klassiker der Technik“ sind unveränderte Neuauflagen traditionsreicher ingenieurwissenschaftlicher Werke. Wegen ihrer didaktischen Einzigartigkeit und der Zeitlosigkeit ihrer Inhalte gehören sie zur Standardliteratur. Hintergründe vieler computergestützter Verfahren erschließen sich erst durch das Studium dieses klassischen Wissens. In dem Klassiker zur Korrosion der Metalle wird der Stoff systematisch und didaktisch durchdacht dargestellt. Dabei beschränkt sich der Autor auf das Wesentliche und erläutert dennoch eine Fülle von Einzelfragen.Trade Review"... Es ist ... zur Vertiefung des Wissens von Insidern geeignet ... (es) wurden alle Kapitel über Korrosionsarten und -erscheinungen auf den neuesten Stand gebracht ... Doe Beschaffung der neuesten Auflage ist daher für Interessenten nahezu unumgänglich..." (Metall) "... Das Buch hat eine Vielzahl von Bildern und Tabellen und am Ende der einzelnen Kapitel jeweils eine ausführliche Literaturzusammenstellung. Die angesprochenen Sachverhalte sind klar und übersichtlich in logischer Abfolge dargestellt. Hervorzuheben bleibt die gelungene Verknüpfung zwischen den wissenschaftlichen Grundlagen und den praktischen Aspekten der Korrosion." (Schweißen und Schneiden)Table of ContentsKorrosionsreaktionen und Korrosionsprodukte.- Chemische Thermodynamik der Korrosion.- Der elektrolytische Mechanismus der Korrosion.- Die Kinetik der Elektrodenreaktionen.- Die Kinetik der gleichmäßigen Korrosion.- Inhibitoren der Säurekorrosion. Adsorption an Elektroden.- Besondere Aspekte der Korrosion von Legierungen.- Das Rosten des Eisens. Der Einfluß dicker Deckschichten.- Die Passivität der Metalle.- Die Einwirkung galvanischer Kurzschlußzellen auf die Korrosion.- Korrosions-Lochfraß, Lochkorrosion.- Interkristalline und intrakristalline Korrosion.- Wasserstoff in Eisen und Stahl: Beizblasen, Innenrisse, unterkritische Rißausbreitung.- Die Spannungsrißkorrosion.- Die Schwingungsrißkorrosion (Korrosionsermüdung).
£170.99
Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. KG Original Scientific Papers Wissenschaftliche Originalarbeiten
Book SynopsisWerner Heisenberg is one of the greatest scientists of our century. His work extends over a period of fifty years, ranging from turbulence theory, the establishment of quantum mechanics, its fundamental applications in atomic and solid state physics, to the theory of cosmic ray phenomena and of elementary particles. He recognized early the epistemological significance of the new discoveries. He was able to place the radical changes in the foundation of physics of this century in the historical context of natural philosophy. His thoughts on language as the medium to grasp scientific truth, artistic truth, religious truth, truth in general, reached many auditors and readers, scientists as well as non-scientists. In the 75 years of his life the political and social structure of his home country, of Europe and the world over underwent drastic changes. He grew up in Imperial Germany, made his great contributions to quantum mechanics during the period of the Weimar Republic and was engaged in nuclear physics when the potentates of the Third Reich tried to discredit relativity and quantum theory as "degenerate" science; in World War II he participated in the German effort to develop a nuclear reactor. After the war, he devoted himself mainly to the physics of elementary particles. In addition, he acted in many official capacities: for the promotion of research, the reconstruction of science in the Federal Republic of Germany, and the advancement of international collabora- tion.Table of ContentsBiographical Data — Werner Heisenberg (1901–1976).- Biographical Data — Werner Heisenberg (1901–1976).- Group 1: Hydrodynamic Stability and Turbulence (1922–1948).- Annotation.- Editorial Note.- 1.1 Die absoluten Dimensionen der Kármánschen Wirbelbewegung/ Absolute Dimensions of Kármán’s Vortex Motion.- 1.2 Über Stabilität und Turbulenz von Flüssigkeitsströmen/On the Stability and Turbulence of Fluid Flows.- 1.3 Zur statistischen Theorie der Turbulenz/ On the Statistical Theory of Turbulence.- 1.4 Die Gestalt der Spiralnebel/ The Form of Spiral Nebulae.- 1.5 On the Theory of Statistical and Isotropic Turbulence.- 1.6 Bemerkungen zum Turbulenzproblem/ Remarks on the Problem of Turbulence.- Group 2: On Atomic and Molecular Structure (1922–1925).- Annotation.- 2.1 Zur Quantentheorie der Linienstruktur und der anomalen Zeemaneffekte / Quantum Theory of Line Structure and of the Anomalous Zeeman Effects.- 2.2 Eine Bemerkung über relativistische Röntgendubletts und Linienschärfe / A Remark on Relativistic X-Ray Doublets and Line Width.- 2.3 Die Intensität der Mehrfachlinien und ihrer Zeemankomponenten/The Intensity of Line Multiplets and Their Zeeman Components.- 2.4 Über Phasenbeziehungen bei den Bohrschen Modellen von Atomen und Molekeln / Phase Relations in Bohr’s Models of Atoms and Molecules.- 2.5 Die Elektronenbahnen im angeregten Heliumatom/The Electron Orbits in the Excited Helium Atom.- 2.6 Zur Quantentheorie der Molekeln / On the Quantum Theory of Molecules.- 2.7 Über den Einfluß der Deformierbarkeit der Ionen auf optische und chemische Konstanten. I/Influence of Deformability of Ions on Optical and Chemical Constants I.- 2.8 Termstruktur der Multipletts höherer Stufe/Term Structure of the Multiplets of Higher Order.- 2.9 Bemerkung zu einer Arbeit von F. v. Wi?niewski: „Zur Theorie des Heliums“/Remark on a Paper of.- 2.10 Über den Einfluß der Deformierbarkeit der Ionen auf optische und chemische Konstanten. II. Stabilität und Bildungswärme dreiatomiger Molekeln und Ionen/Influence of Deformability of Ions on Optical and Chemical Constants II.- 2.11 Über eine Abanderung der formalen Regeln der Quantentheorie beim Problem der anomalen Zeemaneffekte/Alternation of the Formal Rules of Quantum Theory for the Problem of Anomalous Zeeman Effects.- 2.12 Zur Quantentheorie der Multiplettstruktur und der anomalen Zeemaneffekte/Quantum Theory of Multiplet Structure and of the Anomalous Zeeman Effects.- Group 3: Quantum Mechanics (1925–1927).- Annotation.- 3.1 Über eine Anwendung des Korrespondenzprinzips auf die Frage nach der Polarisation des Fluoreszenzlichtes/Application of the Correspondence Principle to the Polarization Problem of Fluorescence Light.- 3.2 Über die Streuung von Strahlung durch Atome/On the Dispersion of Radiation by Atoms.- 3.3 Über quantentheoretische Umdeutung kinematischer und mechanischer Beziehungen/Quantum Theoretical Re-Interpretation of Kinematic and Mechanical Relations.- 3.4 Zur Quantenmechanik. II/On Quantum Mechanics II.- 3.5 Mehrkörperproblem und Resonanz in der Quantenmechanik/Many-Body Problem and Resonance in Quantum Mechanics.- 3.6 Schwankungserscheinungen und Quantenmechanik/Fluctuation Phenomena and Quantum Mechanics.- 3.7 Über den anschaulichen Inhalt der quantentheoretischen Kinematik und Mechanik/The Perceptible Content of the Quantum Theoretical Kinematics and Mechanics.- Group 4: Applications of Quantum Mechanics (1926–1933).- Annotation.- 4.1 Anwendung der Quantenmechanik auf das Problem der anomalen Zeemaneffekte/ Application of Quantum Mechanics to Anomalous Zeeman Effects.- 4.2 Über die Spektra von Atomsystemen mit zwei Elektronen/On the Spectra of Two-Electron Atomic Systems.- 4.3 Mehrkörperprobleme und Resonanz in der Quantenmechanik. II / Many-Body Problems and Resonance in Quantum Mechanics II.- 4.4 Zur Theorie des Ferromagnetismus/On the Theory of Ferromagnetism.- 4.5 Zur Theorie der Magnetostriktion und der Magnetisierungskurve/On the Theory of Magnetostriction and of the Magnetization Curve.- 4.6 Notiz zur Arbeit des Herrn N. Tunazima: Zum Ferromagnetismus/Note on a Paper of N. Tunazima: On Ferromagnetism.- 4.7 Zum Paulischen Ausschließungsprinzip/On Pauli’s Exclusion Principle..- 4.8 Über die inkohärente Streuung von Röntgenstrahlen/On Incoherent X-Ray Diffraction.- Bibliographical Citation List.
£64.99
Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. KG Original Scientific Papers / Wissenschaftliche Originalarbeiten
Book SynopsisThis is the final volume of Heisenberg's Collected Works. It contains his papers on a (nonlinear) unified theory of elementary particles, as well as his contribution to superconductivity and multiparticle production. Especially interesting is the first group of papers, which is split intotwo sections dealing with, firstly, the formulation of the famous nonlinear spinor equation and, secondly,its applications. Among others the reader willfind a thorough discussion of Heisenberg's collaboration with W. Pauli on these matters. Illuminating annotations to the various sections in this volume have been provided by H. Koppe, R. Hagedorn and the editors.
