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mMINING METALLURGY MATERIALS 

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WWW.UNILEOBEN.AC.AT 

Atomistic Modelling: Overview 

Universitätslehrerverband der 

Montanuniversität Leoben (ULV) 

Das Aufgabengebiet des Lehrstuhles für Atomistic Modelling and Design of Materials 

ist die Berechnung und Vorhersage von Materialeigenschaften. Längerfristiges Ziel ist 

das Design von Werkstoffen auf dem Computer. 

Der Lehrstuhl für Atomistic Modelling and Design of Materials wurde 

im November 2005 eingerichtet mit dem Ziel, durch den Brückenschlag 

zwischen mikroskopischen und makroskopischen Modellen die Vorhersage 

von Materialeigenschaften zu ermöglichen. Bridging the Length Scale ist weltweit 

ein viel diskutiertes Konzept, das das Materialdesign auf dem Computer 

ermöglicht. Die dazu benötigten Computerprogramme werden größtenteils 

in der Arbeitsgruppe entwickelt. 

Berechnung von Materialeigenschaften ausgehend vom atomaren 

Aufbau. Untersucht werden die unterschiedlichsten Werkstoffe, die von 

einfachen Metallen über Legierungen bis zu Supraleitern reichen, genauso 

wie konventionelle Halbleiter, Polymere oder organische Molekülkristalle. 

Die meisten Rechnungen basieren auf der Dichtefunktionaltheorie (DFT), 

aber auch Monte-Carlo-Simulationen kommen zum Einsatz, um den 

Schritt zur nächst höheren Längenskala zu erreichen. 

Das Team umfasst zurzeit insgesamt 9 MitarbeiterInnen, davon 4 Postdocs und 4 DissertantInnen: 

Peter 

Puschnig 

Jürgen 

Spitaler 

Asier 

Eiguren 

Claudia Ambrosch-Draxl 

Lehrstuhl für Atomistic Modelling 

and Design of Materials 

Zur Person: 

Studium der Physik und Mathematik in Graz 

Habilitation für Theoretische Physik 

seit November 2005 Professorin an der MUL 

Priya 

Sony 

Stephan 

Sagmeister 

Dmitrii 

Nabok 

Kathrin 

Glantschnig 

Christian 

Meisenbichler 

Forschungsschwerpunkte: 

Entwicklung von Computerprogrammen zur Berechnung von 

Materialeigenschaften 

Simulation auf unterschiedlichen Längenskalen 

Parameterfreie Berechnungen von Festkörpereigenschaften im 

Rahmen der Dichtefunktionaltheorie (DFT) 

DFT für angeregte Zustände 

Materialien: Metalle, Halbleiter, Polymere, Supraleiter, ….


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Leitfähigkeits- 

Rasterkraftmikroskopie 

Andrey Andreev 

Institut für Physik 

Scannig Probe Microscopy Group 

an der MUL seit: 1/2005 

Zur Person: 

Dr. Univ. Nizhniy Novgorod, Rußland (1990). Nizhniy Novgorod Univ. 

& Inst. f. Mikrostrukturphysik der Russ. Akademie der Wissenschaften 

(1981-2002). PostDoc: JK Univ. Linz (1994-96). Forschungsassistent: JK 

Univ. Linz (1999-2004). Seit 2005 Univ-Ass. an der MUL 



Leitfähigkeitsrasterkraftmikroskopie (C-AFM) erlaubt es, gleichzeitig Oberflächentopographie 

und elektrische Eigenschaften von funktionalen Dünnschichten auf der 

Nanometerskala zu charakterisieren. 

Spitzen: 

mit hoch dotiertem Diamant 

beschichtete Si-Spitzen 

Kooperationen: 

Johannes Kepler Universität Linz 

University of California 

Technische Universität Graz 

Technische Universität Dresden 

FZ Rossendorf 

Zukünftige Aspekte: 

Aufbau der s.g. „Kelvin Probe“- 

Rasterkraftmikroskopie in Leoben: 

Austrittsarbeit von Halbleiterschichten 

kann auf Nanometerskala 

gemessen werden 

Strombilder von ZrO 2 /Si-Strukturen 

mit unterschiedlicher ZrO 2 -Dicken 

Wie bei einem gewöhnlichen Rasterkraftmikroskop tastet 

das C-AFM mit einer Spitze die Oberfläche einer Probe ab. 

Während der Aufnahme der Topographie wird gleichzeitig 

eine Spannung zwischen Oberfäche und leitfähige Spitze 

angelegt: es entsteht ein Strombild mit hoher lateraler Auflösung. 

Wir können auch einen beliebigen Punkt auf der Oberfläche 

ansteuern und dann eine Spannungsrampe anlegen: so 

wird eine lokale I(U)-Kurve gemessen. 

Unterschiedliche Anwendungen der C-AFM: 

S. Kremmer, et al. J. Appl. Phys. 97 (2005), 074315. 

Strombild von einer Piezokeramik 

in der Nähe von einer Elektrode 


C-AFM charakterisierung von Silizium- und anderen 

Gateoxiden auf der Nanometerskala 

C-AFM charakterisierung von Piezo-und Elektrokeramiken 

Untersuchung von selbstorganisierten organischen 

Halbleiterschichten 

Elektrische charakterisierung von organischen Bauelementen 

auf der Nanometerskala


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Intelligente Videoanalyse 



Das Erkennen von Vorgängen in Videos ist für menschliche Betrachter einfach, stellt 

für Computer aber ein meist unlösbares Problem dar. Unser System ist erstmals in 

der Lage einfache Vorgänge zu analysieren. 

Das System bei der Verfolgung von Objekten. 

Auch einfache Aufgaben, wie das Verfolgen von Objekten die 

verdeckt werden und wieder auftauchen, erweisen sich als 

äußerst schwierig. Im von uns entwickelten System [1] werden, 

ausgehend vom visuellen Input, Hypothesen über die möglichen 

Aufenthaltsorte von Objekten durch einen Inferenzmechanismus 

auf physikalische Plausibilität bezüglich einer Wissensbasis 

geprüft. Das System ist robust gegenüber partieller und totaler 

Verdeckung der gesuchten Objekte und kann Fehler der visuellen 

Datenverarbeitung (Tracker-Komponenten) kompensieren. 

Martin Antenreiter 

Informationstechnologie 

an der MUL seit: 2005 

Zur Person: 

Studium der Telematik an der TU-Graz 

Doktoratsstudium am Lehrstuhl für Informationstechnologie 

seit 2005 

Im Rahmen eines Nationalen Forschungsnetzwerkes des 

FWF werden die Grundlagen für Systeme erarbeitet, die 

Videosequenzen analysieren und interpretieren können. Die 

Einsatzgebiete sind vielfältig, da immer mehr Informationen 

durch Videokameras gesammelt werden. Zur Automatisierung 

der Analyse sind geeignete Methoden notwendig, mit 

dem Ziel auf bestimmte Vorgänge reagieren zu können. Ein 

mögliches Anwendungsgebiet ist die Analyse von Vorgängen 

in Überwachungsvideos. 

Schematische Darstellung eines Systems zur Videoanalyse. 

Literatur: 

[1] M. Antenreiter and P. Auer, A reasoning system to track movements of 

totally occluded objects, International Cognitive Vision Workshop (ICVW) at 

ECCV 2006. 


Maschinelles Lernen / Künstliche Intelligenz 

Objekterkennung / Bildklassifizierung 

Videoanalyse / Tracking


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Plasma smelting reduction of iron 

ores by hydrogen rich gases 



The aim of the present work is to deepen our understanding of hydrogen plasma as 

an alternative to conventional steelmaking processes. The scale-up potential has been 

studied and further experimental work completed. 

In some of the conducted test runs, methane gas was 

mixed with argon to evaluate the contribution of the 

methane cracked products to the reduction of iron oxide. 

It was found that methane reduction is about 4 times faster 

than hydrogen due to the carbon conversion during reduction 

into carbon monoxide. Although the emitted CO 2 in 

the methane application is higher than that of hydrogen, 

the scaled-up process is advantageous as it has a lower gas 

volume and lower capital/running costs. 

Karim Badr 

Chair of Metallurgy 

at MUL since: 2004 

The Author: 

1991-1996: Alexandria University - Egypt 

1997-2004: Alexandria National Iron & Steel (ANSDK) 

1999-2000: University of Sheffield Hallam - UK 

Since 2004: Chair of Metallurgy - MUL 

Research Work: 

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- 

After the Kyoto agreement, it became necessary to find innovative 

technologies to decrease CO 2 emissions produced by 

the steel industry. As a low CO 2 emissions process, a flowsheet 

has been introduced to show the scale-up potential of 

plasma smelting reduction by hydrogen rich gases. The process 

showed competitive advantages in terms of environmental 

aspects, shorter steelmaking process and efficient processing 

of various grade ores. However, the process has been 

described as a futuristic process due to the lack of mature 

experimental results (pilot scale), relatively high consumption 

of electricity and high cost of hydrogen. 

Evaluation of the process scale-up potential 

Influence of gases (CO, CO 2 and H 2 O) on the kinetics of hydrogen plasma 

reduction 

Plasma smelting reduction of iron oxide by methane-argon gas mixture 

Reduction behaviour of pre-reduced ore 

Thermodynamic calculations of oxygen and hydrogen solubility in metal and 

slag 

The current research work is carried out under the sponsorship 

of the EU project ULCOS (Ultra Low CO Steelmaking). 

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Ronald J. Bakker 

Mineralogie und Petrologie 


Zur Person: 

PhD Utrecht (Niederlande), Postdocs am CREGU Nancy 

(Frankreich) und an der Universität Heidelberg (Deutschland), 

Habilitation Heidelberg (1999) 



Raman-Spektroskopie und Geo-Fluide 

Entwicklung einer Raman-Spektren Datenbank für Minerale, Fluide und andere 

Materialien in Gesteinen und industriellen Produkten 

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- 

Minerale (Elemente, Oxide, Hydroxide, Sulfide, Arsenide, 

Sulfate, Karbonate, Phosphate, Silikate) 

Fluide (H 2 O, CO 2 , CH 4 , N 2 , H 2 , H 2 S, etc.) 

Kunststoffe (Plastik), Keramik 

Beschichtungen (Schmiermittel) 

Edelsteine 

Drogen 

Thermodynamische Eigenschaften und Ursprung der Fluide in der Erdkruste 

Natürliche Flüssigkeitseinschlüsse 

in metamorphen Gesteinen 

Thermodynamische Modellierung (Entmischung, Kritische 

Punkte) 

Computer Programme 


Geologische Paläofluide 

Flüssigkeitseinschluss-Forschung in diagenetischen, metamorphen, 

hydrothermalen und deformierten Gesteinen 

Thermodynamik und Computermodellierung von Fluid-Phasen 

Experimentelle Petrologie (Hydrothermallabor), Synthese von 

Flüssigkeitseinschlüssen, Mineralreaktionen


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Elementspuren in Umwelt- und 

Lebensmittelproben 



Untersuchung des Einflusses der Geologie von Böden auf die Lebensmittelqualität 

und -herkunft mittels ICP-MS-Analyse von Spurenelementen, insbesondere Seltenen 

Erden. 

Verteilung der Seltenen Erden im Kürbiskernölmix verglichen mit der im Sediment 

Donata Bandoniene 

Lehrstuhl Allgemeine und 

Analytische Chemie 


Zur Person: 

Universitätsassistentin 

Mag. Diplom Lebensmittelchemie und -technologie an der 

Technischen Universität Kaunas 

Die Lanthaniden, auch Seltene Erden (SEE) genannt, weisen ein 

typisches Verteilungsmuster in Pflanzen auf. Es ist aber unbekannt, 

ob sich das Muster der SEE in Böden auch in Pflanzen 

bzw. pflanzlichen Ölen direkt widerspiegelt. Das größte Problem 

in der Analytik von Spurenelementen, insbesondere SEE, 

in pflanzlichen Ölen sind die extrem niedrigen Konzentrationen, 

oft im Ultraspurenbereich. Im Rahmen des Projekts wird eine 

spezielle Analysenmethode mittels ICP-QMS nach chromatographischer 

Trennung für die genaue und präzise Bestimmung 

der Konzentrationen von Spurenelementen, insbesondere SEE, 

in Kürbiskernen und Kürbiskernölen entwickelt. Auf Basis der 

Elementspurenuntersuchungen mittels dieser Methode soll 

eine mögliche selektive Fraktionierung einiger SEE in Pflanzen 

untersucht werden. Außerdem soll die Bioverfügbarkeit von 

anorganischen Elementen im Boden für die Pflanzen aufgeklärt 

werden. 

Zusätzlich zu den geologischen Gegebenheiten wird auch der 

Einfluss des Klimas, jahreszeitliche Einflüsse sowie Veränderungen 

während der Verarbeitung auf die Zusammensetzung der 

Elementspuren untersucht. 


- Probenvorbereitung für anorganische Spurenanalytik unterschiedlicher 

Matrices, insbesondere organischer Proben 

- Bestimmung anorganischer Stoffe im Spuren- und Ultraspurenbereich 

mittels Chromatographie (HPLC, IC) und Massenspektrometrie 

(ICP-MS)


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Wasser und Salz in Mineralien 



Analyse von synthetischen und natürlichen Flüssigkeitseinschlüssen in Mineralien mittels 

Raman-Spektroskopie 

Salzhältige synthetische Flüssigkeitseinschlüsse in Quarz 

Wassereinschluss in Quarz 

Miriam Baumgartner 



Yvan Coquinot 



Die Kenntnis der Eigenschaften von Fluiden spielt eine entscheidende 

Rolle um geologische Prozesse wie Verwitterung und 

Metamorphose zu verstehen. Mineralien haben die Kapazität 

kleine Mengen von Fluiden einzuschliessen. Mit der Bestimmung 

ihrer Zusammensetzung und Dichte können Rückschlüsse 

auf das paläogeologsische Umfeld geschlossen werden. Raman- 

Spektroskopie ermöglicht eine Identifizierung salinarer Zusammensetzung 

von Flüssigkeitseinschlüssen. 

Raman Spektrum von reinem Wasser im Vergleich mit einer salinaren Lösung 





Raman-Spektroskopie 

Flüssigkeitseinschlüsse in Mineralien


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Organisationskultur und 

Nachhaltigkeitsmanagement 



Welcher Zusammenhang besteht zwischen der Organisationskultur und erfolgreichen 

unternehmerischen Nachhaltigkeitsaktivitäten und -strategien? 

In einem global agierenden Bergbauunternehmen wurde die Organisationskultur mittels Corporate Interviews 

erhoben. Das Modell der Organisationskultur nach Schein diente als Grundlage zur Identifikation wichtiger, zu 

beachtender Elemente der Organisationskultur für das Nachhaltigkeitsmanagement. 

Organisationskultur nach Schein 

Rupert J. Baumgartner 

Lehrstuhl Wirtschafts- und 

Betriebswissenschaften 


Zur Person: 

Leitung der Module Nachhaltigkeitsmanagement und Umweltwirtschaft 

des MBA Generic Management 

Studium Verfahrenstechnik des Industriellen Umweltschutz an der MUL 

Doktoratsstudium an der MUL (abgeschlossen 2003) 

Die Ergebnisse spiegeln die Akzeptanz 

der Nachhaltigkeitsaktivitäten 

wider und sind ein wichtiges Element 

für die Weiterentwicklung der Nachhaltigkeitsstrategie 

des Konzerns. 

Es konnte bestätigt werden, dass 

die Berücksichtigung der Organisationskultur 

für Maßnahmen im Nachhaltigkeitsbereich 

einen essentiellen 

Erfolgsfaktor darstellt! 

Veröffentlichungen Organisationskultur: 

- Baumgartner, R.J.; Zielowski, Ch.: Analyzing zero emission strategies regarding impact on organizational culture and contribution 

to sustainable development, Journal of Cleaner Production (2006) 

- Baumgartner, R.J.; Zielowski, Ch.: Organizational Culture toward Sustainable Development, 13th International Conference on 

Management of Technology, Washington DC (2004) 


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- 

Bewertung von Nachhaltigkeitsaspekten 

Sustainability Management: Strategien, Konzepte und 

Managementinstrumente 

Öko-Controlling 

Generic Management


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Praxisnahe Korrosionsprüfung 



Hohe Produktionsleistungen der Kunststoffverarbeitungsmaschinen sowie die Verarbeitung 

von Thermoplasten mit bestimmten Additiven erfordern korrosionsbeständige 

Stahltypen. 

Links: Viertelschnitt durch die Apparatur. Rechts: Messzelle; 

1 Kunststoffprobe, 2,3 beheizte Formplatten, 4 Stahlprobekörper, 

5 beheizter Rotorkopf, 6 gekühlte Formplatten, 7 Polyimid-Temperierschutzplatten, 

8 Aufspannplatten (untemperiert), 

9 Rotor mit Temperieröl-Drehdurchführung; TE Trennebene. 

Ergänzende Untersuchungen mit 

Lösen der gasförmigen Abbauprodukte 

in doppelt deionisiertem 

H 2 O zeigen, dass bereits nach 

200 min Versuchsdauer pH-Werte 

Der korrosive Verschleiß an Stählen oder Beschichtungen in der 

Spritzgießverarbeitung wird mit einer Korrosions-Verschleiß-Apparatur 

(links) praxisnah gemessen. In der (ähnlich einem Platte/Platte- 

Rheometer aufgebauten) Apparatur wird Kunststoffmasse durch 

Überhitzung und/oder intensiver Scherung degradiert. Die Abbauprodukte 

bilden mit Feuchtigkeit korrosive Säuren (HCl, H 2 SO 3 , 

H 3 PO 3 ,...), welche den Korrosionsangriff verursachen. Als Verschleißkenngröße 

wird die korrosionsbedingte Volumenänderung bestimmt. 

Die Korrosionserscheinungen werden mit Lichtmikroskop sowie 

REM-EDX charakterisiert. 

unter 3,0 erreicht werden (vgl. Salzsprühtest m. pH 3,1 bis 3,3). Das ganz rechte Bild zeigt exemplarisch aus 

einer Vielzahl von untersuchten Stählen REM-Aufnahmen der korrodierten Probenoberfläche der Stahlgüte 

K110 mit ionitrierter Oberfläche nach einer Versuchsdauer des Korrosionsversuches von 30 Stunden mit Austausch 

der degradierten PVC-Schmelze nach jeweils 2,5 Stunden. Es ist ein großflächiger Korrosionsangriff der 

Matrix mit über die gesamte Oberfläche freigelegten Karbiden und Korngrenzen zu sehen. 

Gerald R. Berger 

Polymer Competence Center 

Leoben GmbH (PCCL) seit: 2002 

Zur Person: 

1995-2002 Studium Kunststofftechnik 

1998 Thyssen-Polymer-Stipendium 

2002 Huber&Suhner Preis 

2002-2002 Magna INTIER (M&BD) 

ab 2002 Researcher am PCCL 

ab 2003 Dissertationsstudium an der MUL 


- Messtechnik: Topografische Charakterisierung von strukturierten 

bis hochglänzenden Metall- und Kunststoffoberflächen. 

- Spritzgießen: Messung von Haft-und Entformungskräften 

beim Spritzgießen, Ermittlung von Haft- und Gleitreib - 

werten. 

Abformung stochastischer sowie geometrisch definierter 

Oberflächenstrukturen mittels Spritzgießen. 

- Korrosion in der Kunststoffverarbeitung: Praxisnahe Verschleißprüfung 

des korrosiven Verschleißes an Formenstählen.


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Der COREX Einschmelzvergaser 



Der COREX Prozess zur Eisenerzeugung ist eine großindustriell eingesetzte Alternative 

zur Hochofenroute. Die Vorgänge im Einschmelzvergaser erfordern detaillierte 

Untersuchungen. 

