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Wo kommen lacke zum Einsatz?
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Warum wird Lackiert? Schützende Wirkung : Korrosion (Rost)
schmutz-/feuchtigkeits- abweisend Dekoration: Farbe Glanz Spezielle Funktion: selbstheilend Natur als Vorbild
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Herstellung von Lack ? LACK LACKSCHICHT ZINKAUFLAGE Mischen Lackieren
Einbrennen Fertiges Produkt LACKSCHICHT STAHLBLECH ZINKAUFLAGE LACK ?
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Lacke muessen zum Teil ueber Jahrzehnte funktionieren
GERTJE BRUHNS Nordsee Fischkutter Baujahr in Betrieb ALTER FRITZ Sicherheitsrisiko Reparaturkosten
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Warum wird Lack untersucht?
Verstehen Verbessern Testen, prüfen Ändern der Mischung
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Was habe ich untersucht?
Unterschiedliche Bereiche in der Lackschicht LACKSCHICHT STAHLBLECH ZINKAUFLAGE 0,025 mm Dichte 1.3 g/cm^3; Volumen: 80 mm x 40 mm x (0,6*1/50) mm =38,4 mm^3 = 0,0384 cm^3 =0.0384*1.3 = masse [g] 1u = 1, E−27 kg = 1, E−24 g 12 u = 12*1, E−24 g = E-23g Atome in Lackschicht Volumen: 2.5E21 Fläche: 40 mm * 80 mm = 3200 mm^2 Fläche Atom = (1E-6)^2*pi = 3.14E-12 mm^2 Anzahl der Atome an Oberfläche: 1.018E15 ̴0,6 mm
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Warum werden unterschiedliche Bereiche Untersucht?
Beispielsweise: Glanz 0,025 mm Alterung UV-Strahlung Dichte 1.3 g/cm^3; Volumen: 80 mm x 40 mm x (0,6*1/50) mm =38,4 mm^3 = 0,0384 cm^3 =0.0384*1.3 = masse [g] 1u = 1, E−27 kg = 1, E−24 g 12 u = 12*1, E−24 g = E-23g Atome in Lackschicht Volumen: 2.5E21 Fläche: 40 mm * 80 mm = 3200 mm^2 Fläche Atom = (1E-6)^2*pi = 3.14E-12 mm^2 Anzahl der Atome an Oberfläche: 1.018E15 Haftung
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Strahlung verschafft Durchblick Aber: Keine Info von der Oberfläche!
Wir untersuchen den Lack mit… Röntgenstrahlung Strahlung verschafft Durchblick Aber: Keine Info von der Oberfläche!
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Der Photoelektrische Effekt
Lichtteilchen (= Photonen) treffen auf Lackoberfläche und Elektronen werden herausgelöst Photonen + Elektronen → Photoelektrischer Effekt Nur Elektronen von der Oberfläche! LACK Nobelpreis 1921/22
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Versuch: Der Photoelektrische Effekt
Rotlichtlampe: Lichtteilchen mit wenig Energie Taschenlampe: Lichtteilchen mit etwas mehr Energie Quecksilberdampflampe: Lichtteilchen mit viel Energie Quecksilber- dampflampe Rotlicht- lampe Taschen- lampe negativ aufgeladen (Elektronen)
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Versuch: Der Photoelektrische Effekt
Rotlichtlampe: Lichtteilchen mit wenig Energie Taschenlampe: Lichtteilchen mit etwas mehr Energie Quecksilberdampflampe: Lichtteilchen mit viel Energie
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aufbau in der Praxis Rotlichtlampe: wenig Energie
Taschenlampe: etwas mehr Energie Quecksilberdampflampe: viel Energie Röntgenstrahlung: noch viel mehr Energie
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Untersuchung von Lackproben
Elektronen aus der Oberfläche werden mittels Röntgenstrahlung untersucht Geschwindigkeitsfilter Sauerstoff Kohlenstoff LACK
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Warum sind die Elektronen des Kohlenstoffs schneller?
Schalenmodell 8+ 6+ SAUERSTOFF KOHLENSTOFF Stärker gebunden Schwächer gebunden Elektronen langsamer Elektronen schneller
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Kohlenstoffatom Kohlenstoff
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Von Wo Kommt die Information?
Information nur von der Oberfläche LACKSCHICHT STAHLBLECH ZINKAUFLAGE Keine Information von wo die Elektronen kommen
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Loesung und ergebnis Probe wird in extrem flachen Winkel angeschnitten! Stickstoffcluster Ringartige Struktur Haftung
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Warum wird Lack untersucht?
Verstehen Verbessern Testen, prüfen Ändern der Mischung LACK ? Haftung steht in Zusammenhang mit Stickstoffcluster Verbesserte Haftung → besserer Schutz
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Selbstheildende LACKE: DER TEST
Absichtlich produzierter Schaden Nach dem Ausheilen Beispiel 1 160°C, 15 min Beispiel 2
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Selbstheilende Lacke LG G Flex2 self healing
Source:
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Betreuung Diplomarbeit David Stifter Leitung ZONA Kurt Hingerl
Danke an: Betreuung Diplomarbeit David Stifter Leitung ZONA Kurt Hingerl Wilhelm Macke Stiftung Helga Böhm, Peter Bauer Kooperationspartner Bernhard Strauss voestalpine Stahl GmbH Kamera Paul Wagner Physiklabor Johann Winkler Schnitt/Helping Hands Cornelia Reitböck Walburga u. Martin Greunz Walfrieda Wagner Jiri Duchoslav Roland Steinberger Werkstatt ZONA Deutung Photoeffekt Albert Einstein Entwicklung ESCA Kai Siegbahn Sponsoring Wilhelm Macke Terminator T Arnold Schwarzenegger Terminator T Robert Patrick
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WellenlÄAEänge und Energie
Strahlung kann als Welle ODER Teilchen (Photonen) aufgefasst werden! langwellig Kurzwellige Strahlung = Teilchen mit viel Energie Langwellige Strahlung = Teilchen mit wenig Energie kurzwellig
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Selbstheilende Lacke Irreparable Schäden an lackierten Oberflächen
Nachhaltig, ressourcenschonend Kostengünstig Natur als Vorbild Lacke beinhalten gefüllte Mikrokapseln Kapseln öffnen sich beim Erhitzen Verschließen der Lackschicht
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