£59.99
Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. KG Textile Faserstoffe: Beschaffenheit und
Book SynopsisDieses als Kompendium konzipierte Buch - mit Lehrbuchcharakter - vermittelt das Grundwissen über die äußere Beschaffenheit sowie die chemischen, physikochemischen und physikalischen Eigenschaften textiler Faserstoffe. Es ist in erster Linie für Ingenieure und Technologen gedacht, die mit der Herstellung, Verarbeitung oder dem Einsatz textiler Faserstoffe maßgebend betraut sind. Für sie ist es unumgänglich, sich ausreichend mit der chemisch-strukturellen Beschaffenheit, den zahlreichen Eigenschaften sowie den Struktur-Eigenschafts-Beziehungen der Fasern zu befassen. Es wird jedoch auch dem Studenten des Textil- und Bekleidungsfaches das notwendige Rüstzeug für das Studium vermitteln. Die nach Eigenschaftsgruppen untergliederten Faserarten werden in zahlreichen Tabellen und Diagrammen einander gegenübergestellt. Dem Charakter des Nachschlagewerkes wird auch durch umfangreiche Literaturhinweise Rechnung getragen. Anwendungsbeispiele aus Forschung und industrieller Praxis sind zum besseren Verständnis eingeflochten. Dieses Kompendium wird sowohl dem angehenden wie dem bereits im Beruf stehenden Textiltechnologen, der in konkreten Verarbeitungssituationen und Einsatzfragen sachgerechte Entscheidungen fällen muß, von unschätzbarem Wert sein.Table of Contents1 Einleitung.- Literatur.- 2 Struktur der textilen Faserstoffe.- 2.1 Einführung.- 2.2 Molekulare Struktur.- 2.3 Übermolekulare Ordnungszustände.- 2.3.1 Intermolekulare Wechselwirkungen.- 2.3.2 Packungs- bzw. Faserdichte.- 2.3.3 Kristallinität.- 2.3.4 Orientierung.- 2.4 Strukturverhalten bei Temperatur- und Lösemitteleinwirkung.- 2.4.1 Glastemperatur.- 2.4.2 Schmelztemperatur — Schmelzverhalten von Polymeren.- 2.4.3 Löseverhalten der Polymere.- 2.4.4 Eigenschaften von Polymerschmelzen und -lösungen.- 2.5 Struktur und Färben.- 2.6 Betrachtungen zu Struktur-Eigenschafts-Beziehungen.- Literatur.- 3 Fasergeometrie.- 3.1 Länge.- 3.2 Kräuselung.- 3.3 Feinheit.- 3.4 Querschnitt.- 3.5 Eigenschaftsbeeinflussungen.- Literatur.- 4 Topographie und Oberflächeneigenschaften.- 4.1 Topographie.- 4.1.1 Mikroskopische Charakterisierung.- 4.1.2 Physikalisch-chemische Messungen.- 4.1.3 Zusammenhang zwischen Topographie und technologischen Fasereigenschaften.- 4.2 Oberflächenkräfte.- 4.2.1 Einteilung der Oberflächenkräfte.- 4.2.2 Charakterisierung der von den Oberflächen ausgehenden Wechselwirkungskräfte.- 4.2.3 Wechselwirkungskräfte an Fasern.- 4.2.4 Einfluß der Wechselwirkungskräfte auf das Verarbeitungs- und Gebrauchsverhalten.- Literatur.- 5 Mechanische Eigenschaften.- 5.1 Thermodynamische und rheologische Aspekte.- 5.2 Zugbeanspruchung.- 5.2.1 Zugfestigkeit und Dehnbarkeit.- 5.2.2 Kraft-Dehnungs-Diagramme.- 5.2.3 Elastisches Verhalten.- 5.2.4 Wechselzugbeanspruchungen.- 5.2.5 Einflüsse auf Festigkeit und Dehnung.- 5.2.6 Schrumpfverhalten nach Zugbeanspruchung.- 5.3 Biegebeanspruchungen.- 5.4 Druckbeanspruchungen.- 5.4.1 Druckbeanspruchung durch Walzen.- 5.4.2 Statische radiale Quetschbeanspruchung.- 5.4.3 Axialdruckbeanspruchung.- 5.5 Torsionsbeanspruchung.- 5.6 Scheuerbeanspruchung.- Literatur.- 6 Verhalten bei Feuchte- bzw. Wassereinwirkung.- 6.1 Definitionen.- 6.2 Sorptionsverhalten.- 6.3 Feuchteeinfluß auf die äußere Beschaffenheit.- 6.4 Feuchteeinfluß auf die physikalischen Eigenschaften.- 6.5 Feuchtetransport und Trocknung.- Literatur.- 7 Thermisches Verhalten.- 7.1 Thermische Kenngrößen.- 7.2 Eigenschaftsänderungen durch Wärmeeinwirkung.- 7.2.1 Mechanische Eigenschaften.- 7.2.2 Formbeständigkeit.- 7.3 Eigenschaftsveränderungen bei tiefen Temperaturen.- 7.4 Brennverhalten.- 7.5 Brennbarkeitsminderung.- Literatur.- 8 Verhalten bei Einwirkung ionisierender Strahlen.- 8.1 Strahlungsarten, Wechselwirkungen mit Materie.- 8.2 Strahlungsreaktionen an Polymeren.- 8.3 Eigenschaftsbeeinflussung von textilen Faserstoffen und Textilien durch strahlenchemisch initiierte Pfropfung.- Literatur.- 9 Elektrische Eigenschaften.- 9.1 Dielektrisches Verhalten.- 9.2 Widerstand bzw. Leitfähigkeit.- 9.3 Elektrostatische Aufladung.- Literatur.- 10 Gebrauchsminderung durch Alterung und biologische Einwirkungen.- 10.1 Bedeutung des Alterungsvorganges.- 10.2 Alterungsmechanismus.- 10.3 Einflüsse auf die Alterung.- 10.3.1 Wärmeeinwirkung.- 10.3.2 Feuchteeinwirkung.- 10.3.3 Luft- bzw. Sauerstoffeinwirkung.- 10.3.4 Optische und ionisierende Strahleneinwirkung.- 10.3.5 Mikroorganismeneinwirkung.- 10.3.6 Komplexe Umwelteinwirkung (Bewetterung).- 10.4 Insekten- und Kleintierschäden.- Literatur.- 11 Optische Eigenschaften.- 11.1 Physikalische Grundlagen.- 11.2 Wahrnehmungen der Wechselwirkung optischer Strahlen mit Fasern ohne Zustandsänderung.- 11.2.1 Farbe.- 11.2.2 Weißgrad.- 11.2.3 Glanz.- 11.2.4 Schmutzsichtbarkeit.- 11.2.5 Fluoreszenz.- 11.2.6 Lichtleitung.- 11.3 Zustandsänderungen von Fasern durch optische Strahlen.- 11.4 Zustandscharakterisierung mit elektromagnetischen Strahlen.- Literatur.- 12 Verhalten bei Einwirkung von Chemikalien sowie Faseridentifizierung.- 12.1 Einfluß der Struktur der Fasern auf ihr chemisches Verhalten.- 12.2 Faseridentifizierung.- Literatur.- Symbolverzeichnis.- Abkürzungsverzeichnis.- Anhang 1 Gültige und veraltete Feinheitssysteme sowie Umrechnungsbeziehungen.- Anhang 2 Umrechnung alter und neuer Maßeinheiten von Kräften.- Anhang 3 Umrechnung alter und neuer Maßeinheiten von Spannungen, Festigkeiten, Drücken.