Schwerpunkte der Arbeit 

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Die Forschungsarbeit konzentriert sich 

auf die Modellbildung und Simulation 

der chemischen, strömungsmechanischen 

und wärmetechnischen Vorgänge 

im Einschmelzvergaser sowie deren 

Verifikation anhand von Messdaten aus 

Experimenten und Großanlagen. 

Die numerische Strömungssimulation 

eignet sich zur Untersuchung von 

Systemen mit extremen Prozessbedingungen, 

bei denen Messungen nur 

punktuell möglich sind. 

Die erhaltenen Ergebnisse werden mit 

jenen weiterer Forschungsarbeiten auf 

dem Gebiet des COREX Prozesses 

verknüpft. 

Chemische Reaktionen der Kohlenstoffumsetzung im Staubbrenner 

Agglomeration der im Staub enthaltenen Metallteilchen 

Modellierung der zweiphasigen Strömung und der Gas-Feststoff Interaktion in der Kuppel 

Homogene Gasphasenreaktionen in der Kuppel sowie heterogene Gasreaktionen im Charbett 

Trocknung und Entgasung der Kohle im Charbett 

Restreduktion, Aufkohlung und Aufschmelzen des vorreduzierten Eisens 

Katrin Berger 

Institut für Verfahrenstechnik 


Zur Person: 

Dissertationsprojekt: 

„CFD modelling for melter gasifier and charbed“ 


CFD-Modellierung für den COREX Prozess


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Multilayer design: thick layers of alumina (A) and thin internal 

layers of alumina-zirconia (AZ). 

Material processing: sequential slip casting of stabilized 

colloidal slurries. 

Residual stresses: due to the t->m zirconia phase transformation 

in the internal layers during sintering. 



Multilayered ceramics to improve 

reliability of structural components 

Investigation of the fracture behaviour, fatigue resistance and thermal shock response 

of layered ceramics designed to improve reliability of structural components. 

Keystone: internal layers with high compressive residual stresses. 

Main results 

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Internal layers in compression control fracture 

Higher reliability and toughness due to 

crack arrest 

Enhanced fracture energy through crack 

bifurcation 

Raúl Bermejo 

Wissenschaftlicher Mitarbeiter 

an der MUL seit: 3/2006 Forschungsschwerpunkte: 

- Processing of layered architectures with tailored residual 

Zur Person: 

stresses. 

- Born in Burgos, Spain, in 1975. 

- Microstructural characterization and mechanical testing of 

- Mechanical Engineering degree at the University of Valladolid, brittle materials. 

Spain. Final project in Biomechanics at SDSU, San Diego, USA. - Strength and fracture behaviour of layered composites. 

- PhD in Materials Science at the Technical University of 

- Finite element modelling and analysis of structural 

Catalonia (UPC), Spain. 

components.


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Bibliothek der Montanuniversität 

www.unileoben.ac.at/bibliothek 

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Hauptbibliothek Franz-Josef-Straße 18 

Fachbibliothek für Geowissenschaften Peter-Tunner-Straße 5 

RWZ-Bibliothek Erzherzog-Johann-Straße 3 

1. Reihe v.l.: Groß, Werner, Jontes, Winkler, Knabl, 2. Reihe v.l.: Scheer, Wohlmanstetter, Hasenhüttl, 

Tschabuschnig, Skledar, Weligoschek, Iby, Jurek, Delanoy, Slamenik, Ehweiner, 

Print-Medien (Bücher, Zeitschriften) aller Fachgebiete der MUL 

Katalog ALEPH 

Fernleihe – Schnelllieferung auch innerhalb von 24 Stunden 

Digitalisierung aller wissenschaftlichen Arbeiten der MUL (auf Wunsch) 

→ Volltextzugang über ALEPH 

Digitalisierung von Inhaltsverzeichnissen 

Literaturrecherche; Schulung in der Informationssuche 

Elektronische Zeitschriften 

Literaturdatenbanken 

Zahlen: 

265 000 Bücher 

13 000 elektronische Zeitschriften 

665 Print-Zeitschriften 

200 Datenbanken 

12 PC-Arbeitsplätze 

4 Kopierer 

3 Scanner


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Neues Abbauverfahren für den Magnesitbergbau 

Auf Grund der enormen Rohstoffnachfrage, vor allem in der Feuerfest Industrie, wird 

am Standort Breitenau der RHI AG ein neues Abbauverfahren für große Teufen entwickelt. 

Hannes Blaha 

Lehrstuhl für Bergbaukunde 


Horst Wagner 



Der Abbau, 1000m unter der Erdoberfläche, erfordert 

innovative Abbaumethoden. Mittels eines Unterschneidungshorizontes 

wird dem Gebirge der Überlagerungsdruck 

genommen und ein sicherer und wirtschaftlicher 

Abbau unter tagesnahen Bedingungen ermöglicht. 

2500m lange Versatzleitungen ermöglichen den Einsatz 

von bindemittelhältigem Pumpversatz. 

- 

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Erhöhung des Ausbringens 

Lagerstättenressourcen werden geschont 


Gebirgsmechanik. 

Abbauplanung: Tagebau & Untertagebau. 

Risikomanagement im Bergbau. 

Bergwirtschaft. 

Minerals Planning Policies. 

Entwicklung neuer Abbauverfahren. 

Versatzwirtschaft.


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Anwendung von Neutronenstrahlbeugung 

in der Aufbereitung 



Magnetisierung durch kontrollierte Kalzinierung von Eisenkarbonaten nach einer am Lehrstuhl für 

Aufbereitung entwickelten Prozessführung ermöglicht die mineralselektive Trennung von eisenreichem 

Spateisenstein, (Fe,Mg,Ca) [CO 3 ] 2 mit einem Fe-Gehalt von 38-42 %, von eisenarmem 

Ankerit, (Ca, Mg, Fe)[CO 3 ] 2 mit einem Fe-Gehalt zwischen 11-20 %. 

Aufgabe 

Flugstromröstung (Ausführung Krupp Polysius) mit anschließender 

Schwachfeldmagnetscheidung. 1…Kalzinierschleife, 2…Gasfeuerung, 

3…Trennzyklon fest-gasförmig, 4…Vorwärmszyklone, 5…Staubfilter, 

6…Gebläse 

Kristallstruktur 

vor der Röstung 

nach der Röstung 

Neutronen in der Aufbereitungstechnik 

Neutronen erfassen Probenmengen, die für den großtechnischen 

Prozess repräsentativ sind 

Neutronen durchdringen Wandmaterialien, was platzgreifenden 

Versuchsaufbau für die Beobachtung der zeitabhängigen 

Entwicklung von (magnetischen) Phasen erlaubt (z.B.: Öfen, 

Gasleitungen,…) 

Neutronen wechselwirken mit magnetischen Phasen aufgrund 

der Dipol Wechselwirkung der Fe2+ -,Fe3+ - 

- 

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-Ionen und dem 

magnetischen Moment der Neutronen 

Andreas Böhm 

an der MUL seit:1997 

T C = 585°C 

Zur Person: 

2006 veröffentlichter Vortrag am International 

Mineral Processing Congress, Istanbul 

2001 – 2004: Projektleiter im Bereich Aufbereitung 

EU- Projekt Less Fines – natürliche Bruch- 

charakteristik von Gesteinskörnungen, Probenahme 

2000 – 2003: FFF Projekt „Rauchgas“, Steirischer Erzberg 

MAGNETISIERENDE BLITZRÖSTUNG UND SCHWACHFELDMAGNETSCHEIDUNG ZUR 

ERZEUGUNG HOCHWERTIGERER EISENERZKONZENTRATE 

IM AUFGESCHLOSSENEN ZUSTAND (< 1 mm) LÄSST SICH SPATEISENSTEIN DURCH 

THERMISCHE BEHANDLUNG BEI EINER VERWEILZEIT VON < 5 SEKUNDEN GROß- 

TECHNISCH IN EIN FERROMAGNETISCHES OXYD VERWANDELN. ANKERIT BLEIBT 

PARAMAGGNETISCH. KLASSISCHE SCHWACHFELDMAGNETSCHEIDUNG ERMÖG- 

LICHT DIE MINERALSELEKTIVE TRENNUNG 

Einssatz der NEUTRONENSTRAHLBEUGUNG 

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Nachweis der Mineralselektivität 

Quantifizierung der Phasenanteile 

Klärung der Natur der Eisenoxyde 

Simulation des Röstprozesses im Laborofen und online Studium der 

Phasenentwicklung mit der Zeit 

Phasenentwicklung 

Magnetische 

Eigenschaften 

Neutronen 

Ofen 

Schemaskizze des Ofens und Foto des Diffraktometers 

(HRPT, PSI) 1: Pulverprobe: 100 % < 0,2 mm. 

2: Probenhalter an der Gasleitung zur Entgasung. 

3: Tantalofen: Temperaturbereich: 300 K - 1000 K. 

4: Neutronenstrahl. 5: Thermoelemente. 

6: Differentialdruckmessung. 7: Ventil. 


Magnetscheidung und Suszeptibilitätsbestimmung von 

Mineralen 

Neutronenstrahlbeugung in Zusammenarbeit mit dem ILL 

(Institute Laue Langevin) und dem PSI (Paul Scherrer Institut) 

Produktforschung zur Verwendung von Eisenerzen neben der 

Stahlherstellung 

Natürliche Bruchcharakteristik von Gesteinskörnungen 

– mechanische Zerkleinerung im Grobkornbereich 

Theorie und Praxis der Probenahme aus Schüttgütern


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Quanten-Chaos 



Wir untersuchen Nanostrukturen um Erkentnisse über die “Twilight Zone” der 

modernen Physik zu erhalten, in der sich Klassische u. Quanten-Mechanik treffen. 

Partner: 

Department of Electrical Engineering CSSER, Arizona State 

University, Tempe, AZ, USA 

Department of Electrical Engineering,University at Buffalo, 

The State University of New York 

Semiconductor Laboratory, RIKEN, Saitama, Japan 

Funding: FWF, MNA, ÖFG, Das Land Steiermark, Freunde 

der Montanuniversität Leoben 

Roland Brunner 


Universitätsassistent seit: 2001 

Zur Person: 

1995 - 2001 Werkstoffwissenschaften in Leoben, 

2000 Diplomarbeit, Institut für Physik 

2001 - 2005 Dissertation, Institut für Physik 

2003 Forschungsaufenthalt ASU, Arizona, USA 

Die Resultate sind von hoher Relevanz für das Verständnis 

des Elektronen-Transports in Nanostrukturen 

in der Auslegung zukünftiger Halbleiter-Elektronik. 

Durch die fortschreitende Integration, d.h. die zunehmende 

Zahl von Speicherzellen werden die Transistoren 

so klein werden, dass wir ein grundlegendes 

Verständnis des Quanten-Chaos benötigen. Die neuen 

Erkenntnisse erhalten wir dabei aus Computer-Simulationen 

und Experimenten im Tieftemperaturlabor. 


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Elektronen-Transportrechnungen an Nanostrukturen 

Elektronen-Transportexperimente an Nanostrukturen 

Mikrowellenuntersuchungen an Nanostrukturen


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Grain structure design of hot formed and annealed 

multi phase alloys 

Simulation and modeling of the microstructure during hot forming and annealing 

process of both nickel-based alloy 80 a and austenitic stainless steel 304 L. 

project partner: Böhler Edelstahl GmbH, 

Kapfenberg 

research partner: IMK Leoben, CDL-ESI Leoben, 

IWS Graz, ZFE Graz 

project period: 04/2006 - 12/2009 

Mirza Candic 

Christian Doppler Laboratory for 

Materials Modeling and Simulation 

Zur Person: 

Studium: Nichteisenmetallurgie 

Montanuniversität Leoben 

During multipass hot deformation, retained strains exist due to 

inhomogeneous deformation as well as different degrees of recovery 

and recrystallization related to both strain rate and temperature 

gradients. This project deals with experimental and modeling 

work on the retained strain and its influence on the resulting grain 

structures. The nickel-based alloy 80a (Böhler L306, Ni–20Cr) and 

the austenitic stainless steel 304 L (Böhler A607, Fe-18Cr-8Ni) from 

Böhler Edelstahl GmbH are to be investigated. 

Because of its limited contact area, the microhardness measurements 

are adequate to represent the local strains and thus the retained 

strain as well as its distribution. Using double-hit compression 

tests and microhardness measurements under various deformation 

conditions, the retained strain of both alloys is studied. An increase 

of the retained strain after the second pass is shown (alloy 80a). 

ϕ 1 or ϕ 2 ...deformation strain of the first or second pass 

t d ...dwell duration 


- Retained strain during multipass hot deformation of 

the alloys 80 a and 304 L 

- Influence of the retained strain on the grain structure 

evolution during annealing of the as deformed 

alloys 

- Simulation and modeling of the microstructure 

development


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Prozessqualität in der Lehre 

Vorgehensweise 



Im Rahmen eines Pilotprojektes für die Studien Angewandte Geowissenschaften und 

Industrieller Umweltschutz wird an der Montanuniversität ein prozessorientiertes 

QM-System eingeführt. 

Projektziele 

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Analyse, Dokumentation & Optimierung der Prozesse 

in Studium & Lehre 

Aufbau eines prozessorientierten QMS 

→ Dokumentation der Prozesse 

→ Regelung der Ablauf- & 

Aufbauorganisation 

→ Implementierung eines kontinuier - 

lichen Verbesserungsprozesses 

Benjamin Ditzel 

Wirtschafts- und 



Zur Person: 

Studium Maschinenbau an der TU Berlin sowie Industrial 

Management an der Universidad de Navarra 

Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl WBW 

Analyse - Interviews & Workshops 

- Prozessmapping 

Dokumentation - Managementhandbuch 

- Prozessbeschreibungen 

Optimierung - Prozessabläufe 

- Prozessmanagementsystem 

- Qualitätssicherungsmaßnahmen 


Qualitätsmanagement in Forschung & Lehre 

Managementmethoden und -instrumente 

Wissensmanagement 

Prozessanalyse & Prozessmanagement


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Spatial Mapping on the Globe 

Fast representing GIS analysis results using no cost internet tools 

Fig.1. Watershed of the Prespa basin with Lake Ohrid in the 

background 

The extraordinal power of the tool in visualizing spatial data on the 

globe is not only in being able to deliver custom dynamic view-specific 

and time-specific content to individual GE client explorers, but 

also in the fact that researchers can individually combine these layers 

and communicate them via internet to support fast decision making. 

Layers such as watersheds (Fig.1) geology (Fig.2), hydrogeology, 

Corine Land Cover etc. were produced externally in ArcGIS 

before converting with special extension to the KML (Keyhole 

Mark up Language) GE format. Uploading these KMLs on online 

web-servers, these “Network Links” allow individuals, researchers, 

and other organizations to easily publish/preview dynamic geospatial 

data layers and have them seamlessly integrated into the unified GE 

environment . 

More to see on the http://www.traborema.net homepage 

Lajos Dobrosi 

Lehrstuhl für Technische 

Ökosystemanalyse 


Zur Person: 

Seit 2004 Doktorand bei Prof. Wolfbauer 

Studium Industrieller Umweltschutz 

EDV-beuftragter, Universitätsassistent 

Electrotechnic, IT 



The TRABOREMA EU-Project is focused partly on investigation 

of quantitative spatial data of environment to define policies 

for sustainable regional trans-boundary development. For integrated 

trans-boundary water management in the cross border 

region of Albania, Former Yugoslav Republic of Macedonia 

(FYROM) and Greece (Western Balkans), the freely available 

visualizing tool Google Earth® (GE) is used - as an important 

supplement to expensive GIS systems for networking purposes. 

It provides multimedia 2D/3D modeling features and monitoring 

measurements of the Prespas eco-system. Therefore the 

wide used GE Pro was selected for fast representing analysis 

results for the research community and stakeholders of the 

region. 

Fig.2. Geology of Prespa basin - Micro Prespa - Greek 

territory 


Spatial Decision Support Systems (SDSS) 

Nonlinear change and systems (System Dynamics via Vensim) 

Geoinformatics (GIS) 

Modeling bio-energy systems 

Digital data processing & Bildverarbeitung 

Programming (Python, VB) 

Software development


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Stoffdaten für die Simulation 



Bestimmung verarbeitungsrelevanter Stoffdaten für die Simulation des Formgebungsprozesses 

in der Kunststoffverarbeitung 

Messung der Wärmeleitfähigkeit: 

Forschungsprojekt in Kooperation mit der Polymer Competence Center Leoben GmbH 

Quelle: Göttfert Werkstoff-Prüfmaschinen 

GmbH, Buchen, Deutschland 

Zuverlässige Rechenergebnisse können 

nur erzielt werden, wenn gute physikalische 

Berechnungsmodelle und praxisnah 

gemessene Stoffdaten zur Verfügung stehen. 

In der Vergangenheit wurde die Wärmeleitfähigkeit 

in der Simulation nur als 

Funktion der Temperatur verwendet. 

Die neue Wärmeleitfähigkeitsapparatur 

am Hochdruckkapillarrheometer ermöglicht 

die Messungder Wärmeleitfähigkeit in 

Abhängigkeit von Druck und Temperatur. 

Rheologische Charakterisierung hochgefüllter Compounds 

Für die Messung der Viskosität sowie die 

Feststellung von Fließphänomenen wie 

z.B. Schubspannungsgrenzen, Stick & Slip- 

Effekten und Wandgleiten hochgefüllter 

Compounds (PIM-Feedstocks, Holz-Compounds 

etc.) eignen sich besonders Schlitzdüsensysteme 

mit im Messspalt wandbündig 

gemessenen Drücken. 

Ivica Ðuretek 

Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) 


Zur Person: 

1991: Studium des Maschinenbaus an der Fakultät für 

Maschinen- und Schiffsbau, Universität Zagreb.seit 1992: wissenschaftlicher 

Mitarbeiter am IKV 


- Rheologie: Scher- und Dehnviskosität, Rheometrie von 

Polymerschmelzen, Holz-Compounds (WPC, WMRC), 

PIM-Feedstocks 

- Thermodynamische Stoffdaten: Wärmeleitfähigkeit, 

pvT-Diagramm, spezifische Wärmekapazität mittels DSC 

(Differenzkalorimetrie) 

- Compoundieren: Kunststoffe, PIM-Feedstocks


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WM-Assessment 



Das Wissensmanagement-Assessment dient als erster Schritt zur Implementierung 

von Wissensmanagement (WM) in einer Organisation. 

Wissen hat sich als unverzichtbarer Produktionsfaktor 

etabliert. Unternehmen gelingt es jedoch nur 

schwer, Wissensaspekte in der Organisation nachhaltig 

zu verankern. Eine Lösung dieser Problematik 

bietet das WM-Assessment durch eine systematische 

Analyse der Organisation aus Wissenssicht. 

Daniela Ebner 



Benjamin Ditzel 



Im Fokus des Assessments steht die Erhebung der 

organisationalen Wissensbasis sowie die Bewertung 

einzelner Geschäftsprozesse hinsichtlich des 

Implementierungsgrades vorhandener Aktivitäten 

und Instrumente im WM. Konkrete Maßnahmen zur 

Implementierung von WM werden daraus abgeleitet. 


Wissensmanagement und -bewertung 

Nachhaltige Unternehmensführung 


Prozessmanagement 

Qualitätsmanagement in Forschung & Lehre


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Logistiklabor 



Einrichtung eines Logistiklabors in dem Studierende und Mitarbeiter von Firmen 

durch praktisches Arbeiten ihr Verständnis der Logistik unterstützen/erweitern 

können. 