£66.49
Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. KG Spin Fluctuations in Itinerant Electron Magnetism
Book SynopsisFerromagnetism of metallic systems, especially those including transition metals, has been a controversial subject of modern science for a long time. This controversy sterns from the apparent dual character of the d-electrons responsible for magnetism in transition metals, i.e., they are itinerant elec trons described by band theory in their ground state, while at finite tem peratures they show various properties that have long been attributed to a system consisting of local magnetic moments. The most familiar example of these properties is the Curie-Weiss law of magnetic susceptibility obeyed by almost all ferromagnets above their Curie temperatures. At first the problem seemed to be centered around whether the d-elec trons themselves are localized or itinerant. This question was settled in the 1950s and early 1960s by various experimental investigations, in particular by observations of d-electron Fermi surfaces in ferromagnetic transition metals. These observations are generally consistent with the results of band calculations. Theoretical investigations since then have concentrated on explaining this dual character of d-electron systems, taking account of the effects of electron-electron correlations in the itinerant electron model. The problem in physical terms is to study the spin density fluctuati·ons, which are ne glected in the mean-field or one-electron theory, and their influence on the physical properties.Table of Contents1. Introduction.- 1.1 Local Magnetic Moment and the Weiss Theory of Ferromagnetism.- 1.2 Magnetic Moments of Atoms.- 1.3 Heisenberg Localized Electron Model.- 1.4 Itinerant Electron Model.- 1.5 Localized vs Itinerant Electron Models.- 1.6 Random-Phase Approximation Theory of Spin Fluctuations in Itinerant Electron Magnets.- 1.7 Local Moments in Metals.- 1.8 Self-Consistent Renormalization Theory of Spin Fluctuations and Weakly Ferro- and Antiferromagnetic Metals.- 1.9 Unified Picture of Magnetism.- 1.10 Organization of the Book.- 2. Mean-Field Theory of Itinerant Electron Magnetism.- 2.1 Model Hamiltonians.- 2.2 Ferromagnetism.- 2.3 Antiferromagnetism.- 2.4 Spin-Density Waves.- 2.5 Stability of Various Spin Orderings.- 3. Dynamical Mean-Field Theory of Spin Fluctuations.- 3.1 Stoner Excitations and Spin Waves in Ferromagnetic Metals.- 3.2 General Spin Fluctuations and Dynamical Susceptibilities.- 3.3 Critical Spin Fluctuations.- 3.4 Antiferromagnets.- 3.5 Limitations of the Hartree-Fock-RPA Theory.- 4. Self-Consistent Renormalization (SCR) Theory of Spin Fluctuations.- 4.1 Expressions for the Free Energy of an Interacting Electron System.- 4.2 Paramagnon Theories.- 4.3 SCR Theory of Ferromagnetic Metals.- 4.3.1 Curie Temperature and Magnetic Susceptibility Above TC.- 4.3.2 Analytical Explanation of the New CW Law.- 4.3.3 Magnetization Below TC.- 4.3.4 Rotationally Invariant Treatment.- 4.4 Phenomenological Mode-Mode Coupling Theory.- 4.5 SCR Theory of Antiferro- and Helimagnetic Metals.- 4.6 Physical Origin of the New Curie-Weiss Susceptibility.- 4.6.1 Temperature Variation of the Mean-Square Local Amplitude of Spin Fluctuation.- 4.6.2 Spatial Spin Correlation.- 4.7 Coexistence of and Phase Transitions Between Ferro- and Antiferromagnetism.- 4.8 Quantitative Aspects of the SCR Theory for Weak Itinerant Ferromagnets.- 5. Physical Properties of Weakly and Nearly Ferro- and Antiferromagnetic Metals.- 5.1 Properties of Spin Fluctuations.- 5.2 Thermal Expansion.- 5.3 Specific Heat.- 5.4 Nuclear Spin Relaxation.- 5.4.1 Weakly and Nearly Ferromagnetic Metals.- 5.4.2 Weakly and Nearly Antiferromagnetic Metals.- 5.5 Electrical and Thermal Resistivities and Magnetoresistance.- 5.5.1 Weakly and Nearly Ferromagnetic Metals.- 5.5.2 Antiferromagnets.- 5.6 Coupling Between Spin and Charge Density Fluctuations.- 6. Local Magnetic Moments.- 6.1 Local Moments in Insulator Magnets.- 6.2 Metal-Insulator (Mott) Transition.- 6.3 s-d or s-f Exchange Model.- 6.4 Local Moment Formation in Metals.- 6.4.1 Virtual Bound State.- 6.4.2 The Anderson Model.- 6.4.3 The Wolff-Clogston Tight-Binding Model.- 6.5 Physical Properties of a Single Local Moment in Metals.- 6.6 Interaction Between a Pair of Local Moments in Metals.- 6.7 Local Moment Description of Magnetic Transition Metals.- 7. A Unified Theory and Its General Consequences.- 7.1 General Considerations Toward a Unified Theory.- 7.2 A Phenomenological Description of the Unified Theory.- 7.3 General Mechanism for the Curie-Weiss Susceptibility.- 7.3.1 A Mean Mode-Mode Coupling Theory of Magnetic Susceptibility.- 7.3.2 General Expressions for the Curie Temperature and Susceptibility.- 7.3.3 Spin Correlations and Magnetic Susceptibility.- 7.4 Possibility for Systematic Analyses of Experimental Results.- 7.5 Temperature Variation of the Local Amplitude of Spin Fluctuation.- 7.5.1 General Remarks.- 7.5.2 Temperature-Induced Local Moments.- 7.6 Limitations of the Adiabatic Approximation.- 8. Functional Integral Theory.- 8.1 Basic Formalism.- 8.2 Local Moment in Metals.- 8.3 Band Magnetism — A General Formalism.- 8.4 Methods of Calculating the Free Energy Functional.- 8.4.1 A Closed-Form Expression for ? [?, ?].- 8.4.2 Long-Wavelength Approximations.- 8.5 A Unified Description of Magnetism in Narrow-Band Systems.- 8.6 Approximation Methods of Evaluating the Functional Integrals.- 8.6.1 Unified Theory.- 8.6.2 Molecular Field (Single-Site) Approximation.- 8.6.3 Choice of Forms for the Interaction Hamiltonian.- 8.7 Results of Numerical Calculations.- 8.7.1 Ferromagnetic Transition Metals ?-Fe, Co, Ni.- 8.7.2 Antiferromagnetic Transition Metals.- 8.7.3 FeSi, Nearly Ferromagnetic Semiconductor.- 8.7.4 Temperature-Induced Local Moments in CoS2, CoSe2.- 8.7.5 Magnetovolume Effects.- 8.8 Supplementary Discussions on Various Approaches and Physical Pictures.- 8.8.1 The Hartree-Fock Theory for Excited States with Spatially Varying Spin Density.- 8.8.2 Local Band Theory.- 8.8.3 Persistence of Exchange Splitting of the Band Above TC.- 9. Spin Fluctuations in d-Electron Systems.- 9.1 Spin Fluctuations and Neutron-Scattering Measurements.- 9.2 Local Moment Systems.- 9.2.1 Heusler Alloys.- 9.2.2 EuO.- 9.3 Substances Close to the Local Moment Limit.- 9.3.1 MnPt3, FePd3.- 9.3.2 FePt3.- 9.4 Substances Close to the Weakly Ferro- and Antiferromagnetic Limits.- 9.4.1 MnSi.- 9.4.2 Cr.- 9.5 Substances in the Intermediate Regime: q-Space Description.- 9.5.1 Fe3Pt.- 9.5.2 CeFe2.- 9.5.3 ?-Mn, ?-(FeMn), ?-Fe.- 9.5.4 ?-Mn.- 9.6 Ferromagnetic Transition Metals Fe, Co, and Ni.- 9.7 Some Systematic Trends in Paramagnetic Scattering.- 10. Toward a Unified Theory of Dynamical Spin Fluctuations.- 10.1 General Considerations.- 10.2 Green’s Function Theory of Dynamical Susceptibilities.- 10.3 Effect of Electron Lifetime on RPA-SCR Spin Fluctuations.- 11. Concluding Remarks.- References.
£64.99
Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. KG Regelung der Kraftmaschinen: Berechnung und
Book SynopsisDieser Buchtitel ist Teil des Digitalisierungsprojekts Springer Book Archives mit Publikationen, die seit den Anfängen des Verlags von 1842 erschienen sind. Der Verlag stellt mit diesem Archiv Quellen für die historische wie auch die disziplingeschichtliche Forschung zur Verfügung, die jeweils im historischen Kontext betrachtet werden müssen. Dieser Titel erschien in der Zeit vor 1945 und wird daher in seiner zeittypischen politisch-ideologischen Ausrichtung vom Verlag nicht beworben.Table of ContentsI. Teil. Schwungräder. (Gleichförmigkeit des Ganges.).- Erstes Kapitel. Das Schubkurbelgetriebe.- A. Weg- und Kraftverhältnisse.- 1. Ermittelung der Kolbenwege.- 2. Kraftverhältnisse beim Kurbeltrieb.- 3. Reibungsverluste im Kurbeltrieb.- B. Geschwindigkeits- und Bcschleunigungsverhältnisse des Kurbeltriebes.- 1. Geschwindigkeiten beim Kurbeltrieb.- 2. Beschleunigung beim Kurbeltrieb.- 3. Massendrücke, die durch die Beschleunigungen im Kurbelgetriebe bedingt sind.- Zweites Kapitel. Schwungradmasse und Ungleichförmigkeit.- A. Grundgleichnng zur Berechnung der erforderlichen Schwungradmasse.- B. Ermittelung des Arbeitsüberschusses mit Hilfe der Drehkraftkurven.- a) Drehkraftkurven für Einzylinder-Dampfmaschinen.- 1. Drehkraftkurven bei unendlicher Stangenlänge.- 2. Drehkraftkurven bei endlicher Stangenlänge.- b) Drehkraftkurven für Mehrzylinder-Dampfmaschinen.- 1. Drehkraftkurven der Massendrücke bei mehrkurbeligen Maschinen.- 2. Drehkraftkurven für Zwillingsmaschinen.- 3. Drehkraftkurven für Verbundmaschinen.- C. Schwungradberechnung ohne Zeichnung von Diagrammen.- 1. Für Dampfmaschinen.- 2. Für Verbrennungsmotoren.- 3. Änderung des Ungleichförmigkeitsgrades mit der Leistung und der Umdrehzahl.- D. Schwungradberechnung mit Hilfe des Massenwuchtdiagramms.- a) Das allgemeine Verfahren.- b) Die reduzierten Massen beim Kurbeltrieb.- 1. Auf den Kurbelzapfen reduzierte Masse von Kolben, Kreuzkopf und Kurbel.- 2. Auf den Kurbelzapfen reduzierte Masse der Schubstange.- c) Massenwuchtdiagramm und Geschwindigkeitskurven.- d) Benutzung des Massenwuchtdiagramms zur Schwungradberechnung.- e) Beispiele von Massenwuchtdiagrammen.- 1. Einzylindermaschine.- 2. Einfach- und doppeltwirkende Pumpe.- 3. Zwillingsmaschine.- E. Geschwindigkeits- und Winkelabweichungen, Arbeitsüberschüsse; Widerstände, die von der Geschwindigkeit oder dem Pendelweg abhängen.- a) Geschwindigkeitsschwankungen und Arbeitsüberschüsse.- Beispiele von erweiterten Arbeitskurven.- 1. Einzylindermaschine.- 2. Zwillingsmaschine.- b) Winkelabweichungen (Pendelwege).- Beispiel.- Torsiograph und Torsiogramme.- c) Berücksichtigung von Widerständen, die von der Geschwindigkeit abhängen.- d) Berücksichtigung von Widerständen, die den Winkelabweichungen proportional sind.- F. Torsionsschwingungen.- a) Schwingungen ohne Dämpfung.- 1. Allgemeines.- 2. Beschreibung des Massensystems und Bezeichnungen.- 3. Aufstellung der Grundgleichungen.- 4. Fundamentalsatz.- 5. Ermittelung sämtlicher Amplituden und elastischen Momente bei gegebenen erregenden harmonischen Momenten.- 6. Entwicklung des Hauptverfahrens (Vorwärts-Rückwärts-Methode).- 7. Hauptkonstante C.- 8. Reständerungsformeln.- 9. Anwendung der Reständerungsformeln.- 10. Berechnung der Winkelamplituden und elastischen Momente bei gegebenen erregenden Momenten nach dem Hauptverfahren.- 11. Ermittelung der Eigenfrequenzen ?e.- 12. Beispiel.- 13. Weitere Änderungsformeln.- b) Erzwungene Schwingungen mit Dämpfung.- 1. Aufstellung der Grundgleichungen.- 2. Fundamentalsatz.- 3. Vorwärts-Rückwärts-Methode und Hauptkonstante.- Drittes Kapitel. Konstruktion und Festigkeitsberechnung der Schwungräder.- A. Übliche Ausführungsformen von Schwungrädern.- B. Festigkeitsuntersuchung der Schwungräder.- a) Näherungsrechnung ohne Berücksichtigung der Arme.- b) Festigkeitsrechnung unter Berücksichtigung des Ein flusses der Arme.- 1. Grundformeln zur Berechnung krummer Stäbe.- 2. Spannungsverhältnisse und Formänderungen des Kranzes.- 3. Berechnung der durch die Fliehkräfte erzeugten Spannungen in den Armen.- 4. Beanspruchungen infolge der auf die Welle übertragenen Dreh momente.- 5. Zusammenstellung der Festigkeitsformeln; Zahlenbeispiele.- 6. Einfluß der Armzahl.- II. Teil. Ruhe des Ganges.- Viertes Kapitel. Druckwechsel im Gestänge.- A. Unvermeidliche Richtungswechsel der Kräfte bei doppeltwirkenden Maschinen mit hin und her gehendem Kolben.- 1. Stöße am Kreuzkopfbolzen.- 2. Stöße am Kurbelzapfen.- 3. In welcher Weise beeinflussen die Massenwiderstände die Stöße am Kreuzkopfbolzen und Kurbelzapfen?.- 4. Stöße am Kurbelwellenlager.- 5. Stöße an den Gleitschuhen.- 6. Experimentelle Untersuchung der Druckwechsel und Stöße.- B. Vermeidbare Richtungswechsel im Gestänge.- Fünftes Kapitel. Ausgleich der bewegten Massen.- A. Kippmomente infolge der veränderlichen Drehkraft.- B. Ausgleich der Wirkungen der bewegten Massen.- a) Ausgleich der Massendrücke im Kurbelgetriebe selbst.- 1. Schwerpunkt und Hauptpunkte.- 2. Anwendung dieses Verfahrens auf das Kurbelgetriebe.- 3. Wann macht der Schwerpunkt trotz der sich drehenden Kurbelund der hin und her schwingenden Schubstange nur geradlinige Schwingungen?.- b) Ausgleich der Massendrücke, die von den geradlinig be wegten Teilen herrühren.- 1. Allgemeine Bedingungen für den Ausgleich mehrkurbeliger Maschinen.- 2. Mittelpunkt der Drehstrecken.- 3. Massenausgleich bei Dreikurbelmaschinen.- 4. Massenausgleich bei Vierkurbelmaschinen.- 5. Aufgaben über Massenausgleich I. Ordnung von Vierkurbelmaschinen.- 6. Kritik des Massenausgleichs nach Schlick.- 7. Massenausgleich II. Ordnung.- c) Ausgleich von sich drehenden Massen oder mit Hilfe solcher.- 1. Ausgleich einer sich drehenden Masse.- 2. Ausgleich von mehreren sich drehenden Massen, deren Mittellinien.- einen Winkel miteinander bilden.- 3. Vollkommener Ausgleich geradlinig bewegter Massen durch sich drehende Massen.- 4. Richtungsänderung der Massendrücke geradlinig bewegter Massen durch sich drehende Massen.- 5. Der ruhige Gang der Lokomotiven.- III. Teil. Regler.- Sechstes Kapitel. Muffenregler.- I. Fliehkraftregler.- A. Bedeutung und Konstruktion der C-Kurren.- a) Erklärung der C-Kurven und Ungleichf örmigkeitsgrad.- C-Kurven.- Zeichnerische Ermittelung des Ungleichförmigkeitsgrades aus der C-Kurve.- Zeichnerische Ermittelung der Umdrehzahlen aus der C-Kurve.- Stabilitätsgefälle.- b) Konstruktion der C-Kurven.- 1. Watts Kegler mit Gewichtsbelastung der Muffe.- 2. Proells Regler (mit Grewichtsbelastung der Muffe und umgekehrter Aufhängung).- 3. Welchen Charakter sollten vorteilhaft die C-Kurven haben?.- 4. Wie sehen die C-Kurven bei den Reglern mit Kurbelgetriebe aus?.- 5. C-Kurven bei Reglern mit Kreuzschleife..- B. Unempfindlichkeit, Muffendruck und Arbeitsvermögen.- a) Unempfindlichkeitsgrad.- b) Muffendruck.- c) Arbeitsvermögen.- d) Eigenreibung der Regler.- 1. Reibungswiderstände bei gleichförmiger Drehung.- 2. Die C-Kurven mit Rücksicht auf den Unempfindlichkeitsgrad.- 3. Reibungswiderstände bei Änderung der Winkelgeschwindigkeit.- C. Verhalten des Reglers bei Belastungsänderungen der Kraftmaschine (Einführung in die dynamische Theorie der Regler).- a) Allgemeine Betrachtung über die Vorgänge bei der Rege lung.- b) Aufstellung der Grundgleichungen für die Reglerbewegung.- c) Zeichnerische Darstellung der Regelungskurven.- D. Berechnung des erforderlichen Ungleichförmigkeits- und Unempf indlichkeitsgrades.- a) Günstigster Ungleichförmigkeitsgrad ?.- b) Kleinster zulässiger Ungleichf örmigkeitsgrad ?min.- c) Anlaufzeit Ta der Kraftmaschine und reduzierter Muffen hub Sr des Reglers.- d) Einfluß von Widerständen, die mit der Geschwindigkeit der Stellbewegung zunehmen.- E. Untersuchung ausgeführter Regler mit Gewichtsbelastung.- 1. Regler nach Kley.- 2. Regler mit gekreuzten Pendelstangen, aber nicht gekreuzten Lenk stangen.- 3. Regler mit unmittelbarer Aufhängung und geknickten Pendelarmen nach Tolle.- 4. Regler nach Proell.- F. Federregler.- a) Allgemeines.