Quelle: TU Berlin 

Partner:David Pietzka 

(ARIDA Technology) 

Start: April 2006 

Ende: März 2007 

Corinna Engelhardt-Nowitzki 

Lehrstuhl Industrielogistik 


Zur Person: 

Institutsleitung Industrielogistik 

Langjährige Tätigkeit in der Industrie 

Diverse Projekte im Bereich Logistik, Prozessmanagement 

Vorbildgetreue Modelle fördern das Verständnis für logistische 

Fragestellungen. Der zentrale Teil im Logistiklabor 

ist ein Hochregallager mit Versand und Verladeorten sowie 

ein vorgelagerter Materialeingang und Produktionsbereich. 

Das Logistiklabor dient u.a. dazu, den Lernenden auf praktischem 

Wege Begriffe wie Flussoptimierung, Lagerstrategien 

für Hochregallager oder Variantenbildung näher zu bringen. 

Im Labor besteht die Möglichkeit des aktivierenden Lernens 

und der „gefahrlosen“ Exploration. 

Projektphasen 


Supply Chain Management 


Produktionslogistik 

Prozessverbesserung durch Wissensmanagement


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Simulation Aerosoltransport 



Untersuchungen zum Aerosoltransport in Abscheidekammern zur Probeneintragsoptimierung 

für die induktiv gekoppelte Plasmaspektrometrie mittels computational 

fluid dynamics (CFD). 

In der Praxis werden zwar vorwiegend die größeren Tröpfchen 

abgeschieden, auf der anderen Seite geht jedoch ein beträchtlicher 

Teil der nützlichen kleineren Tröpfchen durch Wandkontakt 

verloren. 

Für das Verständnis der Modifizierung des Aerosols im Abscheider 

sind Kenntnisse über die Strömungsverhältnisse notwendig. 

In dieser Arbeit wird die Aerosolströmung eines pneumatischen 

Zerstäubers untersucht. Mit Hilfe der Ergebnisse der CFD- 

Berechnungen ist es möglich, wertvolle Erkenntnisse über das 

Strömungsverhalten in der Zerstäuberkammer hinsichtlich sinnvoller 

Geometrieänderungen an der Kammer zu gewinnen. 

Elke Fasch 




Zur Person: 

Studium der Technischen Chemie (TU-Graz) 

Derzeit: Dissertation am Lehrstuhl für Allgemeine und 

Analytische Chemie (MU-Leoben) 

Die Hauptaufgabe eines Probeneintragsystems für die Plasmaspektrometrie 

liegt darin, das vom Zerstäuber gelieferte 

Aerosol hinsichtlich der Tröpfchengrößenverteilung und der 

Aerosolmenge entsprechend zu modifizieren, um es in weiterer 

Folge spektroskopisch nutzbar zu machen. Ein optimales 

System sollte nur Tröpfchen mit einem Durchmesser < 10 

μm ins Plasma transportieren und alle Tröpfchen > 10 μm 

effizient abscheiden. 


Optimierung von Probeneintragsystemen für die 

Plasmaspektrometrie 

CFD-Modellierung von Zerstäubungsprozessen


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Introduction 

The aim of this work was to characterize 

TiN and VN coatings with 

respect to their oxidation behaviour 

at elevated temperatures and to 

study the influence of the formed 

oxides on the tribological behaviour. 

The coatings investigated were 

deposited by reactive unbalanced 

magnetron sputtering on high speed 

steel substrates. 

Scanning electron microscopy 

SEM image of the oxidized VN coating 

after ball-on-disc testing at 700°C. 

formation of Magnéli phase oxide V 2 O 5 

bulk melting temperature 685°C 

High-temperature tribological 

behaviour of TiN and VN coatings 

Low friction effect due 

to liquid lubrication 

Nazanin Fateh 

Department Metallkunde und 

Werkstoffprüfung 


Tribological behaviour 

Ball-on-disc Test 

Zur Person: 

1998 – 2004 Studium der Werkstoffwissenschaften 

Seit 2005 Dissertation am Department Metallkunde 

und Werkstoffprüfung 

- 

- 

- 

- 

- 

- 

- 

counterpart: Al 2 O 3 

load: 5 N 

radius: 7 mm 

sliding speed: 10 cm/s 

sliding distance: 100 m 

testing temperatures: 

25, 300, 400, 500, 600, 

700°C 

XRD and Raman investigations after tribometer testing 



Conclusions 

Investigations of TiN and VN coatings showed 

that in the case of TiN coatings the formed 

rutile at elevated temperature has no significant 

beneficial tribological influence. On the contrary, 

VN coatings offer self-lubricious abilities 

at elevated temperatures achieving low friction 

coefficients during high-temperature dry sliding 

against alumina. 


Schichtentwicklung und Schichtcharkterisierung 

Hartstoffschichten 

Schmierstoffschichten 

Tribologie


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Trockenaufbereitung von Natursalz 



Aufbereitungstechnische Untersuchungen von Möglichkeiten zur trockenen Aufbereitung 

von – von Verunreinigungen weitgehend befreiten – Natursalzprodukten aus 

österreichischen Lagerstätten 

Die durch die Gebirgsfaltung entstandenen Salzdiapire (Haselgebirge) sind ein Gemenge, 

das sich u.a. aus Halit (NaCl), div. leichtlöslichen K + - und Mg 2+ -Salzen, Gips, 

Anhydrit, Calcit und diversen Tonmineralen zusammensetzt. Für die NaCl-Gewinnung 

müssen die Salzminerale zuerst aus dem Gebirgsverband gelaugt und die dabei entstehende 

Rohsole in einer Saline wiederum eingedampft werden. Die Untersuchungen 

hatten zum Ziel, Möglichkeiten und Grenzen der trockenen Aufbereitung des salzreicheren 

Bergkernes des Salzbergbaus Altaussee zu prüfen. 

Kooperationspartner: Salinen Austria AG 

Erste Ergebnisse sind viel versprechend. Durch Hintereinanderschaltung von Magnet- 

und Elektroscheidung kann eine Anreicherung des löslichen Anteils von etwa 75 % in 

der Aufgabe auf über 99 % im Konzentrat erreicht werden, wenn 

- 

- 

- 

ein Verfahrenspluralismus aus Magnet- und Elektroscheidung zum Einsatz kommt, 

konsequent auf Anreicherung gefahren wird, 

die obere Korngrößengrenze bei 3 mm liegt. 

Helmut Flachberger 

Lehrstuhl für Aufbereitung 

an der MUL seit: 2005 Forschungsschwerpunkte: 

- Aufbereitung von Salzmineralen 

- Trockenaufbereitung 

Zur Person: 

- Reinstsalzaufbereitung 

1995 – 1999 Universitätsassistent an der MUL 

- Funktionsmineralaufbereitung 

1999 – 2005 Geschäftsführender Gesellschafter MinTech GesmbH - Feinstkornaufbereitung 

Okt. 2005 – dato Lehrstuhlleiter am Lehrstuhl für Aufbereitung & Veredlung - Elektroscheidung, Flotation


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Szenarienbasierte Strategien für internationale 

Erdölunternehmen 

Ressourcen- und marktbezogene Faktoren erzeugen ein instabiles Umfeld für ein international 

agierendes Erdölunternehmen und stellen hohe Anforderungen an deren strategisches 

Management. 

Um das mit den Unsicherheiten verbundene 

Risiko handhaben zu können wird ein Methoden- 

und Instrumentenset für das risikoorientierte 

strategische Management benötigt, welches 

situationsspezifisch für diverse Szenarien 

eingesetzt werden kann. Es muss in der Lage 

sein als Grundlage für die Planung erfolgreicher 

Strategien unter Berücksichtigung der 

Markt- und Ressourcensicht zu dienen. 

Schwindender Reservenzuwachs und die Erschöpfung der Produktionskapazität 

mit einer einhergehenden Steigerung des 

weltweiten Bedarfs lassen Experten der Erdölindustrie das 

„Ende des billigen Öls“ prophezeien. 

Durch die veränderte Situation im Rahmen der 3.Ölkrise ergeben 

sich für ein unabhängiges Erdölunternehmen eine Vielzahl 

von möglichen Szenarien, ob es sich nun um Preiseskalationen, 

die Substitution des Energieträgers Erdöl oder die Renationalisierung 

der Ressourcen handelt. 

Bernhard Frieß 




Risiko- und Krisenmanagement 

Strategisches Management 

Zur Person: 

Studium Petroleum Engineering 

Seit 2005 wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl WBW 

Managementinstrumente und -methoden 

Nachhaltige Energiewirtschaft 

Controlling


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Praxisnahe Verschleißprüfung 



Hohe Produktionsleistungen der Kunststoffverarbeitungsmaschinen sowie die Verarbeitung 

von glasfaser- und mineralstoffgefüllten Thermoplasten erfordern verschleißfeste 

Stahltypen. 

Das Ergebnis einer vergleichenden Untersuchung 

der Verschleißbeständigkeit unterschiedlicher 

Kunststofformenstähle ist rechts 

dargestellt. 

Bei Verspritzung von abrasiv und korrosiv wirkenden 

Kunststoffschmelzen (z.B. Polyamid 66 

mit 35 Gew.% Glasfasern und rotem Phosphor 

als Flammhemmer) lässt sich das abrasiv/korrosive 

Verhalten von Stählen unter Praxisbedingungen 

prüfen. 

Walter Friesenbichler 

Institut für Kunststoffverarbeitung 


Zur Person: 

1977-1984: Studium Kunststofftechnik 

1985-1989: prov. Institutsvorstand 

1992: Promotion zum Dr.mont. 

ab 1998: Assistenzprofessor 

seit 10/2006: Stv. Institutsvorstand 

Der abrasive Verschleiß an Stählen wird mit einer Verschleißapparatur 

(links) an der Spritzgießmaschine 

praxisnah gemessen. Die Apparatur ist als Spritzgießwerkzeug 

ausgeführt. Der Verschleiß entsteht an den 

Stahlprobekörpern durch Verspritzen von 5 kg bis 50 kg 

glasfaserverstärkter Polyamidschmelze (Glasfasergehalt 

35 bis 50 Gew.%) durch einen engen Verschleißspalt 

(Höhe 0,5 mm) und wird als Gewichts-, Höhen- oder 

Volumenabtrag bestimmt. 

FFF-Forschungsprojekt in Kooperation mit der Böhler Edelstahl 

GmbH, Kapfenberg 


- Rheologie: Viskosität von Polymerschmelzen, wandgleitende 

PVC-Compounds, PIM-Feedstocks, Holz-Compounds, 

verarbeitungsnahe Rheometrie auf Verarbeitungsmaschinen 

- Spritzgießen: Oberflächenstrukturen von Spritzgießteilen, 

Haft- und Entformungskräfte beim Spritzgießen, 

Pulverspritzgießen (Metall- und Keramikteile), Prozessführung, 

Spritzprägen 

- Verschleiß in der Kunststoffverarbeitung: praxisnahe 

Verschleißprüfung, abrasiver und korrosiver Verschleiß 

an Formenstählen


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Wissenschaftliche Zusammenarbeit mit: 

Prof. F. D. Fischer 

Institut für Mechanik, Montanuniversität Leoben. 

Prof. M. Militzer 

Dofasco Chair in Advanced Steel Processing, 

The University of British Columbia, Canada. 

Prof. M. Rettenmayr 

Professur für Metallische Werkstoffe, IWT, 

Friedrich-Schiller Universität Jena, Deutschland. 

Schmelz- und Erstarrungskinetik 

in binären Systemen 

Dr. J. Svoboda 

IPM, Brno, Academy of Sciences of the Czech Republic. 

Referenzen: 

[1] M. Rettenmayr, O. Warkentin, M. Rappaz, H. E. 

Exner: Acta mater 2001;49:2499-510. 

[2] J. Svoboda, E. Gamsjäger, FD. Fischer, P. Fratzl: Acta 

mater 2004;52:959-67. 

Literatur zum Poster: 

E. Gamsjäger, J. Svoboda, F. D. Fischer, M.Rettenmayr: 

„Kinetics of solute driven melting and solidification“ 

submitted to Acta mater. 

Ernst Gamsjäger 

Institut für Mechanik 


Zur Person: 

Technische Physik (TU Graz), Dissertation am Institut für 

Mechanik (MU Leoben). 



Abstract: 

Rettenmayr et al. [1] investigated solute driven 

melting in the Al-Mg-system experimentally. The 

assumption of local equilibrium at the moving solid/ 

liquid interface predicted melting rates that are significantly 

lower than those determined experimentally. 

A recently developed thermodynamic model [2] has 

been applied to describe the kinetics of the melting 

process. By means of this sharp interface model, 

which is based on the principle of maximum Gibbs 

energy dissipation, additional insight into the underlying 

physics is provided. The features of the melting 

and resolidification process can be described by 

considering both diffusion processes in the bulk and 

inter facial reactions. It is shown that, except for a 

short initial transient stage where the kinetics of melting 

is controlled by interfacial reactions, the process 

is diffusion and convection controlled. 


Diffusion in Mehrkomponentensystemen 

Phasenumwandlungen in Festkörpern 

Fest / flüssig - Phasenumwandlungen


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Methodenentwicklung für die Betriebsfestigkeit 

Konzepte der Bruch- und Schädigungsmechanik können im Rahmen der klassischen 

spannungsbasierten Festigkeitsrechnung neu formuliert und so für den Konstrukteur 

problemlos anwendbar gemacht werden. 

Spannungsmechanisches Mittelungskonzept und 

rissbasiertes Konzept können verglichen und ineinander 

übergeführt werden. 

Als Arbeitsschwerpunkte ergeben sich damit folgende 

Teilbereiche der Methodenentwicklung: 

- Erstellung von Modellen 

- Entwicklung von Berechnungsmethoden 

- softwaretechnische Implementierung (Abb.: zulässige 

Größe von Oberflächenfehlern) 

Ein Beispiel dafür stellt die Mikrostützwirkung dar. Üblicherweise 

wird angenommen, dass sich „Stoffbereiche blockweise 

auf ihre Umgebung abstützen“, was durch „Mittelwertbildung 

der […] Spannung innerhalb einer fiktiven Strukturlänge 

berücksichtigt“ werden kann [Neuber 1968]. Ähnliche 

Ergebnisse werden jedoch auch unter der – mikromechanisch 

fundierteren – Annahme erhalten, dass im Bauteil Mikrorisse 

einer bestimmten Länge vorliegen und die dort vorherrschende 

Rissspitzenbelastung maßgeblich für die Bauteildimensionierung 

ist. 

Hans-Peter Gänser 

Lehrstuhl für Allgemeinen 

Maschinenbau 


Methodenentwicklung für die Betriebsfestigkeit 

Zur Person: 

Promotion an der MUL 1998, Forschungsingenieur bei der 

Hilti AG (Schaan, FL) 2000-2003 

Anwendungen der Bruch- und Schädigungsmechanik im 

Maschinenbau 

Damage Tolerant Design 

Numerische Methoden im Maschinenbau


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Simulation vs. Röntgen-CT 



Vergleich der Ergebnisse der Erstarrungssimulation eines industriellen Druckgussteils 

mit der Untersuchung des gegossenen Teils mittels Röntgencomputertomographie. 

Verwendete Systeme 

MAGMAsoft - Magma GmbH 

Gießereisimulations-Softwre 

Version 4.4 + HPDC - Modul 

Gussteil: Al Si9Cu3(Fe) 

Gießtemperatur: 640°C 

Form: X38CrMoV51 

Starttemperatur: 180°C 

Modell: 20 Mio. Elemente 

v|tome|x c - phoenix|x-ray 

3D CT-System 

240 kV Microfocusröhre 

Fokus 4 – 200 μm 

16 Bit Flchdetektor 

512 x 512 Pixel Resolution (3-fach Erw.) 

Voxelgröße: 244 μm³ 

Volumengröße: 820 x 760 x 493 Pixel 

Schlussfolgerung 

Das detekrierte Porenaufkommen stimmt 

den per Simulation vohergesagten Bereichen 

erhöhter Porenwahrscheinlichkeit auf Grund 

von Speisungsdefiziten sehr gut überein. 

Georg Geier 

Lehrstuhl für Gießereikunde 


Zur Person: 

Studium Metallurgie mit Schwerpunkten Gießereitechnik und 

Industriewirtschaft an der Montanuniversität Leoben. 

Seit 2003 am Österreichischen Gießerei-Insitut, Leoben; 

dissertiert bei Prof. Schumacher. 

Local Solidification Time Solidification 90 % 

Single Plain View Defect Analysis 

Direct Volume Rendering + Gradient Amplification % 

Front View Side View 


Industrielle Computertomographie 

Eisengusswerkstoffe 

Eisenmetallurgie


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Elektrokinetische Messungen an Quarzkörnungen 

Im Rahmen einer Dissertation wurde ein ζ – Potenzial Messgerät der Fa. A. Paar KG hinsichtlich 

ihrer Tauglichkeit in Bezug auf Messungen an Mineralkörnungen geprüft. Untersuchungen 

an Quarzkörnungen ergaben stark schwankende, nicht reproduzierbare Messwerte. Aus diesem 

Grund wurden systematisch Einflussgrößen erfasst und ausgewertet. 

Zeta - Potential Messgerät (Fa. Paar) 

Ergebnisse: 

Messzellenaufbau (Filtermaterial) beeinflusst die Messwerte 

(systematischer Fehler!) 

Differenzdruckmessung ist rechnerisch zu korrigieren (systematischer 

Fehler!) 

Charakterisierung der Strömungsverhältnisse ist unerlässlich 

(standardmäßige Einführung der Volumenstromerfassung ist 

erforderlich) 

Ohne Adaptierungen an der Apparatur bzw. rechnerischer 

Korrektur ist die Messung an Körnerschüttungen 

nicht zielführend! 

Walter Gigacher 

Lehrstuhl für Aufbereitung und 

Veredlung 

Zur Person: 

1994 - 2001: Studium an der MUL (Gesteinshüttenwesen) 

2002 - 2006: Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl 

für Aufbereitung u. Veredlung 

Schwerpunkt der Tätigkeit war die Erfassung und Analyse 

von Einflussgrößen bei der ζ – Potenzial Ermittlung nach der 

Strömungspotenzial – Methode. Eine deutliche Abhängigkeit 

des Strömungspotenzials von den bei der Durchströmung 

der Messprobe herrschenden Strömungsverhältnissen konnte 

nachgewiesen werden. 

ζ – Potenzial von Quarzkörnungen in Abhängigkeit 

der Reynoldszahl (phi = Feststoffvolumenanteil in 

der Messzelle; „+“ bzw. „–“ = Strömungsrichtung) 


Grundlagenforschung Flotation 

Flotation von Industriemineralen 

Zeta - Potenzialbestimmungen an Mineralen


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Strangguss von Bronze 



Mehrphasensimulation: Modellierung und Simulation der auftretenden Phasen und 

Makroseigerungen beim Strangguss von Cu-Sn-P Bronzen. 

Abb. 1: Schematische Darstellung vom vertikalen 

Kupferstragguss 1 . 

Industriepartner: 

[1] http://www.anchorbronze.com 

[2] M. Gruber-Pretzler, M. Wu, A. Ludwig, A. Kuhn, J. Riedle 

(2006) 11th Int. Conf. on “Modeling of Casting, Welding and 

Advanced Solidification Processes”, Opio, France, TMS 

proceedings. 

Monika Gruber-Pretzler 

CD-Labor „Mehrphasensimulation 

metallurgischer Prozesse“ 


Zur Person: 

Studium Angewandte Geowissenschaften/Geophysik 

Wissenschaftliche Mitarbeiterin im CD-Labor seit 2004 

Im vertikalen Strangguss von Bronze kommt es während der 

Erstarrung zu Konzentrationsinhomogenitäten, sowohl in 

der Größenordnung der Dendriten wie auch des gesamten 

Strangquerschnittes. Vor allem die Zinnanreicherungen an der 

Strang oberfläche führen zu Problemen in der Weiterverarbeitung. 

Aus diesem Grund wird im Rahmen dieses Projektes 

der Einfluss der Geometrie und der verschiedenen Gießparameter 

auf die Homogenität untersucht. Dazu wird ein Simulationsmodell 

erarbeitet, welches die komplexe Thermodynamik 

einer technischen Bronze in Verbindung mit Erstarrung 

und Makroseigerung berücksichtigt. 

Abb. 2: Berechnete Temperaturverteilung im vertikalen 

Kupferstrangguss 2 . 


CFD „Computational Fluid Dynamic“. 

Makroseigerung und Phasenumwandlung beim Strangguss von 

Bronze. 

Strangguss von übermonotektischen Aluminumlegierungen. 

Computerunterstützte Thermodynamik. 

Näheres unter: http://www.smmp.at.hm 

Abb. 3: Makroseigerung im Kupferstrangguss 

2 ; I-V: verursachende Strömungen.


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Tribologie - Gleitmaterialien 



Die entwickelte tribologische Prüfmethode erlaubt eine schadensäquivalente Prüfung 

von Gleitlagermaterialien bei deutlich besserer Auflösung im Vergleich zu Bauteiltests. 

Versuchsmodell: Ring-Scheibe 

Prüfprogramm für unterschiedliche Betriebszustände 

Gefügeänderung der heterogenen Tribomaterialien 

korrelieren mit Bauteilversuchen. Zeitliche Auflösbarkeit 

ist aber deutlich besser. 

Simulation des Werkstoffverhalten unter thermomechanischer 

Belastung und Optimierung des Werkstoffaufbaus 

ist möglich. 

Forschungspartner: Miba Gleitlager GmbH 

Förderungsgeber: CDG 

Florian Grün 

CDL für Betriebsfestigkeit 


Zur Person: 

1988 - 1996 Khevenhüllergymnasium Linz 

1997 - 2002 Montanmaschinenwesen MUL 

Die exakten Versagensmechanismen von Gleitlagern 

sind noch nicht geklärt. Dafür wurde ein 

Ring-Scheibe Ersatzmodell inklusive Prüfverfahren 

entwickelt, das den Schädigungsvorgang „Fressen“ 

aufgrund des geringeren Energieeintrages zeitlich 

soweit ausdehnt, dass schadensanalytische Untersuchungen 

ermöglicht werden. Folglich können Funktionsmodelle 

abgeleitet werden. 


Entwicklung von tribologischen Prüfmethoden und 

Prüfeinrichtungen für mehrphasigen Tribomaterialien sowohl 

für Laborversuche als auch für Bauteiltests. 

Tribometrische Charakterisierung von Werkstoffen in unterschiedlichen 

Betriebsbereichen. 

Simulation von tribologischen Prozessen. 

Kombination von tribologischer und mechanischer 

Beanspruchung (Tribo-Fatigue) – Fretting, RCF.


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Elektromechanisches Verhalten einer Piezokeramik 

Der mechanische Response einer Piezokeramik ist feldstärkeabhängig. Wichtig zur 

Beschreibung dieser elektromechanischen Kopplung ist der Kopplungskoeffizient. 

Ein Vergleich des Messergebnisses mit der 

FE-Rechnung zeigt konsistente Ergebnisse. 

Hannes Grünbichler 

Institut für Struktur- und Funktionskeramik 

seit: 2005 

Zur Person: 

Studienabschluss Werkstoffwissenschaft an der 

Montanuniversität 2006 

Die Impedanzanalyse 

ermöglicht es, KopplungskoeffizientenpiezokeramischerResonatoren 

im Resonanzfall 

einfach zu bestimmen. 

Die mechanische Antwort lässt sich 

ebenso in einer Resonanzanalyse modellieren. 

Partner: 


- Analyse des elektromechanischen Verhaltens von 

Funktionskeramiken 

- Modellierung und Simulation, Messtechnik


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Betriebsfestigkeit von faserverstärkten Polymeren 

Der Fahrzeugleichtbau gewinnt in der Automobilindustrie zunehmend an Bedeutung. 

Zurückzuführen darauf ist auch der wachsende Einsatz von faserverstärkten Kunststoffen 

für tragende Strukturen. 

Christoph Guster 

Lehrstuhl für Allgemeinen Maschinenbau 


PCCL (seit 2004) 

Zur Person: 

1997 bis 2004 Studium in Leoben 

Montanmaschinenwesen mit Schwerpunkt 

Computational Design 

Zur betriebsfesten Auslegung von zyklisch belasteten Bauteilen 

aus metallischen Werkstoffen kommt unter anderem die 

Methode der Lebensdauerberechnung auf Basis lokaler Wöhlerlinien 

zum Einsatz. Die zur Anwendung dieser Methode 

erforderlichen Werkstoffdaten liegen für Kunststoffe oftmals 

nicht vor. Zum Aufbau der notwendigen Werkstoffdatenbank 

muss daher im ersten Schritt das Werkstoffverhalten an Probekörpern 

unter zyklischer Belastung und Berücksichtigung verschiedenster 

Einflüsse wie u.a. Faserorientierung, Belastungsart, 

Kerbradius, Spannungsverhältnis, Temperatur und Frequenz 

detailliert untersucht werden. 

Forschungsarbeit an der Polymer Competence 

Center Leoben GmbH im Rahmen des Kompetenzzentren-Programms 

K Plus 

Projektpartner: 


Betriebsfestigkeitsuntersuchungen von kurz-glasfaserverstärkten 

Kunststoffen 

Untersuchungen zur Morphologie bzw. Charakterisierung 

der Faserorientierung 

Werkstoffmodellierung 

Lebensdauerberechnung 

Werkstoff- und Bauteiluntersuchungen


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Erosionskorrosion in der 

Öl- und Gasförderung 



Bei der Öl- und Gasförderung werden ca. 15 % der auftretenden Werkstoffschäden 

durch eine erosiv-korrosive Einwirkung von feststoffhältigen Fluiden hervorgerufen. 

Der Auftreffwinkel sowie die Auftreffgeschwindigkeit 

des Prüfmediums auf die Probe können variiert werden, 

wobei die maximale Anströmgeschwindigkeit 

80 m/s beträgt. 

Joachim Haberl 

Lehrstuhl für Allgemeine und 



Zur Person: 

1999 – 2006 Studium Werkstoffwissenschaften 

2006 – Dato Dissertation am Lehrstuhl für 

Allgemeine und Analytische Chemie 

Eine neuartige Versuchsanlage zur Prüfung von Werkstoffen hinsichtlich 

ihrer Beständigkeit gegen Erosionskorrosion wurde errichtet. Sie besteht 

aus einem Flow-loop für die Gasphase und einer Dosiereinrichtung für 

das Flüssigkeits-Feststoff-Gemisch. Das Prüfmedium ist ein Mehrphasengemisch 

aus CO 2 , Salzwasser und Sand. 

Die Teilchengeschwindigkeit wurde mittels Particle 

Image Velocimetry ermittelt und die erhaltenen Werte 

über eine Simulation des Multiphasenstroms verifiziert. 

Die Probenauswertung erfolgt mittels Profilometer, um 

die kritische Abtragsrate pro Jahr zu bestimmen. 


Einsatz von korrosionsbeständigen Werkstoffen in der Erdölund 

Erdgasproduktion 

Erosionskorrosion


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Identifizierung von Eisen(hydr)oxiden 

Thermomagnetische Messungen ermöglichen die Unterscheidung von Eisenoxiden 

und -hydroxiden, auch wenn diese nur in geringen Konzentrationen vorhanden sind, 

z.B. in Bodenproben. 

Die beiden Bodenprofile wurden in Parabraunerden 

beprobt. Im Al-Horizont von Boden 1 sind 

sowohl Goethit als auch Ferrihydrit vorhanden, 

im Bt-Horizont nur der schlechter kristallisierte 

Ferrihydrit. Boden 2 enthält Goethit als dominierendes 

Eisenhydroxid. 

Monika Hanesch 

Lehrstuhl für Geophysik 


Zur Person: 

Studium der Geophysik an der Ludwig–Maximilians–Universität 

in München, Promotion an der ETH Zürich im Fach 

Atmosphärenphysik 

Die Analyse von Eisenmineralen in Bodenproben ist oft schwierig, da sie 

in geringen Konzentrationen innerhalb einer Mischung verschiedenster 

Minerale vorliegen. Dies erschwert ihre Identifikation durch Röntgendiffraktometrie 

oder spektroskopische Methoden. 

Bei thermomagnetischen Messungen werden spezifische Umwandlungstemperaturen 

der verschiedenen Eisenoxide gemessen. Organisches 

Material in den Bodenproben führt zu reduzierenden Bedingungen. Die 

vorhandenen Eisenhydroxide wandeln sich deshalb in ferrimagnetische 

Eisenminerale um. Diese bestimmen auch in sehr geringen Konzentrationen 

die Magntisierung der Probe. 

Die Abbildungen zeigen Eichkurven für Ferrihydrit und Goethit, sowie 

die Ergebnisse der Messungen für zwei Bodenprofile. 

(Ausführliche Studie veröffentlicht in: Geophys. J. Int., 165 (2006) 1, S. 53-61) 


Natürliche magnetische Eigenschaften verschiedener 

Bodentypen und pedogene Magnetitbildung. 

Monitoring von Schwermetallimmissionen durch magnetische 

Messungen von Bodenproben und Blättern. 

Physikalischer und chemischer Zusammenhang zwischen 

Schwermetallen und magnetischen Mineralen in der Umwelt. 

Statistische Auswertung von Sedimentdaten zur 

Charakterisierung diagenetischer Vorgänge.


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Festigkeitsprüfung scheiben- und plattenförmiger 

Bauteile 

Mit dem 4-Kugel-Versuch kann die Festigkeit spröder Werkstoffe unter bi-axialer 

Belastung ermittelt werden. Mit diesem Test ist es möglich Proben und Bauteile 

(z. B. aus dem Bereich der Elektronik) in großen Stückzahlen zu testen. 

Der dimensionslose Vorfaktor f wird für die jeweilige Probengeometrie 

mittels FEM-Simulation berechnet. 

Mit dieser Methode ist es möglich die Festigkeit scheiben– und 

plattenförmiger Proben mit Radien und Seitenlängen bis zu 

2,4 mm und Dicken bis zu 70 μm ohne Präparationsaufwand zu 

bestimmen. 

Vorteile des 4-Kugel-Versuchs: 

- Produktionsbegleitende QS-Tests an Bauteilen sind schnell und 

billig durchführbar. 

- Es ist möglich sehr kleine Proben (V


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Wissensmanagementsystem 



Mit dem Ziel, die Projektzeiten zu verkürzen, wurde ein Workflow-orientiertes 

Wissensmanagementsystem für die Konstruktion von Spritzgießwerkzeugen erstellt. 

Dieses System entstand durch eine enge 

Zusammenarbeit des Instituts für Kunststoffverarbeitung, 

der Polymer Competence Center 

Leoben GmbH, und des Lehrstuhls für 

Informationstechnologie. 

Ähnliche Systeme sind auch für andere wissensintensive 

Industriebereiche realisierbar 

und können den Ablauf von Projekten systematisieren 

und verkürzen. 

Das System stellt für den Konstrukteur unterstützende 

Informationen in übersichtlicher Form dar, und ist 

durch Hinzufügen von neuem Wissen einfach erweiterbar. 

Weiters bietet es die computerisierte Stützung 

sich wiederholender Aufgaben (z.B. Kalkulation nach 

feststehenden Formeln). Das implementierte System 

ist am konkreten Workflow orientiert und fungiert so 

gleichzeitig als Checklistenprogramm. 

Maximilian Hirner 


an der MUL seit: 4/2005 Forschungsschwerpunkte: 

Wissensmanagementsysteme 

Expertensysteme 

Zur Person: 

Logik- und Constraintprogrammierung 

Studium der Informatik 2000-04 

Doktorand am Lehrstuhl Informationstechnologie 

Data Mining 

Researcher für das PCCL 

Evolutionäre Algorithmen


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Musterbildung in organischen 

dünnen Schichten 



Untersuchung der Oberflächenstruktur von organischen Halbleitern mit dem Rasterkraftmikroskop. 

Je nach Wachstumsbedingungen werden verschiedene Nanostrukturen 

beobachtet. 

800 nm lange und 20 nm hohe 3D Nanokette aus einzelnen 6P Kristallen 

Kooperationen 

Johannes Kepler Universität Linz 

Karl Franzens Universität Graz 

Technische Universität Graz 

PCCL Leoben 

GKSS Forschungszentrum 

Gregor Hlawacek 


Scanning Probe Microscopy Group 

Leoben 

Zur Person: 

Seit Oktober 2001 am Institut für Physik, 

seit September 2003 Doktorand bei Prof. Teichert. 

http://www.unileoben.ac.at/~spmgroup/ 

Para-Oligophenyle wie para-Quaterphenyl (4P) und para- 

Sexiphenyl (6P) werden als optisch aktive organische 

Halb leiter bereits für Displays und LEDs verwendet. Für 

leistungsfähige Bauteile ist die Oberflächenmorphologie ein 

wichtiger Einflussfaktor. 

Die Entstehung von 3D Kristalliten und deren Anordnung 

in Abhängigkeit von den Wachstumsbedingungen und dem 

gewählten Substrat werden untersucht. Das Rasterkraftmikroskop 

erlaubt die Abbildung dieser Muster in Abhängigkeit 

von der Molekülorientierung. 

Unterschiedliche Oberflächenmorphologie von dünnen 6P Schichten 

Ketten und Kristallite Einzelmolekül Lagen und Kristallite Berge aus Einzelmolekül Lage 


Untersuchung von selbstorganisierten organischen 

Halbleiterschichten 

Untersuchung von Polymeren (Rauigkeitsanalyse, Nachweis von 

teilkristallinen Bereichen, etc.) 

Morphologie von Lipidfilmen auf medizinischen Werkstoffen 

und nanorauen Oberflächen. 

Bestimmung der Oberflächenenergie mittels Kontaktwinkelmessung 

an nanorauen Oberflächen (Kunststoffe, org. 

Halbleiter, Biofilme).


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Seismik: Triggerproblematik 



In der Refraktionsseismik ist die Genauigkeit der Laufzeitmessung zur Bestimmung 

der Mächtigkeiten von Schichten unterschiedlicher Materialzusammensetzung von 

großer Bedeutung. 

Triggerung mit einem Geophon bei Hammeranregung 

auf Schlagplatte zur Erzeugung seismischer 

Wellen 

Hammer mit montiertem muRata Erschütterungssensor, 

rechts daneben EG&G Geometrics Hammer 

Switch 

Silke Hock 



Zur Person: 

Studium der Geophysik an der Johann Wolfgang Goethe- 

Universität Frankfurt am Main, Promotion an der Universität 

Leipzig im Fach Geophysik 

Um die Untergrundstruktur mittels seismischer Geschwindigkeit und 

Schichtmächtigkeit zu beschreiben, werden in der Refraktionsseismik 

die Ankunftszeiten von seismischen Wellen gemessen. Im allgemeinen 

wird die Registrierung der seismischen Wellen durch Verwendung eines 

Erschütterungssensors ausgelöst und damit der Zeitnullpunkt - Beginn 

der Ausbreitung der seismischen Wellen von der Quelle (hier: Hammer) 

aus - festgelegt (= Triggerung). Kommt es zu einem Defekt des 

Sensors während einer Meßkampagne, kann statt dessen ein Geophon 

für die Triggerung verwendet werden. Hierbei ist zu beachten, daß 

durch die Geophontriggerung die Schichtmächtigkeit im Untergrund- 

modell verfälscht wird. Zu 

Korrekturzwecken kann man 

bei der klassischen Inversionsmethode 

den Zeitversatz, der 

sich im negativen Zeitachsenabschnitt 

für die erste Kurve 

zeigt, anbringen. Liegen für 

diese Kurve zu wenig Meßpunkte 

vor, kann die Korrektur 

nur aus Erfahrungswerten 

abgeschätzt werden. 


- Oberflächennahe Seismik unter Verwendung von Oberflächenwellen 

in Zusammenarbeit mit Dr. Julian Ivanov und 

Richard D. Miller, M.Sc. (Kansas Geological Survey, USA) 

- Untersuchungen von Hochwasserrückhaltebecken in der 

Steiermark in Zusammenarbeit mit Prof. Dr. Erich Niesner 

(MUL) und Dr. Rosa Frei (Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft, 

TU Graz) 

- Seismische Geschwindigkeitsstruktur in der Erdkruste im 

Gebiet Kärnten/ Slowenien im Rahmen des internationalen 

Projektes ALP2002


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Selbstorganisierte Nanomagnete 



Mit dem Rasterkraftmikroskop werden selbstorganisierte Halbleiter-Nanostrukturen 

untersucht. Deren regelmäßige Struktur wird als Templat für die Deposition von 

magnetischen Materialien verwendet. 

Auflösung 

Rasterkraftmikroskop: bis 10 nm 

Kooperationen 

Univ. Autonoma, Madrid 

RWTH Aachen 

Universität Stuttgart 

Universität Uppsala, Schweden 

Synchrotron Elettra, Trieste 

Christian Hofer 


Scanning Probe Microscopy 

Group Leoben 

www.unileoben.ac.at/~spmgroup/ 

Zur Person: 

Doktorand am Institut für Physik bei Prof. Teichert; 

EMRS Posterpreis 2003; Heraeus Posterpreis 2005 

Silizium Germanium (SiGe) Halbleiter 

werden für Hochfrequenzanwendungen 

(Mobiltelefone) 

eingesetzt. Die exakte Charakterisierung 

der Oberfläche ist dafür 

unabdingbar. Wir setzen dafür das 

Rasterkraftmikroskop ein. 

Unter bestimmten Bedingungen 

entstehen beim Wachstum von 

Halbleiterstrukturen regelmäßige 

selbstorgansierte Nanostrukturen 

(Bild links). Diese werden zur 

regelmäßigen Anordnung von 

magnetischem Material genutzt. 

Die magnetische Charakterisierung 

der Nanostrukturen wird durch Röntgenuntersuchungen 

am Synchrotron 

Elettra mit einem XMCD-PEEM (Xray 

magnetic circular dichroism-Photo 

emission energy microscopy, Bild 

oben) bzw. einem Magnetkraftmikroskop 

(Bild links) durchgeführt. 


Charakterisierung von Halbleiteroberflächen mittels 


Magnetkraftmikroskopieuntersuchungen und XMCD-PEEM 

Messungen von Nanomagneten im Rahmen des EU-Projektes 

NAMASOS (6. Rahmenprogramm) 

Selbstorganisation durch Ionenbeschuss von 

Halbleiteroberflächen


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Reduktion von Stickoxiden 



Rückstände aus Entschwefelungsprozessen können zur Stickoxidreduktion in Abgasen 

von Zementwerken eingesetzt werden. 

Getestet werden derzeit sowohl feste Rückstände, die bei der 

Rauchgasentschwefelung in der Raffinerie Schwechat anfallen, 

sowie Lösungen aus Prozessen zur Herstellung von Pflanzenschutzmitteln. 

Bei Erfolg könnten auf der einen Seite Entsorgungskosten 

und auf der anderen Seite Kosten für Betriebsmittel 

eingespart werden. 

Bernd Hollauf 



Zur Person: 

Studium der Verfahrenstechnik 

Bei Entschwefelungsprozessen mittels Ammoniak entsteht ein 

Rückstand der im Wesentlichen aus Ammonium-Schwefel-Verbindungen 

besteht und daher idealerweise als Düngemittel eingesetzt 

werden kann. Zum Teil ist jedoch, bedingt durch Störstoffe 

oder zu niedrige Wertstoffgehalte, eine Verwertung nicht 

möglich. In Zusammenarbeit mit der Zementindustrie konnte 

gezeigt werden, dass derartige Entschwefelungsrückstände als 

Stickoxidreduktionsmittel verwendet werden 

können. 