- b) Berechnung der Federabmessungen.- 1. Vergleich der verschiedenen Federarten.- 2. Berechnung der zylindrischen Schraubenfedern mit Kreisquerschnitt.- 3. Einfluß der eigenen Fliehkraft von Federn.- c) Federregler mit einer Längsfeder.- ?) Regler mit festem Pendeldrehpunkt.- 1. Regler mit Kreuzschleife. (Frühere Konstruktion von H. Härtung).- 2. Regler mit Kurbelgetriebe. (Neuer Federregler von F. Beyer).- ?) Regler mit beweglichem Pendeldrehpunkt.- 1. Regler mit Kreuzschleife.- Regler von F. Beyer in Erfurt, ältere Konstruktion.- Kienast-Begler von C. W. Jul. Blancke Co. in Merseburg.- 2. Regler mit Schubkurbelgetriebe.- Regler von B. Trenck in Erfurt.- Regler von Zabel & Co. in Quedlinburg a. H.- ?) Walzenregler.- Walzenregler von Strnad.- Walzenregler von Neidig.- d) Federregler mit Querfedern.- 1. Federregler von H. Härtung in Düsseldorf.- 2. Federregler von Steinle & Härtung in Quedlinburg a. H.- 3. Neuer Federregler von Steinle & Härtung.- 4. Federregler der Jahns-Begulatoren G. m. H.- c) Federreg ler mit Quer- und Längsfedern. (Federregler von Tolle)...- 1. Normale Federregler nach Tolle.- 2. Federregler nach Tolle, mit denen die Umdrehzahl um 100% und mehr erhöht werden kann.- G. Einfluß der Gestalt der Sehwungkörper aui die C-Kurven.- H. Änderung der Umdrehzahl während des Ganges.- a) Änderung der Umdrehzahl bei Gewichtsreglern.- b) Änderung der Umdrehzahl bei Federreglern mit (fast) astatischer Cq-Kurve.- 1. Konstruktionen.- 2. Eigenreibung.- 3. Ungleichförmigkeitsgrad und C-Kurven; Entlastung der Muffe.- c) Änderung der Umdrehzahl bei Federreglern mit stark la biler Cq-Kurve.- 1. Durch Gewichtsbelastung.- 2. Durch Federwage.- 3. Nach Lang in Budapest.- 4. Beyers Tourenregler.- d) Leistungsregler von Strnad.- e) Änderung der Umdrehzahl durch Änderung des Über setzungsverhältnisses.- J. Leistungsregler.- 1. Allgemeines.- 2. Leistungsregler von Weiß..- 3. Leistungsregler von Tolle..- 4. Auslösevorrichtung und selbsttätige Einstellung der Umdrehzahl..- 5. Leistungsregler von Stumpf.- 6. Begier mit potenzierter Begulierfähigkeit von Wiki.- K. Fliehkraftregler mit Flüssigkeitsgesiänge.- II Beharrungsregler.- a) Einfluß von Beharrungsmassen auf den Ungleichförmig keitsgrad..- b) Einfluß von Beharrungsmassen auf den Unempf indlichkeitsgrad.- Beseitigung des Überregelns durch Vergrößerung des Unempfindlichkeitsgrades.- Siebentes Kapitel. Achsenregler.- A. Allgemeine Theorie.- 1. $$\mathfrak{M}$$-Kurven und Ungleichförmigkeitsgrad.- 2. Verstellkraft und Rückwirkung der Steuerung; das Reglertanzen.- Widerstands vermögen eines Achsenreglers (nach P. Proeil).- B. Besprechung ausgeführter Achsenregler.- 1. Achsenregler mit drehbar gelagerten Schwungkörpern.- 2. Achsenregler mit gerade geführten Schwungkörpern.- 3. Änderung der Umdrehzahl während des Cranges..- Achtes Kapitel Mittelbare Regelung.- I. Bestandteile und Wirkungsweise der mittelbar wirkenden Regler.- a) Rückführungen.- 1. Regler mit Nachführung des Hilfsmotorkolbens.- 2. Regler mit starrer Rückführung.- 3. Regler mit Muffenrückdrängung.- 4. Regler mit Tourenrückführung.- b) Vorrichtungen zur Veränderung der Umlaufzahl und Abstel lvorrichtungen.- c) Regler mit nachgiebiger Rückführung.- 1. Isodromregler.- 2. Regler mit einstellbarem Ungleichförmigkeitsgrad.- II. Theoretische Untersuchung der Regelungsvorgänge..- A. Grundbegriffe und Grundgleichungen.- a) Annahmen..- b) Grundbezeichnungen.- c) Verhältnismäßige Abweichungen.- 1. Gesdiwindigkeitsabweichung ?.- 2. Reglerabweichung ?.- 3. Motorabweichung ?.- 4. Steuerungsverstellung ?.- 5. Rückführungsabweichung ?.- d) Zeitkonstanten.- 1. Anlaufzeit Ta des Motors.- 2. Schlußzeit Ts des Hilfsmotors..- 3. Halbe Fallzeit Tr des Reglers und Eigenschwingungsdauer Te.- 4. Halbe Kataraktzeit Tk.- 5. Isodromzeit Ti.- e) Grundgleichungen...- 1. Die Motorgleichung Mtgl.- 2. Die Hilfsmotorgleichung HMgl.- 3. Die Eeglergleichung Eggl.- 4. Die Steuerungsgleichung Stgl.- 5. Die Rückführungsgleichung Efgl.- 6. Zusammenfassung.- B. Allgemeiner Rechnungsgang für die Entwicklung der Regelungsgleichungen.- a) Eegler mit veränderlicher Geschwindigkeit des Hilfs motorkolbens.- 1. Herleitung der Gleichungen für den Eegelungsvorgang.- 2. Stabilitätskriterien.- 3. Bestimmung der Konstanten.- b) Eegler mit unveränderlicher Geschwindigkeit des Hilfs motorkolbens.- 1. Die Hilfsmotorgleichung (Motorgerade).- 2. Die Motorgleichung (Geschwindigkeitsparabel)...- 3. Die Eückführungsgleichung (Eückführungskurve).- 4. Die Eeglergleichung.- C. Einfluß der Grundgrößen auf die Regelungsvorgänge...- a) Direkte Eegelung.- b) Massenloser Eegler mit starrer Eückführung...- 1. Für den Fall veränderlicher Eückführungsgeschwindigkeit.- 2. Für den Fall konstanter Eückführungsgeschwindigkeit.- c) Einfluß der Eeglermasse, von zeitlicher Verzögerung und des Unempfindlichkeitsgrades..- 1. Einfluß der Eeglermasse.- ?) Masseneinfluß bei Eeglern mit konstanter Eückführungsgeschwindigkeit.- ?) Masseneinfluß bei Eeglern mit veränderlicher Eückführungs-geschwindigkeit.- Stabilitätskriterien.- Massenloser Eegler mit Ölbremse..- Aufzeichnen der Eegelungskurven.- Abänderung der Zeitkonstanten.- 2. Einfluß von zeitlicher Verzögerung und der Unempfindlichkeit..- ?) Einfluß einer Verzögerung der Verstellbewegung.- ?) Einfluß der Unempfindlichkeit des Eeglers.- ?) Einfluß der Unempfindlichkeit in Verbindung mit zeitlicher Verzögerung..- d) Isodromregler.- 1. Massenloser Isodromregler mit veränderlicher Eegelungsgeschwindigkeit.- 2. Massenloser Isodromregler mit konstanter Eegelungsgeschwindigkeit.- 3. Massenloser Eegler mit einstellbarem Ungleichförmigkeitsgrad der Eegelung.- 4. Einfluß der Massen bei Isodromreglern.- e) Einfluß der Wassermasse bei Röhrleitungsturbinen.- 1. Beispiel: Isodromregler mit veränderlicher Kegelungsgeschwin digkeit..- 2. Beispiel: Regler mit unveränderlicher Regelungsgeschwindigkeit und starrer Rückführung...- III. Neuzeitliche Entwicklung der mittelbaren Regler in Deutschland.- a) Allgemeines.- b) Die Windkesselfrage.- c) Windkesselregler.- 1. Windkesselregler von J. M. Voith, Heidenheim.- 2. Windkesselregler von Briegleb, Hansen & Co., Gotha 1.- Überströmventil von Neidig, Mannheim.- Reibradgetriebe für Rohrleitungsturbinen.- d) Windkessellose Regler..- 1. Durchflußregler von Jahns.- 2. Yerbundregler von Briegleb, Hansen & Co. (Regler mit Doppelpumpen).- e) Isodromvorrichtungen mit gesteuerter Ölbremse und end clicher Federkraft in der Mittelstellung.- 1. Zweck dieser Anordnung.- 2. Isodromregler mit endlicher Anfangskraft....- 3. Steuerung der Ölbremse.- 4. Einfluß der endlichen Rückführungskraft in der Mittelstellung auf den Regelungsverlauf.- f) Doppelregelung.- Schema einer Doppelregelung.- Beispiel: Peltonradanlage der Stadt Nordhausen nach Pfarr.- Strahlablenker als Sicherheitsregler.- Regelvorrichtung von Seewer durch Änderung der Strahlform.- Geschwindigkeits- und Drucksteuerurig für Zweidruckdampfturbinen von H. Kröner.- g) Mechanische Parallelschaltung, Öffnungsbegrenzung, Druckregler, Schwimmer.
£45.99
Springer Vieweg Handbuch HochtemperaturWerkstofftechnik
Book SynopsisThermodynamische und kinetische Grundlagen.- Diffusion.- Grundlagen der Wärmeübertragung.- Gefügestabilität.- Statische Festigkeit und Verformung, Kriechen.- Zyklische Festigkeit und Verformung, Ermüdung.- Hochtemperaturkorrosion.- Hochtemperaturlegierungen.- Hochtemperaturbeschichtungen.- Maßnahmen an betriebsbeanspruchten Bauteilen.- Werkstoffbezeichnungen und -zusammensetzungen.
£151.99
Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. KG Die Pumpen: Ein Leitfaden für höhere
Book SynopsisDieser Buchtitel ist Teil des Digitalisierungsprojekts Springer Book Archives mit Publikationen, die seit den Anfängen des Verlags von 1842 erschienen sind. Der Verlag stellt mit diesem Archiv Quellen für die historische wie auch die disziplingeschichtliche Forschung zur Verfügung, die jeweils im historischen Kontext betrachtet werden müssen. Dieser Titel erschien in der Zeit vor 1945 und wird daher in seiner zeittypischen politisch-ideologischen Ausrichtung vom Verlag nicht beworben.