Verwertung von Rückständen aus Müllverbrennungsanlagen 

Verwendung von Rückständen zur NOx-Reduzierung


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Spannungsrisskorrosion 



Werkstoffschädigung und -versagen durch Spannungsrisskorrosion (SRK) stellen bei 

modernen hochfesten austenitischen Stählen in vielen Einsatzgebieten zunehmend ein 

Problem dar. 

Elektrochemische Messungen gekoppelt mit 

Schall-Emissionsanalysen und Bruchmechanikversuchen 

sollen einen Aufschluss darüber geben, 

wie bei diesen Werkstoffen SRK initiiert wird und 

nach welchen Mechanismen der weitere Rissfortschritt 

vor sich geht. Mit verschiedensten Auswertemethoden 

vom mm- bis in den nm-Bereich soll 

das Verständnis über den Ablauf der Schädigung 

erweitert werden. 

Kooperationspartner: 

Stefan Holzleitner 


Analytische Chemie / MCL 


Zur Person: 

2000-2005 Studium Werkstoffwissenschaften 

Studienabschluss mit Rektor-Platzer-Ring und 

Würdigungspreis des bm:bwk 

Trotz vielfältiger Literatur ist der Wissensstand zu den 

SRK-Mechanismen und Einflussfaktoren unzureichend. 

Untersucht werden austenitische CrNiMo- und 

CrMnN-Stählen. Mittels Constant-Load und Slow- 

Strain-Rate Prüfanlage werden Basisdaten wie Grenzspannung, 

Standzeit und Bruchdehnung zur Beständigkeit 

der verschiedenen Werkstoffe gegenüber SRK in 

hochchloridhältigen Medien (MgCl 2 -Lösungen) ermittelt. 


Elektrochemische Untersuchungen von Edelstählen 

Chloridinduzierte SRK hochlegierter austenitischer CrNiMoNund 

CrMnN-Stähle 

Einfluss von Umgebungsmedien auf das bruchmechanische 

Werkstoffverhalten von hochlegierten Edelstählen 

Ortung lokaler Korrosionsvorgänge mittels Schallemissionsanalyse


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Die Berücksichtigung eventuell auftretender Bauteilfehler bereits in der Entwicklungsphase 

gestattet eine genauere Vorhersage des Betriebsverhaltens hochbeanspruchter 

Bauteile. 

Der Vergleich der FE-Simulation mit der analytischen Vorhersage 

nach der Richtlinie SINTAP zeigt das Potenzial des 

Einsatzes der numerischen Simulation im Damage Tolerant 

Design. 

Das Konzept des Damage Tolerant Design ist in der Luftfahrt- 

und Nuklearindustrie bereits weit verbreitet. Gegenwärtig 

werden die Forschungsarbeiten auf das Verhalten fehlerbehafteter 

Strukturen unter Ermüdungsbeanspruchung ausgedehnt, 

sodass auch im allgemeinen Maschinenbau und im Fahrzeugbau 

ein erfolgreicher Einsatz dieses Konzeptes möglich wird. 

Miraj M. Jan 



Zur Person: 

B.Sc. Mechanical Engineering, Univ. Peshawar 1996 

M.Sc. Nuclear Power Engineering, Univ. Karachi1998 

Scientific & Engg. Services, Pakistan bis 2005 

Damage Tolerant Design (DTD) berücksichtigt bereits in der 

Entwicklungsphase eventuell auftretende Bauteilfehler. Die 

Abbildung zeigt beispielhaft einen Druckbehälter mit mangelhaft 

ausgeführter Schweißnaht. Versagen kann durch Risswachstum 

oder plastisches Fließen des Restquerschnittes eintreten. Im 

vorliegenden Fall wird mittels Finite-Elemente-Simulation eine 

Lokalisierung der plastischen Verformung in zwei Scherbändern 

als Versagensmechanismus identifiziert. Die Grenzlast ist dann 

erreicht, wenn die Scherbänder vollständig ausgebildet sind. 



Maschinenbauliche Anwendungen der Schädigungs- und 

Bruchmechanik


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The Effect of Machining on the Surface Integrity 

The goal of this work is to identify a relationship between residual stresses, turning 

process parameters and fatigue behavior of components. 

The residual stress variation as a function of depth following 

machining at different feeds and nose radii of the 

tool was determined by a strain-gauge technique involving 

blind-hole drilling. The results show that an increase 

the feed rate tends to increase the compressive residual 

stresses and an increase in the nose radius leads to a 

decrease in compressive residual stresses. 

This study is supported by the Austrian Aeronautics 

Research and by the Pankl Racing Systems Group. 

Ataollah Javidi 



Zur Person: 

1996 – 2003 Diplomstudium MUL 

Seit 2003 Wissenschaftlicher Mitarbeiter 

Lehrstuhl für AMB 

The surface integrity produced by different machining 

procedures can significantly affect fatigue performance. 

Data are presented to show that the control of surface 

integrity is extremely important toward improving the 

reliability of highly stressed structural components. It is 

therefore necessary to quantify surface integrity properties 

as a function of machining conditions. 


Entwicklungsmethodik(Bearbeitungsverfahren „Drehen“) 

Untersuchung der Wirkungskette von 

- 

- 

- 

Fertigungsverfahren 

Randzoneneigenschaften 

Bauteilermüdungsverhalten


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Systemverhalten Gebirge-Ankerung 

Die systematische Ankerung des Gebirges ist eines der wesentlichen Stützmittel der 

Neuen Österreichischen Tunnelbaumethode (NATM). 

Spannungen in tangentialer Richtung 

um einen Hohlraum mit einer systematischen 

Ankerung für ein Materialverhalten 

mit Entfestigung im Post-Failure- 

Bereich. 

Ziel von Untersuchungen ist es, den Einfluss einer systematischen Ankerung 

auf das Systemverhalten Gebirge-Stützmittel in Reaktion auf das Ausbruchsgeschehen 

sowohl im prä- als auch im post-failure Bereich zu quantifizieren. 

Ein gängiger vereinfachender Ansatz in numerischen Berechnungen ist zum 

Beispiel die Homogenisierung der Ankerkräfte im modellierten Gebirge als 

Erhöhung der Kohäsion des geankerten Gebirgsbereiches. Gerade im tiefen 

untertägigen Hohlraumbau ist dieser Ansatz häufig als konservativ anzusehen. 

Numerische Berechnungen sowohl an Einzelankern, an geankerten 

und ungeankerten Modelkörpern und Tunnelmodellen in Kombination 

mit Laborversuchen und deren Vergleich mit Messwerten werden 

herangezogen, um ein umfassenderes Verständnis der Wirkungsweise 

des Systems Gebirge-Stützmittel-Hohlraum zu ermöglichen. 

Arbeitslinien von ungeankerten und geankerten 

Modellkörpern mit unterschiedlichen Materialmodellen 

in der numerischen Berechnung. 

Stefan Kainrath-Reumayer 

Lehrstuhl Subsurface Engineering 


Zur Person: 

Graduierung 2003 (MUL- Bergwesen) 

Arbeitslinien von ungeankerten und geankerten 

Modellkörpern mit unterschiedlichen 

Bewehrungsgraden im Modellversuch. (nach 

Feder) 

Tragfähigkeitserhöhung des geankerten Gebirgsbereichs 

durch Erhöhung der Kohäsion. 

Spannungen in radialer und tangentialer Richtung um 

einen Hohlraum bei unterschiedlichen Materialmodellen 

für das Gebirge. 


Untersuchung des Systemverhaltens Gebirge-Stützmittel im 

untertägigen Hohlraumbau. 

Bruchkörperentwicklung und Scherzonenbildung im untertägigen 

Hohlraumbau. 

Einfluss von geometrischen Imperfektionen auf das 

Tragverhalten von Tunnelschalen. 

Leistungsberechnungen im Tunnelbau.


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Semi-solid processing of an AlSi7 alloy 

The effect of a cooling slope on the semi-solid processing of an unmodified non-grain 

refined A357 AlSi7 alloy with an aim to improve as-cast properties has been investigated. 

Schematic representation of experimental set-up 

The following conclusions have been drawn from the results: 

- Contact time, shear force and surface contact between cooling 

plate and the melt are the dominant factors in the control of the 

microstructure, rather than inclination angle and cooling plate 

length, in the cooling slope technique. 

- A 40° inclination angle gave a condition where all the factors 

were optimum and the same microstructure was obtained 

regardless of the initial pouring temperature for a given constant 

contact time. 

- Microstructures observed were non-dendritic but also not globular 

in shape, the latter being characteristic of alloys with good 

thixotropic properties. 

Muhammad Kamran 

Chair of Casting Research 


The Author: 

2000: MSc (Engneering) NED UET, Pakistan 

2001-2003: University of the Punjab, Pakistan 

Since 2003: PhD student at MUL 

Semi-solid processing is a beneficial process due to its ability 

to form a near net shape and sound product with uniform and 

improved properties. The alloy was processed with pouring 

temperatures of 680, 660 and 640 °C on a graphite coated 

copper cooling slope, at inclination angles of 20°, 40° and 60° 

for different contact lengths. These channel lengths had equivalent 

contact times of 0.04, 0.09 and 0.13 seconds. The semisolid 

slurry was poured into a sand mould and the resultant 

microstructures compared. 

Research Work: 

- Casting behaviour of Al-alloys 

- Semi-solid proceesing 

- Anodizing of mild steel sheets 

- Enrichment of Iron Ores 

0.04 s 

0.09 s 

0.13 s 

Effect of contact time on microstructure


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Betriebsfestigkeit – TMF 



Charakterisierung der TMF, LCF und Kriecheigenschaften von Nichteisenmetallen 

(Nickel-Kupfer) und darauf basierende Materialmodellierung. 

Daher ist es nötig den Werkstoff auf seine Beständigkeit 

gegenüber TMF (Thermomechanischer Ermüdung), 

LCF (Kurzzeitfestigkeit) und Kriechen zu Charakterisieren. 

Da die Oxidation bei beiden Werkstoffen einen 

wesentlichen Teil beiträgt, entsteht eine breite Mischung 

an Einflüssen. 

Hubert Köberl 


Maschinenbau 


Zur Person: 

1991-1996 HTL- Kapfenberg 

1997-2005 Montanmaschinenwesen MUL 

Nickel wird im Allgemeinen als 

thermische Barriereschicht verwendet, 

wobei Kupferlegierungen oft als 

Trägermaterial dienen. 

Mit den gesammelten Prüfergebnissen kann somit eine Materialmodellierung 

abgeleitet werden, welche in weiteren Simulationen 

für div. Bauteile eingebunden werden kann. 

Forschungspartner: VAI 

Förderungsgeber: FFG 


Ermittlung des Ermüdungsverhaltens von Ni- und Cu- 

Legierungen anhand von TMF, LCF und Kriechen. 

Materialmodellierung für die Implementierung in 

Simulationsmodellen. 

Bestimmung von Schädigungsparametern für die 

Lebensdauervorhersage.


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Homogenization of AlMgSi-alloys 



Examination of the effect of homogenization treatment on precipitation hardening of 

aluminum alloys 6061 and 6082. 

AMAG rolling 

Austria Metall Aktiengesellschaft 

Ranshofen, Austria 

Susanne Koch 

Nichteisenmetallurgie 


Zur Person: 

2000 – 2005: Diplomstudium Werkstoffwissenschaften 

Homogeneous chemical composition and microstructure 

always is desired and seldom attained in practice. As-cast 

aluminum alloys tend to have high non-uniform microstructure. 

Features of the cast structure, which affect subsequent 

processing or properties, can be altered by the 

homogenization. 

The homogenized and non homogenized plates were 

produced according to the usual conditions and methods. 

Then, metallographic investigations, Brinell hardness 

measure ments and tensile tests were conducted and analyzed 

on both alloys. 


Aluminium und Aluminiumlegierungen 

Entwicklung und Optimierung von Al-Legierungen 

im KFZ-Bereich 

Metallografie


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Materialflusssimulation 



Entwicklung eines modular aufgebauten Supply Chain Modells mit Fokus auf die 

wesentlichen Materialflussprobleme in der Simulation (Dissertation). 

Basismodell Supply Chain nach SCOR 

(Quelle: www.supply-chain.org) 

Ziele der Arbeit: 

Modellierung von ausgewählten materialwirtschaftlichen 

Steuerungs- und Koordinationsmechanismen 

in der Supply Chain 

mittels der Software ARENA. 

Entwicklung eines modular aufgebauten 

Supply Chain Modells und Ausbau in Form 

eines Planspieles für didaktische Zwecke. 

Barbara Krenn 



Zur Person: 

1999-2004: Studium Gesteinshüttenwesen an der MUL 

seit April 2005: Dissertantin am Lehrstuhl Industrielogistik 

Simulationsmodell 

Es wird ein Supply Chain Modell entworfen, 

das in Anlehnung an SCOR modular 

aufgebaut ist. Es werden diverse Materialflussszenarien 

darstellbar sein, angefangen 

von verschiedenen Steuerungsprinzipien 

über Anliefermodelle bis hin zu Distributionsmodellen 

in der Supply Chain. 

Flexibilität der Modellbausteine und die 

Behandlung unterschiedlicher Materialflussprobleme 

der Supply Chain, wie z.B. 

der Bullwhip-Effekt, stehen dabei im Vordergrund. 


Materialflussmanagement 

Supply Chain Optimierung 

Operations Research


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Elisabeth Lackner 



Behältermanagement 

Bestimmungsfaktoren 

eines Behältermanagementsystems 



Gestaltungsempfehlungen für das 

Behältermanagement aus der 

Sicht der Logistik (Dissertation). 

Gestaltung und Lenkung logistischer Flüsse 

umfasst das Management von Behältern als 

Träger (Ladungsträger) der im Fluss zu steuernden 

Objekte (z.B. Kanban). 

Behältermanagement im Allgemeinen bezieht 

sich auf einen gezielten Einsatz und die Verwaltung 

von Mehrwegbehälterbeständen bzw. 

die Steuerung von Behälterkreisläufen in der 

Supply Chain. 

Um Bestimmungsfaktoren für Behältermanagement 

abgrenzen zu können, ist es 

vorab nötig, die wichtigsten Anforderungen 

an das Behältermanagement zu definieren und 

Schnittstellen zu bestimmen. 

Ziel der Dissertation: Entwicklung eines Evaluierungskonzeptes 

zur Beurteilung der Durchführbarkeit 

und Relevanz von Maßnahmen im 

Behältermanagement. 


Behältermanagement 

Internationale Logistik 

Zur Person: 

2003 Studienabschluss Exportorientiertes Management EU-ASEAN-NAFTA 

2004 Abschluss Gleichwertigkeitsstudium für Fachhochschulabsolventen an der MUL 

seit 2005 Forschungsstipendiat und wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl Industrielogistik


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Betriebfestigkeit-Werkstoffverbund 



Entwicklung eines Simulationsmodells für die Lebensdauerberechnung von Bauteilen 

aus Al/St Werkstoffverbund. 

Für die Ermittlung der Lokalen Spannungen (LS) wurde die 

Finite Elemente Methoden angewendet. Die LS sind notwendig 

um eine Bewertung der Lebensdauer an geometrisch komplexen 

Bauteilen durchführen zu können. 

Abdelrhani Lamik 


Maschinenbau, 


Zur Person: 

1996 - 1998 Universität Hassan II, Marokko 

1999 - 2004 Montanmaschinenwesen MUL 

Zur Verifizierung des aus der Literatur bekannten Verfestigungsverhaltens 

wurden am vorliegenden Werkstoff DC06 LCF-Versuche bei konstanter 

Spannung durchgeführt. 

Die sich verringernde Zunahme der plastischen Dehnung über der Lastspielzahl 

zeigt, dass eine starke Verfestigung von DC06 stattfindet. 

Forschungspartner: Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen 

Förderungsgeber: Austrian Research Centers, Österreichische 

Nationalstiftung 

Es ist eine Schwingfestigkeitserhöhung durch Umformung von ca. 200% 

gegenüber dem Lieferzustand zu erreichen. Folglich muss für Bauteile aus 

DC06 dieser dominierende Einfluss der Herstellung in einer rechnerischen 

Lebensdauervorhersage berücksichtigt werden. 


Ermittlung des Schwingfestigkeitsverhaltens von Al/St 

Werkstoffverbunden. 

Entwicklung eines Simulationsmodells für die Lebensdauervorhersage 

von Bauteilen aus Al6016-T4/DC06 Werkstoffverbund. 

Untersuchungen des Ermüdungsverhaltens von Schweißnähten 

hochfester Feinkornbaustähle


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Polymere Nanocomposites 



Herstellung von Nanocomposites auf Basis eines thermoplastischen Polymers mittels 

Melt-Compounding. 

Schichtsilikate sind aus mehreren tausend Elementarschichten aufgebaut, die eine 

Dicke von ca. 1 nm aufweisen. Werden diese Schichten voneinander getrennt und im 

Polymer homogen verteilt, ergeben sich durch das sehr hohe Längen-zu-Dicken-Verhältnis 

(aspect-ratio) der einzelnen Schichten Verbesserungen: 

- 

- 

- 

- 

- 

- 

- 

der mechanischen Eigenschaften 

der rheologischen Eigenschaften 

der thermischen Stabilität 

der Barriereeigenschaften 

im Brandverhalten 

der optischen Eigenschaften und 

der Kristallinität. 

Hierbei spricht man von exfolierten Nanocomposites. Bereits 

mit geringen Füllgraden von 3 – 5 gew% können so signifikante 

Verbesserungen der Materialeigenschaften erreicht werden. 

Um die Mischbarkeit des polaren Füllstoffs mit dem unpolaren 

Polymer zu gewährleisten, wird ein so genannter Compatibilizer 

eingesetzt. Wesentlich bei der Herstellung von Nanocomposites 

ist eine hohe Scherenergie, um die Schichten voneinander 

zu trennen und eine lange Verweilzeit, um die Schichten 

homogen im Polymer zu verteilen. Dies wird im laufenden 

Forschungsprojekt durch ein 2-Schritt Masterbatch-Verfahren 

erreicht. 

Stephan Laske 



Zur Person: 

2005: Abschluss Studienrichtung Kunststofftechnik 

seit 2005: Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut 

für Kunststoffverarbeitung 

2006: Verleihung des Huber&Suhner Preises 


Extrusion / Compoundieren 

Aufbereitung von Kunststoffen, Nanofüllstoffe 

Projektbearbeitung „PlaComp“ im Rahmen der österreichischen 

Nanoinitiative 

Werkstoffe auf Basis nachwachsender Rohstoffe, biologisch 

abbaubare Polymere 

Projektbearbeitung KPlus-Projekt II-3.4b an der Polymer 

Competence Center Leoben GmbH


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Thermomechanische Simulation eines 

PTFE-Bronze-Compounds 

Untersuchung des Einflusses der Verteilung der Bronzepartikel in der PTFE-Matrix auf 

den Reibbeiwert und den Wärmeleitkoeffizienten mit dem FE-Programm ABAQUS. 

Wärmestromdichte und Temperaturverteilung 

- 

- 

- 

- 

- 

- 

- 

thermische Kennwerte: 

statistische Verteilung der Wärmeleitfähigkeit des Compounds 

(Mittelwert und Varianz) 

mittlere Oberflächentemperatur und lokale Temperaturüberhöhung 

an der Oberfläche 

mechanische Kennwerte 

mittlerer Reibbeiwert 

mittlere Flächenpressung 

maximale Flächenpressung 

Die Arbeit entstand mit Unterstützung des PCCL am Lehrstuhl 

für Allgemeinen Maschinenbau. 

Andreas Leitgeb 



Zur Person: 

1999-2005 Studium Montanmaschinenwesendiverse Praktika bei 

Magna Steyr Fahrzeugtechnik, VA Bergtechnik, PCCL 

Zu diesem Zweck wurden mit Hilfe von Einheitszellen für 3 

verschiedene Bronzeanteile Monte-Carlo-Simulationen mit 

verschiedenen Verteilungen durchgeführt. Folgende Kennwerte, 

die mit Versuchsergebnissen sehr gut übereinstimmten, 

konnten damit für das Compound ermittelt werden: 

Verteilung der Flächenpressung 


Ermittlung bruchmechanischer Kennwerte in Abhängigkeit der 

Alterung bei Aluminiumlegierungen 

Materialmodellierung im Bereich LCF und TMF 

mikromechanische Simulation im Bereich Tribologie


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Stoffdaten und Simulation 



Eine Apparatur für die Messung von pvT-Daten bei hohen Abkühlgeschwindigkeiten 

wurde entwickelt, um verbesserte Stoffdaten für die Spritzgießsimulation zu erhalten. 

Für die Simulation des Spritzgießprozesses sind neben geeigneten 

physikalischen Modellen genaue Materialdaten für zuverlässige 

Ergebnisse notwendig. Die pvT-Daten beschreiben das Schwindungsverhalten 

von Polymeren und werden für die Berechnung 

des Verzugs von Spritzgießteilen benötigt. Zurzeit werden diese 

Daten nicht unter prozessnahen Bedingungen gemessen, was zu 

Abweichungen bei den Verzugsberechnungen führt. Daher wurde 

eine neue Messapparatur entwickelt, welche die Messung bei realitätsnahen 

hohen Abkühlraten erlaubt. 

Forschungsprojekt in Kooperation mit der 

Polymer Competence Center Leoben GmbH 

Thomas Lucyshyn 



Spritzgießen (Modellbildung) 

Zur Person: 

1993 – 1999: Studium Kunststofftechnik 

Seit 2000: Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für 

Kunststoffverarbeitung 

Simulationsrechnung 

Formteilauslegung 

Einfluss von Stoffdaten auf die 

Spritzgießsimulation


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Magnesiothermie im Zyklonreaktor 

Herstellung von Niobpulver durch magnesiothermische Reduktion von Nioboxiden 

in einem Zyklonreaktor zur besseren Regelbarkeit der stark exothermen Reduktionsreaktion. 

Companhia Brasileira de Metalurgia e Mineração 

Araxá - Brasilien 

Stefan Luidold 



Zur Person: 

94-01: Diplomstudium: Verfahrenstechnik des 

industriellen Umweltschutzes 

01-05: Doktorratsstudium: Nichteisenmetallurgie 

Seit 05: Wissenschaftlicher Mitarbeiter 

An Hand von Wärmebilanzen und durch praktische Versuche 

auf einer Laboranlage konnte gezeigt werden, dass sich 

die großen freiwerdenen Wärmemengen bei der magnesiothermischen 

Reduktion über das Gas-/Feststoffverhältnis 

und eine geeignete Gasvorwärmung gut kontrollieren lassen. 

Weiters weisen derart hergestellte Niobpulver große spezifische 

Oberflächen auf, wie es Bedingung für deren Anwendung 

in Feststoff-Elektrolytkondensatoren ist. 


Herstellung und Anwendung von Refraktärmetallen und 

Ferrolegierungen 

Herstellung von Metallpulver (Verdüsung) 

Reduktionsmetallurgie 

Zyklon-, Wirbelschicht-, und Drehrohrtechnologie 

Thermodynamische Berechnungen (HSC, FactSage) 

Thermische Analysen


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Forschung am Lehrstuhl für 

Materialphysik und am Erich Schmid 

Institut für Materialwissenschaft 

Das Querschnittsprofil rotierender Objekte wird mit einem einzelnen Lichtschnittmesskopf 

vermessen. Dazu werden über den gesamten Umfang die lokalen Krümmungen 

des Objekts bestimmt und daraus die Profilform rekonstruiert. 

Der Lehrstuhl für Materialphysik und das Erich Schmid Institut für Materialwissenschaften (ESI) in Leoben 

beschäftigen sich vornehmlich mit den Eigenschaften komplexer Materialien von der Makro-bis zur Nanodimension. 

Das Institut ist international in den Bereichen Synthese neuer nanokristalliner Materialien durch 

Hochverformung, in der Analyse von Verformungs- und Brucheigenschaften in Massivwerkstoffen und in der 

Erforschung mechanischer Größeneffekte, z.B. in miniaturisierten Materialien, erfolgreich tätig. Eine enge 

Zusammenarbeit mit Industriepartnern besteht. 

Lehrstuhl für Materialphysik und 

Erich Schmid Institut für 

Materialwissenschaft 

Zum Institut: 

Leiter: Univ. Prof. Dr. Gerhard Dehm 

Stv. LMP: Univ. Prof. Dr. Ingomar Jäger 

Stv. ESI : Univ. Prof. Dr. Reinhard Pippan 


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Plastizität und Bruch 

Hochverformung 

Mikro- und Nanomechanik 

Komplexe Materialien 

Mikro- und Nanostruktur


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Herstellung von NEM-Pulvern 



Charakterisierung und Weiterentwicklung einer Zerstäubereinheit zur Herstellung 

von NEM-Pulvern. Erzielung einer höheren Betriebsicherheit, bei geringerem Zerstäubungsgasbedarf 

und feinerem Korngrößenspektrum. 

Wasserverdüsungseinrichtung 

Die Analyse des Korngrößenspektrums vom Wassersprühkegel 

sowie in weiterer Folge des Zinnpulvers erfolgt mittels Laserbeugungspektrometrie 

(Sympatec Helos, Cilas Quantachrom). 

Bei der Durchführung der Versuche wird die statistischer Versuchsplanung 

und Auswertung herangezogen. 

Kooperationspartner: Gefördert durch: 

Birgit Matl 



Zur Person: 

Studium der Verfahrenstechnik, seit Mai 2003 wissenschaftliche 

Mitarbeiterin auf der Nichteisenmetallurgie 

Ziel des gegenständlichen Forschungsprojektes ist es, den Einfluss 

der geometrischen sowie anlagentechnischen Parameter 

auf die Korngrößenverteilung einer Zerstäubereinheit zu untersuchen, 

bei der die flüssige Phase durch eine Schlitzdüse zugeführt 

wird. Als wichtige Einflussgrößen gelten hier der Gasdruck 

bzw. die Gasmenge, der Flüssigkeitsdurchsatz und die Position 

der Gasdüsen. Zur Systemanalyse wird ein Wassermodell und 

eine Pilotanlage zur Zinnpulverherstellung eingesetzt. 




Verfahrensentwicklung und Optimierung 

- MR-Schlitzdüse: Zerstäubung von NEM 

- Tribojet-Zerstäuber: Aufarbeitung von Zwischenprodukten 

- Flashreaktor: Dehalogenierung von Stahlwerksstäuben


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Strangguss von Stahl 



Mehrphasensimulation: Modellierung der deformationsinduzierten Verringerung von 

Makroseigerungen sowie Schrumpfungsporositäten während der Softreduktion von 

Stahl. 

Abb.1: Schematische Lage der Softreduktion sowie die Grundidee des 

verwendeten Modells mit den berücksichtigten Mechanismen 

ein Simulationstool erarbeitet, das die Entstehung und 

Beeinflussung von Makroseigerungen im Bereich der Softreduktion 

beschreibt, wobei die dynamische Interaktion 

der einzelnen Phasen sowie die Strangschalenverformung 

während der Softreduktion berücksichtigt wird. 

[1] K. Miyazawa, K. Schwerdtfeger, Arch. Eisenhüttenwesen, 52 (1981) 415-422 


Florian M. Mayer 




Zur Person: 

Studium Werkstoffwissenschaft 

Wissenschaftlicher Mitarbeiter im CD-Labor seit 2004 

Beim Strangguss von Stahl kommt es zu Konzentrationsinhomogenitäten 

(Seigerungen) über den Strangquerschnitt. 

Diese Makroseigerungen stellen, da sie beispielsweise 

beim Walzen an die Blechoberfläche kommen können, 

eine Qualitätsreduzierung dar und sollten minimiert 

werden. Eine gängige Möglichkeit stellt die Softreduktion 

dar. Dabei wird der Führungsrollenabstand leicht (soft = 

etwa 1mm pro m Stranglänge) und kontinuierlich reduziert, 

die für die Seigerungsentstehung verantwortlichen 

Schmelzenströmungen im Stranginneren beeinflusst und 

die Seigerung minimiert. Im Rahmen der Arbeit wird 

Abb.2: Typisches Konzentrationsprofil über den Brammenquerschnitt 1 


CFD „Computational Fluid Dynamic“ 

Makroseigerungsentstehung beim Strangguß von Stahl 

FSI - Fluid Structure Interaction (Verformungsberechnung 

mittels ABAQUS, Strömungsberechnung mittels FLUENT, 

Kopplung der Softwarepakete mittels MpCCI) 

Näheres unter: http://www.smmp.at.hm


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Markscheiderisch-hydrographische Vermessung von 

Binnengewässern 

Entwicklung von geeigneten Messsystemen zur markscheiderisch-hydrographischen 

Vermessung von Binnengewässern, Erfassung und Dokumentation der dreidimensionalen 

Sohlentopographie. 

Die Systeme stellen eine Kombination von Echoloten, 

Satellitenmesssystemen (GPS), Telemetrie und der 

zugehörigen Software zur Erfassung, Auswertung und 

Darstellung der Daten dar. 

Gerhard Mayer 



Reinfried Pilgram 



Entwicklung und Anwendung von weitgehend automatisierten 

Messsystemen zur markscheiderisch-hydrographischen 

Vermessung von Gewässern. 

Die Systeme ermöglichen die Erfassung der Sohlentopographie 

und der sedimentären Bedeckung des 

Gewässerbodens sowie deren graphische Darstellung. 


- Markscheiderisch-hydrographische Arbeiten bei der Sandund 

Kiesgewinnung aus fließenden und stehenden Gewässern 

- Markscheiderische und geotechnische Überwachungsmessungen 

an Hängen und Böschungen und im Wasser


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Warmarbeitsstähle 



Einfluss der Mikrostruktur auf die mechanischen Eigenschaften von Warmarbeitsstählen 

in Abhängigkeit von der Abkühlgeschwindigkeit. 

Das Ziel ist es, ein tiefgehendes Verständnis der Abhängigkeit 

der mechanischen und thermo-physikalischen Eigenschaften 

von der Mikrostruktur zu erhalten. Zur Einstellung 

eines definierten Gefüges (Martensit, Bainit oder 

Mischgefüge) wird das Probenmaterial systematischen 

Wärmebehandlungen unterzogen. Dazu werden Warmarbeitsstähle 

unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung 

verwendet. 

Zur Charakterisierung werden neben den mechanischen 

Tests (Zugversuch, instrumentierter Kerbschlagversuch, 

K Ic -Versuch) und der Standardmetallographie auch verschiedene 

mikroskopische Untersuchungsmethoden 

(Licht-, Elektronenmikroskopie) angewandt. 

Svea Mayer 




Zur Person: 

1999-2005 Studium Werkstoffwissenschaft 

seit 2005 Dissertantin 

seit 1.4.2006 Stipendiatin der Österreichischen 

Akademie der Wissenschaften 

Warmarbeitsstähle werden bevorzugt zur Verarbeitung von Leichtmetalllegierungen, 

als Warmfließpress- und Druckgießwerkzeuge eingesetzt. Um den 

An forderungen im Einsatz zu genügen, müssen diese Stähle ausgezeichnete 

mechanische und thermo-physikalische Eigenschaften aufweisen. Diese sind 

von der chemischen Zusammensetzung, der Wärmebehandlung während des 

Herstellungsprozesses und der damit verbundenen Mikrostruktur, die in einem 

großen Werkzeug durch die verschiedenen Abkühlgeschwindigkeiten im Bereich 

zwischen Probenmitte und -oberfläche variiert, abhängig. 


Einfluss der Gefügeausbildung auf die mechanischen und thermo-physikalischen 

Eigenschaften 

Einfluss der Legierungselemente auf das Umwandlungsverhalten 

Mikrostrukturelle und fraktographische Untersuchungen 

Für die finanzielle Unterstützung der Österreichischen 

Akademie der Wissenschaften durch das Doktorandenstipendium 

und der Böhler Edelstahl GmbH sei gedankt.


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Das Projekt 

γ-TiAl Legierungen haben großes Potential 

Ni-Basislegierungen in Luftfahrts- und 

Automotivanwendungen abzulösen. Dazu 

muß jedoch deren Oxidationsbeständigkeit 

erhöht werden. In INNOVATIAL (Gesamtbudget 

~13M€) wird daher versucht mittels 

geeigneten Beschichtungen γ-TiAl wirkungsvoll 

und nachhaltig zu schützen. An 

dem Projekt sind europaweit 25 Universitäten 

und Firmen beteiligt. Die Hauptaufgaben 

in Leoben sind Schichtentwicklung 

und thermische Analyse. 

EU-Projekt INNOVATIAL 



Hochtemperaturbeständige nanostrukturierte und intermetallische Schichten für 

Bauteile aus γ-TiAl. 

Schichtsysteme 

Neben auf Al basierenden intermetallischen 

Schichten, wie sie ähnlich bereits 

in Turbinen Anwendung finden,werden in 

Leoben nanostrukturierte Nitridschich- 

Für INNOVATIAL forschen am Department Metallkunde und 

Werkstoffprüfung: Doz. DI Dr Paul Mayrhofer (links) 

DI Martin Moser (mitte), DI Florian Rovere (rechts) 

Ab-inito Modellierung 

Werkstoffmodellierung mittels ab-inito erlaubt eine 

Vorauswahl möglicher Legierungselemente, die 

Simulation von Umwandlungsprozessen während 

des Einsatzes sowie die Berechnung von Materialkennwerten 

wie Gitterparameter oder elastische 

Eigenschaften. 

Rechts: Ab initio berechnete Elektronendichteverteilung in der (200) Ebene für fcc 

HfN, TaN, NbN, TiN, TiB und AlN, sowie in der (11-20) Ebene für hcp TiB 2 und AlN. 

Der Farbcode zeigt die Veränderung in e - /Å 3 . Die typische Elektronendichteverteilung 

von metallischen, ionischen und kovalenten Bindungstypen ist im unteren Teil des 

Bildes dargestellt. 

ten entwickelt, die sich durch 

Selbst-Organisation während der 

Beschichtung und Selbst-Adaption 

bei der Anwendung auf die Einsatzbedingungen 

einstellen. 


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Thermische Stabilität 

Das Teilprojekt ‚Thermische Stabilität‘ wird 

vom Department Metallkunde geleitet. Die 

Aufgabe ist es thermisch aktivierte Umwandlungs-, 

Oxidations- und Zerfallsprozesse der 

verschiedenen Schichtsysteme in INNOVA- 

TIAL zu identifizieren, deren Eckdaten zu 

quantifizieren sowie Optimierungsmöglichkeiten 

aufzuzeigen. 

Unten: Hochtemperatur-Röntgendiffraktogramme dreier intermetallischer Al-Au Schichten. Die Messungen 

wurden isotherm bei den angegebnen Temperaturen durchgeführt, die Intensiäten sind mittels Farbcode 

dargestellt. 

Links: Dynamische Differenz-Kalorimetrie (DSC) Untersuchung 

und Härteverlauf als Funktion der Auslagertemperatur. Durch 

Spinodale-Entmischung (AlN, TiN) aus einem übersättigten 

Mischkristall (TiAlN) kommt es bei Temperaturen zwischen 

750°C und 1000°C zu einem Härteanstieg. 

P.H. Mayrhofer, et. al, Appl.Phys. Let., 83(10), 2049 (2003). M.Moser, unpublished, 2006 

Metallkunde & Werkstoffprüfung 

P.H. Mayrhofer et. al, Adv. Eng. Mat. (7) 2005, 1071 

Nanostrukturierte Materialien 

PVD Beschichtungen 

Thermische Stabilität und Verfestigungs-mechanismen von 

Schichtenwerkstoffen 

Herstellung, Stabilität und Entmischung übersättigter Mischkristalle 

und metastabiler Phasen 

Thermische Analyse (DTA, DSC, TGA) von funktionellen 

Schichten 

Ab Initio Berechnungen


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Heterogeneous Nucleation 

Mechanisms in Al Alloys 



This study employs the metallic glass technique to investigate nucleation mechanisms 

on heterogeneous TiB 2 particles in Al alloys with an aim to develop more potent grain 

refiners. 

Grain refined and non 

grain refined sample 

Melt-spinner 

Al-5Ti-1B rod: (a) TiB 2 particle; (b) Al 3 Ti particle; (c) Al matrix 

Results indicate that Al nucleates on the basal faces of boride 

particles. Dissolved Al 3 Ti particles from the rod provide excess 

Ti in the melt. HRTEM of the boride interface has revealed 

Al 3 Ti monolayers approximately 1 nm thick. Microchemical 

STEM analysis shows that Ti seggregates to the boride interface. 

The Al 3 Ti layers are believed to be a requisite for potent 

nucleation at low undercoolings due to a reduction in lattice 

mismatch with the Al. 

Brian McKay 

Chair of Casting Research 


Zur Person: 

1997-2001 DPhil. Oxford University 

2002- 2003 Postdoc University of Manchester 

Institute of Science and Technology (UMIST) 

2003 - Present University Assistant MUL 

In cast houses and foundries it is common to grain refine Al 

alloys. This results in a small uniform equiaxed grain structure 

which can facilitate casting practice and improve mechanical 

properties in the final as-cast product. The most common grain 

refiner used in industry is Al-5Ti-1B rod. The rod contains 

hexagonal TiB 2 platelets and Al 3 Ti particles distributed within an 

Al matrix. 

Heterogeneous nucleation on the boride particles has been 

examined using the metallic glass technique. This technique 

freezes the growth of the nuclei at an early stage within a glass 

matrix by rapidly quenching the melt using a melt-spinner. 

The nuclei are embedded within a glass which readily permits 

examination of the nucleation events by electron microscopy. 

TEM micrograph of Al nucleating 

on boride particle 

HRTEM micrograph of boride 

interface. 


Characterisation techniques: HRTEM, TEM, STEM, SEM, FIB, 

EDX, EBSD, DSC, and XRD. 

Casting Techniques 

Grain Refinement 

Metallic Glasses 

Al and Mg Aerospace Alloys


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Photonische Kristalle 



Bei der Herstellung Photonischer Kristalle (PhC) sind Abweichungen von der 

perfekten Periodizität unvermeidbar. Es gilt deren Auswirkungen zu erforschen. 

δ= 0.01 a δ = 0 

Links: Transmission durch einen PhC mit Unordnung. Es tritt zusätzlich diffuse Ausbreitung 

und eine Komponente mit positiver Brechung auf. Rechts zum Vergleich der 

perfekte Kristall mit ausschließlich negativer Brechung. 

Partner : 

Univ. Doz. Dr. Kurt Hingerl, 

Christian Doppler Institut für 

Oberflächenoptische Methoden, 

Universität Linz. 

Dr. Rados Gajic, Institut für Physik, 

Belgrad, Serbien. 