£45.99
Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. KG Materialwissenschaft und Werkstofftechnik: Ein
Book SynopsisDer Autor unternimmt mit dem Leser eine Erkundungstour durch die Vergangenheit und Gegenwart der Herstellung und Nutzung von Werkstoffen, und zwar entlang dem Entwicklungsweg einer uralten, jedem vertrauten Kulturtechnik, der Nassrasiertechnik - vom Steinschaber bis zum Hightech-Rasiergerät. Dabei lernt der Leser, wie der Umgang des Menschen mit Werkstoffen vom Handwerk zur Industrie und schließlich zu einer eigenständigen Wissenschaft geworden ist und wie Werkstoffe ganze Epochen geprägt haben. Er begegnet im Laufe dieser Exkursion Forschern und Unternehmern, die diesen Weg in zielstrebiger, oft mühevoller Arbeit erschlossen haben.Im Dialog mit dem Leser wird anhand der beschriebenen Beispiele sehr anschaulich materialwissenschaftliches und werkstofftechnisches Grundwissen vermittelt, das notwendig ist, um zu verstehen, wovon die Eigenschaften von Werkstoffen abhängen, wie man sie prüfen und gezielt beeinflussen kann. Und es wird demonstriert, dass es nicht allein von seinen Eigenschaften abhängt, ob ein neuer Werkstoff in der Industrie angewendet wird, sondern dass dazu bei seiner Entwicklung von vornherein auch andere Kriterien sowie mögliche Risiken zu bedenken sind.Der Autor möchte Abiturienten anregen, Materialwissenschaft und Werkstofftechnik zu studieren, obwohl die meisten in der Schule darüber noch nichts gehört haben; er möchte Studieneinsteigern technischer Fachrichtungen helfen, sich auf diesem vielfältigen Gebiet zu orientieren, und er möchte einer breiteren Öffentlichkeit bewusst machen, dass Werkstoffe nicht nur vergangene Epochen geprägt haben, sondern dass „Hightech“, auf die wir heute tagtäglich und überall angewiesen sind, höchstens eine reizvolle Idee wäre, die ohne neue Werkstoffe niemals hätte zünden können.Table of Contents1 Einleitung.- 2 Der weite Weg zur Werkstoffwissenschaft.- 3 Werkstofffachleute - die Hightech-Macher.- 4 Vorstoß der Werkstoffwissenschaft in die Nano-Welt.- 5 Werkstoffwissenschaft - auf's Ganze gesehen
£27.99
Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. KG Solid State Properties: From Bulk to Nano
Book SynopsisThis book fills a gap between many of the basic solid state physics and materials sciencebooks that are currently available. It is written for a mixed audience of electricalengineering and applied physics students who have some knowledge of elementaryundergraduate quantum mechanics and statistical mechanics. This book, based on asuccessful course taught at MIT, is divided pedagogically into three parts: (I) ElectronicStructure, (II) Transport Properties, and (III) Optical Properties. Each topic is explainedin the context of bulk materials and then extended to low-dimensional materials whereapplicable. Problem sets review the content of each chapter to help students to understandthe material described in each of the chapters more deeply and to prepare them to masterthe next chapters.Table of ContentsCrystal Lattices in Real and Reciprocal Space.- Electronic Properties of Solids.- Weak and Tight Binding Approximations for Simple Solid State Models.- Examples of Energy Bands in Solids.- Effective Mass Theory.- Lattice Vibrations.- Basic Transport Phenomena.- Thermal Transport.- Electron and Phonon Scattering.- Magneto-transport Phenomena.- Transport in Low Dimensional Systems.- Two Dimensional Electron Gas, Quantum Wells & Semiconductor Superlattices.- Magneto-Oscillatory and Other Effects Associated with Landau Levels.- The Quantum Hall Effect (QHE).- Review of Fundamental Relations for Optical Phenomena.- Drude Theory–Free Carrier Contribution to the Optical Properties.- Interband Transitions.- Absorption of Light in Solids.- Optical Properties of Solids Over a Wide Frequency Range.- Impurities and Excitons.- Luminescence and Photoconductivity.- Optical Study of Lattice Vibrations.
£104.49
Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. KG Quantum Information Theory: Mathematical Foundation
Book SynopsisThis graduate textbook provides a unified view of quantum information theory. Clearly explaining the necessary mathematical basis, it merges key topics from both information-theoretic and quantum- mechanical viewpoints and provides lucid explanations of the basic results. Thanks to this unified approach, it makes accessible such advanced topics in quantum communication as quantum teleportation, superdense coding, quantum state transmission (quantum error-correction) and quantum encryption.Since the publication of the preceding book Quantum Information: An Introduction, there have been tremendous strides in the field of quantum information. In particular, the following topics – all of which are addressed here – made seen major advances: quantum state discrimination, quantum channel capacity, bipartite and multipartite entanglement, security analysis on quantum communication, reverse Shannon theorem and uncertainty relation.With regard to the analysis of quantum security, the present book employs an improved method for the evaluation of leaked information and identifies a remarkable relation between quantum security and quantum coherence. Taken together, these two improvements allow a better analysis of quantum state transmission. In addition, various types of the newly discovered uncertainty relation are explained.Presenting a wealth of new developments, the book introduces readers to the latest advances and challenges in quantum information.To aid in understanding, each chapter is accompanied by a set of exercises and solutions.Table of ContentsInvitation to Quantum Information Theory.- History of Quantum Information Theory.- The Structure of this Text.- Mathematical Formulation of Quantum Systems.- Information Quantities and Parameter Estimation in Classical Systems.- Quantum Hypothesis Testing and Discrimination of Quantum States.- Classical-Quantum Channel Coding (Message Transmission).- State Evolution and Trace-Preserving Completely Positive Maps.- Quantum Information Geometry and Quantum Estimation.- Quantum Measurements and State Reduction.- Entanglement and Locality Restrictions.- Analysis of Quantum Communication Protocols.
£34.99
Springer Thomas Johann Seebeck
Book Synopsis1 Die Seebecks in Deutschland und Estland.- 2 Der Student Seebeck in Berlin und Göttingen 1787–1792.- 3 Seebeck in Bayreuth 1793–1802.- 4 Seebeck in Jena 1802–1810.- 5 Wieder in Bayreuth 1810–1812.- 6 Neuanfang in Nürnberg 1812–1818.- 7 Endlich in Berlin 1818–1831.- 8 Die Kinder und Nachfahren Seebecks.- Epilog.- Anhang.