Ronald Meisels 



Zur Person: 

Vorherige Tätigkeiten: 1983-1993 Univ. Wien, 

1987/8 Imperial College London 

Am Beispiel einer periodischen Anordnung 

von Al 2 O 3 Stäbchen für einen PhC wird die 

Auswirkung von positioneller Unordnung 

erforscht. Die Position eines Stäbchen wird 

um einen zufälligen Wert |δ x,y |


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Thermodynamische Modellierung des 

Elementverhaltens bei der 

Herstellung von Sekundärkupfer 



Um das Verhalten der Begleitelemente bei der pyrometallurgischen Sekundärkupfererzeugung 

verstehen und beeinflussen zu können, werden detaillierte thermodynamische 

Berechnungen mit Hilfe der Software FactSage® durchgeführt. 

Im Rahmen des Forschungsprojektes erfolgt der 

Einsatz der speziell für kupferreiche Legierungen 

entwickelten Lösungsdatenbank „FactSage 

FScopp copper alloy database“, welche auf der 

SGTE Solution Datenbank basiert. Die Ermittlung 

von Aktivitätskoeffizienten der wichtigsten 

Begleitelemente im flüssigen Metall (Fe, Ni, Pb, 

Sn, Zn, As, Sb) sowie deren Oxide in der flüssigen 

Schlacke, stellt die Basis für die Optimierung 

der Prozesse in der Sekundärmetallurgie von 

Kupfer dar. 

Durch die Berechnung des Metall-Schlackengleichgewichtes wird dann in weiterer Folge 

auf die Verteilungszahlen geschlossen. Zusätzlich wird der Einfluss des gelösten Sauerstoffs 

auf das Begleitelementeverhalten dargestellt, wobei die wesentlichen Variationsparameter 

die Temperatur und die Zusammensetzung des Metalls bzw. der Schlacke sind. 

Verwendete Software: FactSage® - The Integrated Thermodynamic Databank System 

Autoren: T. Messner, S. Pogatscher, H. Antrekowitsch, J. Pesl 

Thomas Messner 



Zur Person: 

1996 – 2003 Studium Entsorgungs- und Deponietechnik, 

seit 2003 wissenschaftlicher Mitarbeiter im CD-Labor für 

Sekundärmetallurgie der Nichteisenmetalle 

In Kooperation mit: 


Auffindung von Gesetzmäßigkeiten und Wechselwirkungen in 

den untersuchten Aggregaten (Schachtofen, Konverter und 

Flammofen) 

Modellhafte Abbildung oben angeführter Öfen bzw. des 

Gesamtsystems


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Untersuchung des Einflusses der 

Vortriebsmethodik auf das Gebirge um einen 

tunnelförmingen Hohlraum 

Im Rahmen des EU-Projektes TUNCONSTRUCT werden die Ein- und Auswirkungen 

verschiedener Vortriebsmethoden auf das den Hohlraum umgebende 

Gebirge untersucht. 

Am TUNCONSTRUCT Projekt sind 41 Partner aus 11 europäischen 

Ländern beteiligt. Koordiniert wird das Projekt von 

Institut für Baustatik der TU Graz. Direkte Partner der Montanuniversität 

sind die VÖEST-Alpine Bergtechnik Zeltweg und die 

TU Kreta. 

Ziel des TUNCONSTRUCT Projektes ist die Effizienzsteigerung 

des europäischen Tunnelbaus durch eine Kosten- und Bauzeitreduzierung 

um 30%, eine Reduzierung der Umfallsrate um 

50% und eine Steigerung der Umweltfreundlichkeit. 

Peter Moser 



Elke Schöffmann 



Das Hauptaugenmerk der Untersuchungen liegt dabei im 

Vergleich maschineller Vortriebsmethodik durch Teilschnittmaschinen 

und konventioneller Vortriebstechnik mittels 

Bohr- und Sprengarbeit. Bei beiden Vortriebsarten wird das 

Gebirge um den Hohlraum direkt durch den Materialabbau 

und durch dabei entstehende Erschütterungen indirekt 

beeinträchtigt. 

Ziel der Arbeit ist die Entwicklung eines Modells, das eine 

Verbindung der Einwirkungen der Vortriebsmethodik mit 

deren Auswirkungen im Gebirgskörper herstellt. 

Christian Heiss 



Florian Egger 


Student


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Dissolution Behaviour of Copper Anodes 

with high Impurities Content 



Investigation on the influence of some impurity elements on the passivation of copper 

anodes and floating slime formation during copper electrorefining. 

Current density – potential ( i – E ) profiles 

Potential – time ( E – t ) profiles 

Partner: Norddeutsche Affinerie 

Zaki Mubarok 



Zur Person: 

2002 – 2005 : Doktoratstudium, ÖAD Stipendium am Institut 

für Nichteisenmetallurgie 

Seit 2006: Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut 

für Nichteisenmetallurgie 

Anode passivation, floating slime formation and its negative 

consequences may occur during electrorefining of copper 

anodes containing high nickel, tin and antimony. Electrochemical 

measurements using potentiostat (potentiodynamic and 

galvanostatic polarisations), lab scale electrolysis tests and SEM- 

EDX-XRD analyses have been conducted to elucidate the problems. 

SEM micrographs of passive surfaces on the anode containing high Ni, Sb and Sn 


Copper electrorefining, 

passivation behaviour of copper anodes, 

electrochemical measurements, 

floating slime, 

microscopic analysis.


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Geophysik & Archäologie 



Anwendung von geophysikalischen Messverfahren zum Auffinden und zur genauen 

Erkundung von archäologischen Objekten. Der Autor beschäftigt sich speziell mit den 

Möglichkeiten der geoelektrischen Messmethode. 

Ergebnis einer geoelektrischen Kartierung einer frühchristlichen Kirche in der ehemaligen 

römischen Provinzhauptstadt VIRUNUM 

Diese Untersuchungen werden im Rahmen einer 

Arbeitsgruppe von Prof. Erich Niesner (Schwerpunkt 

Geoelektrik) und Prof. Robert Scholger 

(Schwerpunkt Geomagnetik) in enger Kooperation 

mit Herrn Univ. Doz. Dr. Heimo Dolenz MA vom 

Landesmuseum Kärnten durchgeführt. 

Die Feldmessungen wurden von Studenten/innen der Angewandten Geowissenschaften im Rahmen eines 

Feldpraktikums durchgeführt 

Erich Niesner 



Zur Person: 

Ao.Prof., Studium der Technischen Physik an der TU-Graz, 

Dissertation an der MUL über SIP-Verfahren, Habilitation an 

der MUL für „Angewandte Geophysik“. 

Ausgrabungsbefund 

Rekonstruktion des 

Grundrisses der römischen 

Basilika (Dolenz 

2006) 


Geoelektrische und elektromagentische Messverfahren. 

Spektrale Induzierte Polarisation (SIP) 

Geophysikalische Bohrlochmessungen – Auswerteverfahren 

und Entwicklung neuer Sonden 

Ingenieurgeophysik und archäologische Prospektionsmethoden 

Softwareentwicklung


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On-Site Datenerfassung 



Durch die langfristige Datenerfassung des Betriebsgeschehens in einem Tagebau 

eröffnen sich umfassende Möglichkeiten zur wissenschaftlichen Analyse und 

Optimierung der Prozesse. 

Das Betriebsgeschehen in einem Tagebau ist durch die 

Variabilität der natürlichen Gegebenheiten des Gebirges 

und der Lagerstätte, aber auch der organisatorischen 

Randbedingungen gekennzeichnet. Kurzfristige Einzelmessungen 

sind daher wenig aussagekräftig. 

Durch die Verlagerung der Erfassung vor Ort kann ein 

deutlich längerer Zeitraum in Betracht genommen werden, 

wodurch trotz Meßungenauigkeiten und Erhebungsfehler 

signifikante Zusammenhänge gefunden werden 

können. Voraussetzung ist ein für die Mitarbeiter handhabbares 

Werkzeug, das gegebenenfalls auch elektronisch 

vorliegende Daten einbinden kann. 

Mit dem numehr bereits mehrjährigen Einsatz in mehreren Betrieben konnte das Potential der Verbesserung 

mit dieser Vorgehensweise nachgewiesen werden. Diese betreffen alle Haupttätigkeitsbereiche eines Tagebaubetriebes, 

insbesondere aber Sprengtechnik, Förderleistung, Qualitätssteuerung, Lagerstättenausbringen, 

Maschinenverfügbarkeit und -auslastung. 

Beispiel Sprengen 

Verringerung der Sprengerschütterungen durch 

Anpassungsmaßnahmen 

Thomas Oberndorfer 

Bergbaukunde 


Zur Person: 

Studium Bergwesen an der MUL, Auszeichnung der Diplomarbeit 

mit dem „Hans Röver“ Preis und der 

Disseration mit dem „Fuglewitsch“ Preis 

Beispiel Bohren 

Nachhaltige Verringerung des Bohraufwandes ohne Beeinträchtigung der nachgeschalteten 

Systeme 


Datenerfassung und Datenanalyse zur Prozessoptimierung. 

Lagerstättenmodellierung, insbesondere Einsatz numerischer 

Verfahren 

Optimale Tagebauplanung unter ökonomischen und ökologischen 

Rahmenbedingungen 

Visualisierung von Tagebauprojekten 

Planung von Sprenganlagen unter Einsatz moderner 

Vermessungsmethoden.


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Stahlwerksstaub-Recycling 



Optimierung und Weiterentwicklung der ersten industriell im Einsatz befindlichen 

RecoDust-Anlage zum Recycling von Stahlwerksstaub bei der Böhler Edelstahl GmbH. 

Projektziele: 

- Optimierung des Flash-Reaktors hinsichtlich: 

- ZnO-Qualität 

- Staubaustrag 

- Einschmelzverhalten 

- Energieverbrauch 

- Feuerfest-Material 

- Entwicklung des Reduktionsaggregates InduCarb 

zur industriellen Reife 

Dieter Offenthaler 



Zur Person: 

00-06 Diplomstudium Metallurgie 

seit 06 Doktoratsstudium 

RecoDust ist ein neu entwickeltes, 2-stufiges Verfahren 

zur Aufarbeitung von zinkhältigem Stahlwerksstaub. Im 

ersten Schritt wird der Staub oxidierend im Flash-Reaktor 

eingeschmolzen und gleichzeitig von flüchtigen Bestandteilen 

wie Halogenen oder Alkalien befreit. Die anschließende 

Reduktion der flüssigen Zwischenschlacke in einem 

induktiv beheizten Koksbett (InduCarb) ermöglicht die 

Rückgewinnung des Zinks über die Dampfphase sowie des 

Eisens und weiterer Legierungselemente (Mo, Ni, V, Cr,...) 

in Form einer Fe-Legierung. Die anfallende Restschlacke 

findet als hydraulisches Bindemittel Verwendung. 


- Recycling von Stahlwerksstaub 

- Fluor-, Chlorproblematik 

- Aufarbeitung von Wälzschlacke 

- Schlackenreduktion (Eisenbad, InduCarb) 

- Platinrückgewinnung aus Katalysatoren 

- Thermodynamik (FactSage, HSC)


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Schopfvermessung 



Messungen zur Rissdetektion an Schopfstirnflächen mittels Lichtschnittverfahren. 

Lichtschnittverfahren. 

Beim Lichtschnittverfahren wird eine 

Lichtlinie (Laserlinie) unter einem 

Winkel auf das Messobjekt projiziert. 

Eine Kamera über dem Objekt sieht 

ein Bild, das einem Schnitt von Laserebene 

und Messobjekt entspricht. 

Daraus läßt sich die Höhe des Objektes 

ableiten. 

Die Oberfläche wird aus einzelnen 

Lichtschnitten rekonstruiert. 

Ronald Ofner 

Lehrstuhl für Automation 


Peter Schalk 



Das Projekt umfasst die Entwicklung, Errichtung und Erprobung 

einer Anlage in der Fertigung zur Detektion von Rissen an der 

Schopfstirnfläche von Knüppeln. Ziel ist eine Schnittoptimierung. 

Detektierter Riss 

3D- Rekonstruktion der Stirnfläche 


Digitale Bildverarbeitung 

Automatisierungstechnik 

Bildverarbeitung in industrieller und rauer Umgebung. 

Kalibrierverfahren bildgebender Systeme.


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Flotative Aufbereitung von Filterstaub 

Durch die Abtrennung von schwermetallbelasteten Phasen sollen Entsorgungskosten 

gesenkt werden. 

Die Grobfraktion des Filterstaubes (> 200 μm) 

Zusätzlich wird versucht, mit dem physikalischchemischen 

Verfahren der Flotation solche 

Trennungsprodukte zu erzeugen, die sich nach 

Möglichkeit auch wieder für Einsatzstoffe in der 

Industrie eignen. 

Die Zwischenergebnisse lassen erwarten, dass 

diese Ziele erreicht werden können. 

Wolfgang Öfner 

Lehrstuhl für Aufbereitung 


Zur Person: 

Studium Bergwesen an der MUL, anschließend als 

Projektmitarbeiter am Lehrstuhl für Aufbereitung 

Der vorliegende Filterstaub stammt aus der Abgasreinigung 

einer Industrieanlage. Er enthält u.a. schwermetallbelasteten 

Herdofenkoks, der für den unbehandelten 

Staub hohe Deponierungskosten verursacht. 

Durch seine Abtrennung soll primär ein unbelasteter 

Restabfall erzeugt werden, der deutlich günstiger entsorgt 

werden kann. 

Flotationsversuch im Labor 


Zerkleinerung von mineralischen Rohstoffen 

Anwendung der Aufbereitungsverfahren zur Abfallbehandlung 

Bilanzierung und Simulation von Aufbereitungsprozessen


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Pawlow‘sche Steuerungen 



Motiviert durch Beobachtungen der Konditionierung durch Belohnung und Bestrafung, 

untersuchen wir Algorithmen für das Erlernen von optimalen Steuerungen mittels 

„Reinforcement“. 

Das Ziel unserer neuen Arbeit ist aber, eine hohe Qualität der 

Steuerung auch während der Lernphase zu garantieren. Die 

Schwierigkeit dabei ist zu entscheiden, wann es sich rentiert, 

eine Steuerung weiter zu testen bzw. wann man sich mit den 

bisher gefundenen Steuerungen zufrieden geben soll. 

Bild rechts: Nach wenigen Schritten ist das Resultat noch 

zufällig, während nach vielen Schritten fast alle Algorithmen 

eine optimale Steuerung gefunden haben. Der Vorteil unseres 

Algorithmus lässt sich im mittleren Bereich feststellen, wo die 

durchschnittliche Performance signifikant über der der anderen 

Algorithmen liegt. 

Ronald Ortner 



Zur Person: 

2000 – 2002 Produktionslogistiker bei Infineon Tech. 

2002 Assistent am Inst. f. Mathematik C der TU Graz 

Im sogenannten Reinforcement Learning gilt es, ein Steuerungsproblem 

durch Auswerten von erfolgreichen und erfolglosen 

Versuchen zu lösen. Das heißt, für verschiedene Steuerungen 

erhält man positives bzw. negatives Feedback, das auch oft 

einem zufälligen Einfluss unterliegt. Es ist nicht verwunderlich, 

dass durch eine genügend große Anzahl von Versuchen eine 

optimale Steuerung ermittelt werden kann. 

Literatur: 

[1] P. Auer and R. Ortner, Logarithmic Online Regret Bounds for Undiscounted Reinforcement 

Learning, accepted for Neural Information Processing Systems (NIPS) 2006. 

[2] P. Auer, R. Ortner, and T. Jaksch, Empirical Evaluation of a New Reinforcement 

Learning Algorithm, Technical Report 2006. 


Künstliche Intelligenz 

Reinforcement Learning 

Markov Decision Processes


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Quantentransport Simulation 



Mit einem von uns entwickelten Netzwerkmodell wird sowohl die verlustfreie als 

auch die verlustbehaftete elektrische Leitfähigkeit von Halbleitermikrostrukturen 

simuliert. 

Internationale Partner: 

- R.G. Mani, Gordon McKay Laboratory of Applied Science, 

Harvard University, Cambridge, USA 

- Y. Ochiai, Dept. of Materials Technology, Chiba Univ. Japan 

- S.Komiyama, Dept. of Basic Science, University of Tokyo, 

Japan 

- D.K. Maude, Hochfeld Magnetlabor (CNRS) Grenoble, 

Frankreich 

Aktuelle Referenz: J. Oswald and M. Oswald, J. Phys.: Condens. 

Matter 18, R101-R138 (2006) 

Josef Oswald 



Zur Person: 

Habilitiert seit 1997, bisher 8 Dissertationen und 12 

Diplomarbeiten im Rahmen der eigenen Forschungstätigkeit 

betreut 

Die quantenphysikalischen Eigenschaften der Stromleitungsmechanismen 

werden in künftigen mikroelektronischen Bauteilen eine wichtige Rolle spielen. 

Aus der Untersuchung der Physik des Quanten-Hall-Effektes (Nobelpreise 

für Physik 1985 an K.v.Klitzing und 1998 an Laughlin, Störmer u. Tsui) 

kann man sehr viel über die Grundlagen des quantisierten Stromtransportes 

lernen. Wir haben ein Rechenmodell entwickelt, welches weltweit als erstes 

und einziges in der Lage ist, den Quanten-Hall-Effekt für realistische Probenstrukturen 

zu simulieren. 

Das Bild links zeigt (a) ein Element unseres Netzwerkmodells im Vergleich mit (b) einer Ersatzschaltung aus klassischen 

Widerständen. 

Die mit P bezeichneten kleinen Kreise markieren Stellen, an denen quantenmechanisches Tunneln zwischen Loops 

von ein-dimensionalen gerichteten Elektronenkanälen geschieht. 

Beispiel für einen Vergleich unserer Simulationsergebnisse mit Experimenten 

von Piot et al, Phys.Rev. B 72, 245325 (2005). 


Halbleiter Epitaxie von Dotierungsübergittern aus Bleitellurid 

und deren elektr. und infrarot-optische Untersuchungen (abgeschl. 

FWF Proj.) 

Leitfähigkeitsuntersuchungen bei extrem hohen Magnetfeldern 

(bis 28 Tesla) und extrem niedrigen Temperaturen (bis 0.05K), 

vorwiegend in Grenoble, Frankreich (abgeschl. FWF Proj.) 

Modellrechnungen zum Metall-Isolator-Übergang in hohen 

Magnetfeldern (abg. Nationalbank Proj.) 

Schaltkreisartige Simulation des Quanten-Elektron-Transports 

(laufendes FWF Projekt)


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Thermo-induktive Inspektion 



Bei thermographischen Untersuchungen wird das Werkstück gezielt erwärmt und mit 

einer Infrarot-Kamera wird die Temperaturverteilung aufgenommen. Dadurch können 

Defekte und Risse lokalisiert werden. 

Fehler 

Infrarotaufnahme von 

einem Stahlstab mit einem Fehler 

Die Wirbelstrom- und Temperaturverteilung wird 

sowohl für magnetische als auch für nicht-magnetische 

Materialien mit analytischen Modellen und 

Finite Element Simulationen berechnet. 

Infrarotaufnahme von 

einem Hebel mit einem Fehler 

Beate Oswald-Tranta 


an der MUL: 1986-1991 und seit 2003 

Gernot Wally 


an der MUL seit 2005 

Bei der thermo-induktiven Prüfung wird das Werkstück 

kurzzeitig induktiv erwärmt. Inhomogenitäten oder 

Oberflächenrisse werden im Infrarotbild durch eine 

ungleichmäßige Erwärmung sichtbar. 

Die Methode kann zur Qualitätskontrolle bei langem Gut (z.B. 

Stahlstab, Draht,..) oder auch für einzelne Teile (Schmiede-, 

Gußstücke) verwendet werden, um Oberflächenrisse mit einer 

Tiefe von 0.1-2mm vollautomatisiert zu erkennen. 