£104.49
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MDPI AG AlkaliActivated Materials
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BoD - Books on Demand HyFKAl Hybridverbindung zwischen CFK und Aluminium
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DR.IBRAHIM Introduction à lISO 9001
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Knowledge Bakers Introduction to Magnetism and Magnetic Materials
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Springer Bonded Cement-Based Material Overlays for the Repair, the Lining or the Strengthening of Slabs or Pavements: State-of-the-Art Report of the RILEM Technical Committee 193-RLS
Book SynopsisAmong different approaches that can be considered for concrete rehabilitation, bonded overlays are often the most economical alternative. The primary purpose of overlays is to extend the life of the candidate structures, either by restoring the quality and integrity of the surface and/or the re-establishing or improving the load-carrying capacity. Nevertheless, the durability of bonded overlay systems still draws concerns in the technical community because of bond sustainability problems encountered in a number of cases. At this time, there is still no accepted design approach or methodology that can warrant the practitioner a successful outcome of the repair. This State-of-Art report summarizes the findings with respect to all aspects involved in the overlaying process.Table of ContentsTC 193-RLS – Technical Committee Members; Foreword; 1 Introduction, by J.-L. Granju, B. Bissonnette and L. Courard; 1.1 Introduction; 2 Overlay Design Process, by D.W. Fowler and M. Treviño; 2.1 Purpose of Overlays; 2.2 Materials Selection; 2.2.1 Slabs on Grade/Pavements; 2.2.2 Structural Slabs and Decks; 2.3 Joints; 2.3.1 Slabs on Grade/Pavements; 2.3.2 Structural Slabs and Decks; 2.4 Construction Procedures; 2.4.1 Steel Placement; 2.4.2 Environmental Effects; 2.4.3 Curing; 2.5 The BCO Process; 2.6 Project Selection; 2.6.1 Design; 2.6.2 Construction; 2.6.3 Quality Control/Quality Assurance (QA/QC); 2.7 Conclusions; References; 3 Condition Evaluation of the Existing Structure Prior to Overlay, by L. Courard, M. Treviño and B. Bissonnette; 3.1 Introduction; 3.2 Assessment of Pavement/Substrate Base; 3.2.1 Principles of Evaluation; 3.2.2 Condition Survey of Distress; 3.2.3 Test Methods for Pavement/Substrate Base; 3.3 Assessment of Structural Slab/Deck/Support; 3.3.1 Introduction; 3.3.2 Condition Survey of Distress; 3.3.3 Structural Evaluation; 3.3.4 Material Evaluation; 3.3.5 Test Methods and Procedures; 3.3.6 Methods for the Determination of Superficial Porosity; 3.4 Feasibility Analysis; References; 4 Bond, by J. Silfwerbrand, H. Beushausen and L. Courard; 4.1 Classification of Bond 4.2 Definition of Bond Strength 4.3 Fundamental Bond Mechanisms; 4.4 Factors Affecting Bond; 4.4.1 Concrete Properties; 4.4.2 Removal of Deteriorated Concrete; 4.4.3 Concrete Removal behind Rebars, Rebar Cleaning, and Rebar Replacement; 4.4.4 Cleaning after Concrete Removal; 4.4.5 Surface Properties; 4.4.6 Surface Preparation; 4.4.7 Bonding Agents; 4.4.8 Mechanical Devices Crossing the Interface; 4.4.9 Concrete Placement; 4.4.10 Concrete Curing; 4.4.11 Short-term Bond Properties; 4.4.12 Long-term Bond Properties; 4.4.13 Traffic Vibrations; 4.5 Test Methods; 4.5.1 General; 4.5.2 Shear Test Methods; 4.5.3 Comparisons between Tensile Bond Strength and Shear Bond Strength; 4.6 Evaluation; 4.7 Design Strength Values; 4.8 Performance Requirements; References; 5 Structural Behaviour, by E. Denarié, J. Silfwerbrand and H. Beushausen; 5.1 Introduction; 5.2 Actions; 5.3 Performance of Composite Structures; 5.4 Different Forms of Restraint and Effect of Joints; 5.5 Mechanical Behaviour of Composite Structures with Cementitious Materials of Different Ages; 5.5.1 Overview of Existing Analytical Models; 5.5.2 Normal Stresses Due to Differential Shrinkage in Composite Beams with Complete Bond; 5.5.3 Shear Stresses Due to Differential Shrinkage in Composite Beams; 5.5.4 Normal and Shear Stresses Due to Differential Shrinkage in Composite Beams with Incomplete Bond; 5.6 Experimental Tests; 5.6.1 Swedish Tests on Mechanically Loaded Concrete Beams; 5.6.2 Swedish Tests on Concrete Beams Subjected to Differential Shrinkage; 5.6.3 Swedish Tests on Concrete Slabs; 5.6.4 Tests at EPFL on Composite Beams with Normal Concretes of Different Ages; 5.6.5 Other Tests; 5.7 On Restrained Shrinkage Set-ups; 5.8 Numerical Modelling; 5.9 Conclusions; 5.10 Outlook for Future Research; References; 6 Debonding, by A. Turatsinze, H. Beushausen, R. Gagné, J.-L. Granju, J. Silfwerbrand and R. Walter; 6.1 Introduction; 6.2 Impact of Debonding; 6.3 Brief Summary of Debonding; 6.4 Methods for Monitoring Debonding; 6.4.1 Non-destructiveMethods; 6.4.2 Semi-destructive Methods; 6.4.3 Laboratory Tests; 6.5 Debonding Mechanism; 6.6 Debonding Modeling; 6.7 Role of Reinforcement of Overlays; 6.7.1 In Situ Findings; 6.7.2 Need to Distinguish between “First Monotonic Loading” and “Shrinkage-Pre-cracking Plus Fatigue”; 6.8 Crack Propagation and Crack Opening; 6.8.1 First Monotonic Loading; 6.8.2 Shrinkage-Pre-Cracking and Fatigue Loading; 6.9 Special Overlays; 6.9.1 Stang andWalter’s Results [11, 64, 65]; 6.9.2 Anchoring of the Overlay; 6.10 Boundaries and Joints of the Overlays; 6.10.1 Boundaries and Full Depth Joints; 6.10.2 Sawn Joints; 6.11 Conclusion; References; 7 Design, by M. Treviño, J.-L. Granju, H. Beushausen, A. Chabot, H. Mihashi and J. Silfwerbrand; 7.1 Introduction; 7.2 Design for Sufficient Strength; 7.2.1 Overview; 7.2.2 Design Concepts; 7.2.3 Current Overlay Design Procedures; 7.2.4 Reinforcement Design of Overlaid Continuously Reinforced Concrete Pavements (CRCP); 7.2.5 BCO Design Procedures in Other Countries; 7.2.6 Summary and Conclusions; 7.3 Design to Prevent Debonding; 7.3.1 Introduction; 7.3.2 USA Recommendations; 7.3.3 European Requirements; 7.3.4 Japanese Requirements; 7.3.5 Swedish Practice; 7.3.6 Expected Design Shear Strength; 7.4 Conclusion; References; 8 Practice and Quality Assurance, by M. Vaysburd, B. Bissonnette and R. Morin; 8.1 Scope and Definitions; 8.2 Importance of Substrate Surface Preparation; 8.2.1 General; 8.2.2 Safety; 8.3 Concrete Removal; 8.3.1 General; 8.3.2 Removal Methods; 8.3.3 Advantages and Limitations of Concrete Removal Methods; 8.4 Substrate Surface Preparation; 8.4.1 General; 8.4.2 Pre-Overlay Repairs; 8.4.3 Surface; 8.4.4 Moisture Conditioning of the Substrate Prior to Overlay/Repair; 8.4.5 Maintenance of the Prepared Substrate; 8.4.6 Quality Control of Surface Preparation; 8.5 Application; 8.5.1 General; 8.5.2 Workmanship; 8.5.3 Basic Requirement; 8.5.4 Repair Placement; 8.5.5 Consolidation; 8.5.6 Surface Finishing; 8.5.7 Curing; 8.6 Quality Assurance/Construction Inspection; 8.6.1 Scarification and Removal of Unsound Concrete; 8.6.2 Substrate Preparation; 8.6.3 Placement and Consolidation; References; 9 Maintenance and Repair of Overlays, by D.W. Fowler; 9.1 Types and Causes of Distress; 9.2 Evaluation of Damage; 9.3 Repair Methods; 9.3.1 Cracks; 9.3.2 Delaminated Concrete; 9.3.3 Spalls; 9.4 Conclusions; 10 Conclusion, by B. Bissonnette, L. Courard and J.-L. Granju.
£85.49
Springer Grain Boundaries: From Theory to Engineering
Book SynopsisGrain boundaries are a main feature of crystalline materials. They play a key role in determining the properties of materials, especially when grain size decreases and even more so with the current improvements of processing tools and methods that allow us to control various elements in a polycrystal. This book presents the theoretical basis of the study of grain boundaries and aims to open up new lines of research in this area. The treatment is light on mathematical approaches while emphasizing practical examples; the issues they raise are discussed with reference to theories. The general approach of the book has two main goals: to lead the reader from the concept of ‘ideal’ to ‘real’ grain boundaries; to depart from established knowledge and address the opportunities emerging through "grain boundary engineering", the control of morphological and crystallographic features that affect material properties. The book is divided in three parts: I ‘From interganular order to disorder’ deals with the concept of the perfect grain boundary, at equilibrium, and questions the maintenance of its crystalline state. II ‘From the ideal to the real grain boundary’ deals with the concept of the faulted grain boundary. It attempts to reveal the influence of the grain boundary structure on its defects, their formation and their accommodation. III ‘From free to constrained grain boundaries’ is devoted to grain boundary ensembles starting from the triple junction (the elemental configuration) to real grain boundary networks in polycrystalsThis part covers a new and topical development in the field. It presents for the first time an avenue for researchers working on macroscopic aspects, to approach the scale of description of grain boundaries.Audience: graduate students, researchers and engineers in Materials Science and all those scientists pursuing grain boundary engineering in order to improve materials performance.Table of ContentsFrom the Contents: Part 1: From intergranular order to disorder.- Introduction: brief history of the intergranular order concept.- Geometrical order.- Mechanical stress order.- Atomic order.- Order or disorder at high temperature.- Grain boundary order and energy.- Grain boundary order or disorder: what conclusion?.- Part 2: From the ideal grain boundary to the real grain boundary.- Defects in the grain boundary structure.- Intergranular segregation.- Precipitation at grain boundaries.- Interactions between dislocations and grain boundaries.- Relaxation of the intergranular stresses.- Part 3: From the free grain boundary to the constrained grain boundary.- The triple junction.- Grain boundary network - grain boundary texture.
£79.99
Springer Calcined Clays for Sustainable Concrete: Proceedings of the 1st International Conference on Calcined Clays for Sustainable Concrete
Book SynopsisThis volume focuses on research and practical issues linked to Calcined Clays for Sustainable Concrete. The main subjects are geology of clays, hydration and performance of blended system with calcined clays, alkali activated binders, economic and environmental impacts of the use of calcined clays in cement based materials.Topics addressed in this book include the influence of processing on reactivity of calcined clays, influence of clay mineralogy on reactivity, geology of clay deposits, Portland-calcined clay systems, hydration, durability, performance, Portland-calcined clay-limestone systems, hydration, durability, performance, calcined clay-alkali systems, life cycle analysis, economics and environmental impact of use of calcined clays in cement and concrete and field applications.This book compiles the different contributions of the 1st International Conference on Calcined Clays for Sustainable Concrete, which took place in Lausanne, Switzerland, June, 23-25, 2015.The papers present the latest research in their field. It contains nearly 80 papers and abstracts.Overall, this work gives a broad view of research on calcined clays in the field of construction and will stimulate further research into calcined clays for sustainable concrete.Table of ContentsPART I.- Sulphate and ASR resistance of concrete made with calcined clay blended cements.- The influence of metakaolin on limestone reactivity in cementitious materials.- Sustainable secondary resources from Brazilian kaolin deposits for the production of calcined clays.- Carbonation of blended binders containing metakaolin.- Service Life and Environmental Impact due to Repairs by Metakaolin Concrete after Chloride Attack.- Properties of Calcined Lias Delta clay - technological effects, physical characteristics and reactivity in cement.- Alternative binders based on lime and calcined clay.- Optimization of cements with calcined clays as supplementary cementitious materials.- Feasibility of Calcined Marl as an Alternative Pozzolanic Material.- From ancient to modern sustainable concrete.- Pozzolanicity of calcined clay.- Research on properties of MK -CFBCA mineral admixtures.- Optimization of alkali activated Portland cement – calcined clay blends based on phase assemblage in the Na2O – CaO – Al2O3 – SiO2 – H2O system.- Phase assemblages in hydrated Portland cement, calcined clay and limestone blends from solid-state 27Al and 29SI MAS NMR, XRD, and thermodynamic modeling.- Heated Montmorillonite: Structure, Reactivity, and Dissolution.- Reactivity of heated kaolinite from a combination of solid state NMR and chemical methods.- Durability of Portland cement blends including calcined clay and limestone: interactions with sulfate, chloride and carbonate ions.- Thermodynamic Modeling of Portland Cement – Metakaolin – Limestone Blends.- The impact of VMA on the rheology, thixotropy and robustness of self-compacting mortars.- Calcined Coal Gangue and Clay Shale for Cementitious Materials without Clinker.- Red ceramic wastes: A calcined clay pozzolan.- Assessment of sustainability of low carbon cement in Cuba. Cement pilot production and prospective case.- Ternary blended cement with limestone filler and kaolinitic calcined clay.- Blended cements with kaolinitic calcined clays: study of the immobilization of Cr(VI).- The efficacy of calcined clays on mitigating alkali-silica reaction (ASR) in mortar and its influence on microstructure.- Influence of MK-based Admixtures on the Early Hydration, Pore Structure and Compressive Strength of Steam Curing Mortars.- Design and preparation of metakaolin-based mineral admixture and its effects on the durability of concrete.- Reactivity and microstructure of calcined marl as supplementary Cementitious material.- Assessing the synergistic effect of Limestone and Metakaolin.- Study on influence of limestone powder on the fresh and hardened properties of early age metakaolin based geopolymer.- Evaluation of the permeation properties of concrete added with a petrochemical industry waste.- Calcined illitic clays as Portland cement replacements.- Low carbon cement: durability performance assessment with laboratory and site tests.- Influence of the manufacturing process on the performance of low clinker, calcined clay, limestone, Portland cement.- Assessment of sustainability of low carbon cement in Cuba. Cement pilot production and prospective case.- Development of Room Temperature Curing Geopolymer from Calcined Water-Treatment-Sludge and Rice Husk Ash.- Characterising the reaction of metakaolin in an alkaline environment by XPS, and time- and spatially-resolved FTIR spectroscopy.- From a view of alkali solution: Alkali concentration to determine hydration process of alkali activating metakaolin.- What happens to 5 year old metakaolin geopolymers: the effect of alkali cation.- Development and introduction of a low clinker, low carbon, ternary blend cement in Cuba.- Influence of calcination temperature in the Pozzolanic reactivity of a low grade kaolinitic clay.- Pozzolanic reactivity of low grade kaolinitic clays: influence of mineralogical composition.- Industrial manufacture of a low-clinker blended cement using low-grade calcined clays and limestone as SCM: the Cuban experience.- Development of Low Cost Geopolymer from Calcined Sedimentary Clay.- Hydrothermal synthesis products of CaO metakaolin H2O system at 90°C.- Reactivity of calcined clay in alite-calcium sulfoaluminate cement hydration.- Primary kaolin waste as pozzolanic material in dry concrete: mechanical properties and resistance to attack by sulphates.- The influence of cavitation treatment on amorphization of kaolinite in the dispersion of the “kaolin ─ Na2OnSiO2mH2O ─ NAOH ─ H2O” composition.- Role of metakaolin on lowering pН of the alkali activated cement concrete in barrier application.- The role of calcined clay cement vis à vis construction practices in India and their effects on sustainability.- Test ing of suitability of supplementary materials mixed in ternary cements.- Compatibility of superplasticizers with limestone- metakaolin blended cementitious system.- Field application of limestone-calcined clay cement in India.- Raw material mapping in selected areas of Rajasthan and west Bengal and their suitability for use in low carbon cement production.- Suitability of raw materials in Gujarat for production of low carbon cement.- Effects of metakaolin on nanomechanical properties of cement paste.- Meta-kaolin for High Performance Concrete.- Clay activation and color modification in reducing calcination process: development in lab and industrial scale.- Experimental study on evolution of pore structure of cementitious pastes using different techniques.- Various durability aspects of calcined Kaolin-blended Portland cement pastes and concretes.- Economic implications of Limestone Clinker Calcined Clay Cement (LC3) in India.- Fresh and mechanical properties of high strength self compacting concrete using metakaolin.- Effective clinker replacement using SCM in low clinker cements.- Durability characteristics of sustainable low clinker cements: a review.- Calcined shale as low cost supplementary cementitious material.- Development of a new Rapid, relevant and reliable (r3) testing method to evaluate the pozzolanic reactivity of calcined clays.- Investigation of ternary mixes made of clinker limestone and Slag or metakaolin: importance of reactive alumina & silica content.- Using of Libyan calcined clay in Concrete.- PART II.- Physical, mineralogical and chemical characterization of Venezuelan Kaolins for use as calcined clays in cement and concrete.- Pozzolanic potential of the calcined clay-lime system.- Effect of metakaolin on the drying shrinkage behaviour of Portland cement pastes.- BIND-AMOR: Reuse of dredged sediments as supplementary cementitious materials.- Influence of mineral impurities on the pozzolanic reactivity of metakaolin.- Fresh properties of Limestone Calcined Clay Cement (LC3) pastes.- Alkali silica reaction mitigating properties of ternary blended cement with calcined clay and limestone.- Autogenous shrinkage of limestone and calcined clay cements.- Sustainable Benefits of a Low Carbon Cement Based Building.- CO2 Abatement During Production of Low Carbon Cement.- Role of Blended Cement in Reducing Energy Consumption.- Investigation of sulphate attack on limestone-calcined clay cement mortars.- Experimental study of the flow behaviour of superplasticized pastes with cement-calcined clay-limestone blends.- Hydration Properties of cement pastes with recycled demolition waste from clay bricks and concrete.- Calcined natural clays: Performance evaluation as cementitious material.- Rheology of limestone calcined clays cement pastes. A comparative approach with pure Portland cement pastes.- Chloride-Induced Corrosion Rates of Steel Embedded in Mortar with Ordinary Portland and Limestone Calcined Clay Cements (OPC and LC3).
£189.99
Springer Multicomponent Polymeric Materials
Book SynopsisThe book offers an in-depth review of the materials design and manufacturing processes employed in the development of multi-component or multiphase polymer material systems. This field has seen rapid growth in both academic and industrial research, as multiphase materials are increasingly replacing traditional single-component materials in commercial applications. Many obstacles can be overcome by processing and using multiphase materials in automobile, construction, aerospace, food processing, and other chemical industry applications. The comprehensive description of the processing, characterization, and application of multiphase materials presented in this book offers a world of new ideas and potential technological advantages for academics, researchers, students, and industrial manufacturers from diverse fields including rubber engineering, polymer chemistry, materials processing and chemical science. From the commercial point of view it will be of great value to those involved in processing, optimizing and manufacturing new materials for novel end-use applications. The book takes a detailed approach to the description of process parameters, process optimization, mold design, and other core manufacturing information. Details of injection, extrusion, and compression molding processes have been provided based on the most recent advances in the field. Over two comprehensive sections the book covers the entire field of multiphase polymer materials, from a detailed description of material design and processing to the cutting-edge applications of such multiphase materials. It provides both precise guidelines and general concepts for the present and future leaders in academic and industrial sectors.Table of ContentsSection I: Multicimponent Polymer Material Processing.Chapter 1: Introduction: Multi Component Materials.Chapter 2: Design for Multicomponent Materials.Chapter 3: Design of Mold for Multicomponent Material.Chapter 4: Injection Molding for Multicomponent Materials.Chapter 5: Extrusion of Multicomponent Product.Chapter 6: Compression for Multiphase Products.Chapter 7: Paints and Coating of Multicomponent Product. Section II: Applications of Multicomponent Product.Chapter 8: Multilayer Polymer Films.Chapter 9: Hybrid Systems for Multi-Layer Fuel and Air Hoses in Automobiles.Chapter 10: Multilayer Pipes.Chapter 11: Multilayer (Fuel) Storage Tank.Chapter 12: Multilayer Bottles.Chapter 13: Multiphase Materials for Tire Applications.Chapter 14: Interfacial Compatibilization of Multilayered Products. Chapter 15: Multilayer Nanowires and Miscellaneous Multilayer Products.
£151.99