Infrarot Technologie 

Thermographische Untersuchungen 

Automatisierungstechnik 

Software Entwicklung


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Mehrphasensimulation: Bewegung von nicht metallischen Einschlüssen und Argonblasen 

im Bereich Tauchrohr/Kokille sowie den Einbau von Einschlüssen in die 

Strangschale. 

Schematische Darstellung des Brammenstranggießens 


Claudia Pfeiler 




Zur Person: 

Studium Verfahrenstechnik des Industriellen Umweltschutzes 

Wissenschaftliche Mitarbeiterin im CD-Labor seit 2004 

Eine der Grundfragen beim Stranggießen ist, wie die Strömung 

des flüssigen Stahls modifiziert werden kann um einen höheren 

Reinheitsgrad zu erzielen. Daher wird im Rahmen dieser Arbeit 

ein Simulationstool entwickelt, das die Bewegung und den Einbau 

von Einschlüssen in die Strangschale sowie die Bewegung 

von eventuell vorhandenen Gasblasen im Bereich des Tauchrohres 

bzw. der Kokille in einer turbulenten 3D Strömung 

beschreibt. Dabei wird die dynamische Interaktion der einzelnen 

Phasen berücksichtigt. 

Einschlussverteilung (rote Punkte) 

im Kokillenbereich. Breite Fläche: 

Geschwindigkeitsvektoren. Schmale 

Flächen: Feststoffanteil (blau fest, rot 

flüssig) 


CFD „Computational Fluid Dynamic“ 


Bewegung nichtmetallischer Einschlüsse in turbulenter 

Stahlströmung im Bereich Tauchrohr und Kokille 

Einbau von Einschlüssen in die erstarrende Strangschale 

Näheres unter http://www.smmp.at.hm


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Montanuniversität Leoben (ULV)


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Markscheiderisch-hydrographische 

Beweissicherung von Unterwasser-Bauwerken 

Entwicklung geeigneter Messsysteme (Messeinrichtung, Verfahren, Methoden etc.) 

zur markscheiderisch-hydrographischen Beweissicherung von Bauwerken unter 

Wasser. 

deutlich erkennbarer Riss an einem Pfeiler der Donaubrücke in 

Grein. 

Die Entwicklung von sicheren, genauen und zugleich wirtschaftlichen 

Verfahren und Methoden zur Beobachtung, 

Inspektion und zur Funktionskontrolle von Unterwasserbauwerken 

mit Hilfe hochauflösender Sonare ermöglicht 

es Aussagen über Schäden an Unterwasserbauwerken zu 

treffen. 

Bild links oben: deutlich erkennbarer Riss an einem Pfeiler 

der Donaubrücke in Grein. 

Bild rechts: Vertikalscan einer Wehrkammer mit Schäden 

am Betongrund. (In Kooperation mit Brandner Wasserbau 

und Kongsberg Norwegen). 

Reinfried Pilgram 



Gerhard Mayer 



Zur Überwachung und Beweissicherung von Konstruktionen 

unter Wasser, die den Kräften des Wassers ausgesetzt 

sind, werden zur Zeit sehr aufwendige und kostenintensive 

Verfahren unter Einsatz von Tauchern durchgeführt. Extrem 

starke Strömungen im Pfeilerbereich, Verwirbelungen und 

schlechte Sicht beeinträchtigen die meist auf photographischen 

oder optischen Begutachtungen basierenden Untersuchungen. 

Vertikalscan einer Wehrkammer mit Schäden am Betongrund. (In 

Kooperation mit Brandner Wasserbau und Kongsberg Norwegen) 


- Markscheiderisch-hydrographische Arbeiten bei der Sandund 

Kiesgewinnung aus fließenden und stehenden Gewässern 

- Markscheiderische und geotechnische Überwachungsmessungen 

an Hängen und Böschungen und im Wasser


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Langzeitversagensverhalten von 

thermoplastischen Rohrwerkstoffen 

Entwicklung von bruchmechanischen Prüfmethoden zur beschleunigten Charakterisierung 

des Langzeitversagens von thermoplastischen Rohrwerkstoffen durch quasispröde 

Rissausbreitung. 

Mit bruchmechanische Versuchen unter statischer 

und zyklischer Last ist es gelungen das typische Langzeitversagen 

der Rohre durch sprödes Risswachstum 

nachzustellen und zu beschleunigen. Insbesondere für 

Polyethylen ist eine Methodik bei zyklischer Belastung 

erarbeitet worden, um innerhalb einer Woche die 

Werkstoffe hinsichtlich ihres Langzeitverhaltens zu 

ranken. 

Gerald Pinter 

Institut für Werkstoffkunde und 

Prüfung der Kunststoffe 


Zur Person: 

Universitätsassistent, Projektleiter an der Polymer 

Competence Center Leoben GmbH (PCCL), Forschungspreis 

der Österreichischen Vereinigung für das Gas und 

Wasserfach (ÖVGW) 

Um für Druckrohre aus Polyolefinen die geforderte 

Lebensdauer von mindestens 50 Jahren nachzuweisen, 

werden entsprechend dem Stand der Technik zeitaufwendige 

Zeitstandinnendruckversuche an Rohrproben 

durchgeführt. Im Rahmen dieses Forschungsschwerpunktes 

sollen neue Methoden gefunden werden, um 

schneller als bisher Aussagen über das Langzeitverhalten 

zu erlangen. 


Deformations- und Versagensverhalten von Polyolefinen. 

Deformations- und Versagensverhalten von Composites. 

Bruchmechanische Charakterisierung von Kunst- und 

Verbundwerkstoffen unter monotoner und zyklischer 

Belastung. 

Makro- und mikromechanische Charakterisierung 

von Polymer-Nanocomposites. 

Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung.


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Maissauer Amethyst 



Entstehungszeitpunkt und chemische und physikalische Bedingungen, welche zur 

Bildung des Amethystes von Maissau geführt haben. 

Auf der Basis von mineralogischen, geochemischen und Flüssigkeiteinschluss 

Untersuchungen, mittels RFA, ICP-MS, LA-ICP- 

MS, RAMAN Spektroskopie und Mikrothermometrie, konnten 

die Ursache der Amethyst-Bänderung, sowie die P-T-X-Bedingungen 

der Entstehung des Amethystganges geklärt werden. 

Partner: Maissauer Amethyst GmbH 

ARC Seibersdorf 

Christoph Piribauer 



Der Amethyst von Maissau stellt die größte Fundstelle von 

Bänderamethyst in Europa dar. 

wasserreicher Flüssigkeitseinschluss in einem Quarzband 




Oskar A. R. Thalhammer 


an der MUL seit: 1983


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Orthotrope Platte 



Ist kein ebener Verformungszustand vorhanden, wird im 3D-Modell die Stahlwellblechplatte 

mittels äquivalenter orthotroper Platte beschrieben. Der Weg der Parameteridentifikation 

wird vorgestellt. 

Literatur: 

Pittino, G. & Golser, J., Structural plate steel underpasses during 

backfilling - How to minimize the bending moment. FLAC and 

Numerical Modeling in Geomechanics - 2006, Itasca Consulting 

Group, Inc. ISBN 0-9767577-0-2 (2006) 

Gerhard Pittino 

Subsurface Engineering 

an der MUL seit 1993 

Zur Person: 

Bauingenieurstudium an der TU-Graz, 

Dissertation am Lehrstuhl für Geomechanik, Tunnelbau und 

Konstruktiven Tiefbau der MU-Leoben. 

Leiter des Felsmechaniklabors. 

Die 2D-Berechnung setzt einen ebenen Verformungszustand 

voraus, der sich aber bei als Brückenbauwerk verwendeten, 

flexiblen, in Boden eingebetteten Stahlrohren mit böschungsverlaufentsprechender 

Portalausbildung nicht einstellt. Somit 

muss das Stahlwellblech, das in x- u. y-Richtung unterschiedliche 

Biege- (EJ) und Normalsteifigkeiten (EA) hat, als orthotrope 

Platte für die 3D-Modellierung definiert werden. Die Festlegung 

der Plattenstärke durch Äquivalenz in y-Richtung erfordert 

die Untersuchung der Fälle in x-Richtung und die Verifizierung 

der 3D-Berechnungsergebnisse durch einen Großversuch. 

Vergleich von 2D-Modell (FLAC) und 3D-Modell (FLAC3D) 


Materialverhalten von Geomaterialien (Kriechvorgänge im 

Spritzbeton und alpinem Salzgebirge): 

Versuch - Materialgesetz - Parameteridentifikation - numerische 

Berechnung. 

Versuchs- und Messtechnik in der Geomechanik. 

Dissertationsthema: 

Tragverhalten des Gesamttragsystems 

Alpines Salzgebirge - Grubengebäude - Laugungsrückstand.


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Einsatz und Einfluss neuer Sauerstofftechnologien 

bei der Nichteisenmetallurgie 

Anwendungen von Sauerstoff in der Metallurgie sind in den unterschiedlichen BAT 

Berichten (Best Available Technologies) als beste Technologie vorgeschlagen. Zukünftige 

Brennertechnologien und Verfahren werden betrachtet. 

Der Wirkungsgrad von industriellen Verbrennungsprozessen kann auf 

zwei Wegen, wie in der linken Abbildung ersichtlich, erhöht werden: 

durch das Vorwärmen von Brennstoff und von Verbrennungsluft oder 

durch den Zusatz von Sauerstoff. Bedingt durch den hohen 79 % N2 Ballast bei Luftbefeuerung können sich nur niedrige Flammentemperaturen 

einstellen. Dies bedeutet, dass wegen der daraus resultierenden 

Abgaswärmeverluste sich bei hohen Abgastemperaturen 

nur niedrige feuerungstechnische Wirkungsgrade ergeben. Sauerstoff 

führt zu viel höheren Temperaturen und zu einem weit höheren 

thermischen Wirkungsgrad. 

Ein zu beachtender Faktor ist das Feuerfestmaterial. Durch Einsatz von O -Brennern ist auf dieses besonderes 

2 

Augenmerk zu legen, da es zu Überhitzungen, voreilenden Verschleiß und zu Produktionsausfällen kommen kann. 

Die Simulation der Brenner und deren Implementierung in metallurgische 

Aggregate ermöglicht bereits vorab ein Abschätzung der Effizienz und 

Einbausituation. Um den Einsatz von neuen Technologien zu verifizieren, 

wurde ein metallurgischer Verfahrensvergleich von herkömmlichen 

Anodenöfen der Kupferindustrie mit einem neuen Konzept durchgeführt. 

Der Einfluss der Brenner und die Aggregatform auf die Schmelzrate 

sowie Raffinationseffizienz wurden betrachtet. 

Michael Potesser 



Zur Person: 

Diplomstudium Metallurgie mit Auszeichnung 

Verleihung des „Em. Univ. Prof. Posselt‘schen Reisefonds“ 


Neue Brennertechnologien beim Einsatz in der NE-Metallurgie 

Entwicklung und Optimierung von Prozessen der NE- 

Metallurgie 

Einflüsse von O -Brennern auf FF-Materialen 

2 

Recycling von pulverförmigen Stoffen mittels O -Technologie 

2 

Charakterisierung von intermetallischen Phasensäumen beim 

Schweißlöten von Stahl mit Aluminium


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Schräglochwalzen 



Im Rahmen des Projekts erfolgt eine Modellierung des Mannesmann-Schräglochwalzverfahrens. 

Anhand der Simulation werden die Haupteinflussgrößen bezüglich der 

Anfälligkeit auf Innenoberflächenfehler determiniert. 

ungeschädigter 

Werkstoff *) 

Kernriss vor der 

Dornspitze*) 

*) Schoß, H., Lehmann, G., Axialdruck-Schrägwalzlochen – Experiment und 

Simulation, TU Bergakademie Freiberg 

Roman Pschera 

Umformtechnik / CDL 


Zur Person: 

Studium der Metallurgie mit den Schwerpunkten Umformtechnik 

und Nichteisenmetallurgie 

Die Innenoberflächenqualität von Nahtlosrohren hängt von Faktoren 

wie der Vormaterialbeschaffenheit, der Dornvorlage oder 

dem Vorschubwinkel ab, die auf das Aufreißen des Blockes vor 

der Dornspitze einen signifikanten Einfluss haben. 

Mit Hilfe thermomechanischer Analysen, die vollständig mit 

Schädigungsmodellen gekoppelt sind, erfolgt eine Vorhersage der 

Schädigung im Kerninneren. Die Validierung des Modells und der 

Haupteinflussgrößen wird mit Hilfe experimenteller Versuche im 

Rahmen einer statistischen Versuchsplanung durchgeführt. 

Anhand der gewonnen Erkenntnisse sollen Prüfverfahren entwickelt 

werden, um die „Schrägwalzeignung“ eines Werkstoffs 

vorhersagen zu können. 


- 

- 

- 

- 

FE-Analyse 

Schädigungsmechanik 

Schrägwalzen 

Gefügemodellierung


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Atomistic Modelling: Materials 



Die quantenmechanische Behandlung von Festkörpern im Rahmen der Dichtefunktionaltheorie 

(DFT) ermöglicht die parameterfreie Berechnung von Eigenschaften für 

eine breite Klasse von Materialien. 

Flexible Solarzelle (LIOS) Kristallstruktur von 

Pentacene 

Hochtemperatursupraleiter. In supraleitenden Materialien 

verschwindet der elektrische Widerstand 

unterhalb einer kritischen Temperatur Tc aufgrund 

der Paarung von Elektronen zu Cooper Paaren. Der 

Mechanismus für diese Paarung in Hochtemperatursupraleitern 

wird kontrovers diskutiert. Hierzu liefern 

ab-initio DFT Berechnungen der Gitterschwingungen 

wertvolle Beiträge. 

Monte-Carlo Simulation (links) und Phasendiagramm 

(rechts) von CuZn 

Peter Puschnig 




Zur Person: 

Studium der Technische Physik an der TU Graz 

Doktorat Theoretische Physik, Universität Graz 

Organische Halbleiter. Dünne Filme aus organischen Halbleitern bilden 

die elementaren Bausteine für Bauelemente wie Solarzellen, organische 

Leuchtdioden oder Feldeffekttransistoren. Die Berechnung der elektronischen 

und optischen Eigenschaften dieser neuartigen Halbleitermaterialien 

unterstützt das Verständnis ihrer Funktionsweise und erlaubt das 

Design neuer Materialien mit maßgeschneiderten Eigenschaften. 

b-CuZn bei T = 800 K 

YBa 2 Cu 3 O 6+x 

Kristallstruktur 

von YBCO 

Elektron-Phonon Kopplung 

Meissner-Ochsenfeld Effekt 

Legierungen. Monte-Carlo Simulationen, in 

denen die Anordnung der Atome aufgrund 

von statistischen Gesetzen in Abhängigkeit 

von Temperatur und Konzentration errechnet 

wird, ermöglichen die Berechnung von 

thermodynamischen Größen. Die Wechselwirkungsparameter 

für die MC-Simulationen 

werden ab-initio berechnet. 


Ab-initio Berechnungen im Rahmen der 

Dichtefunktionaltheorie (DFT) 

Einfluss der Elektron-Loch Wechselwirkungen auf die optischen 

Eigenschaften von Halbleitern 

Optische Eigenschaften von organischen Halbleitern 

Interfaces zwischen organischen Halbleitern und Metallen 

Ab-initio Berechnung von Phasendiagrammen von 

Legierungen


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Austenitkornwachstum unter 

Stranggießbedingungen 

Jürgen Reiter 

Lehrstuhl für Metallurgie 


Zur Person: 

Seit 2002 Mitarbeiter im Christian-Doppler- Laboratorium für 

Metallurgische Grundlagen von Stranggießprozessen 



Ziel: Implementierung eines Vorhersagemodells für Austenitkorngrößen in Abhängigkeit 

von der Stahlzusammensetzung und den Abkühlbedingungen in ein Qualitäts - 

sicherungssystem einer Stranggießanlage. 

Motivation: Austenitkorngrößen haben einen Einfluss auf die Qualität des Gussproduktes. Die Bildung von 

Querrissen wird mit einer überkritischen Verformung der Strangschale in einem Temperaturintervall mit geringer 

Duktilität in Verbindung gebracht. Dieses wird durch Ausscheidungen, Phasen oder Anreicherungen während 

der Erstarrung, welche sich speziell an Austenitkorngrenzen schädlich auswirken verursacht. Neben der 

Stahlzusammensetzung spielen prozessabhängige Faktoren wie Oszillationsmarken, welche auch mit groben 

Austenitkörnern in Verbindung gebracht werden, eine Rolle. 

Methoden: 

- 

- 

- 

- 

- 

Abb. 1: Einzeichnen und Auswerten von Austenitkörnern 

Ätzung zur Sichtbarmachung der Austenitkorngrenzen 

Einzeichnen der einzelnen Korngrenzen und anschließende 

Auswertung mit Hilfe einer Software (Abb. I) 

Untersuchung von Brammenproben und Laborexperimenten 

(Abb. 2) 

Bestimmung der mittleren Korngröße und Korngrößenverteilung 

Erstellen eines Vorhersagemodells für Austenitkorngrößen 

Abb. 2: Austenitkorngrößen im Laborexperiment und bei Brammen 

bei unterschiedlichen äquivalenten Kohlenstoffgehalten im Vergleich 

zur Vorhersage 


Berechnung von thermophysikalischen Daten für Stähle 

Bestimmung von Austenitkorngrößen an Brammen und 

Laborexperimenten 

Erstellen eines Vorhersagemodells für Austenitkorngrößen 

beim Stranggießen 

Ermittlung der kritischen Dehnungen für die Bildung von 

Heißrissen beim Stranggießen mit dem SSCT (Submerged Split 

Chill Tensile)-Test


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Reduktion von refraktär-metallhältigen Reststoffen 

Untersuchung des Reduktionsverhaltens von refraktärhältigen Reststoffen mithilfe von 

Wasserstoff in einem Drehrohrofen. 

Eine RDA-Analyse der Proben erlaubt die Berechnung des 

Oxidationszustandes der jeweiligen Phasen im Reststoff. 

Die unten angeführte Tabelle zeigt deutlich, dass eine 

Reduktion mithilfe von Wasserstoff möglich ist. 

Im Rahmen des Forschungsprojektes wurden refraktärmetallhältige 

Reststoffe einem Versuchsdrehrohr zugeführt, 

welches unter Wasserstoffatmosphäre betrieben wird. Die 

maximale Temperatur im Inneren des Drehrohres betrug 

annähernd 1000 °C. 

Robert Ressel 

Nichteisenmetallurgie/CDL 


Schlackenmetallurgie und Entphosphorung von Ferronickelmolybdänlegierungen 

Zur Person: 

Studium Metallurgie, derzeit wissenschaftlicher Mitarbeiter am 

CD-Labor für Sekundärmetallurgie der Nichteisenmetalle 

Aufarbeitung vanadiumhältiger Reststoffe 

Recycling von Refraktärmetalle 

Prozessoptimierung bei der Ferrolegerungsherstellung


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„Stink“-Marmor 

Flüssigkeitseinschluss 



Untersuchung von Marmoren aus der Türkei, anhand von mineralogischen, petrologischen 

und geochemischen Methoden. 

Marmorlagerstätte 

Partner: 

Dünnschliff von Marmore, Hauptbestandteil Kalzit, Dolomitkörner 

(dol) und Flüssigkeitseinschlüsse 

Angelika Ressler 






Aufgrund von minimalen H 2 S Konzentrationen, welche in gasreichen 

Flüssigkeitseinschlüssen innerhalb des Marmores vorkommen, 

können diese bei der Verarbeitung\Aufbereitung starken 

Gestank entwicklen. Untersucht werden gemeinsam mit 

der Firma OMYA unterschiedliche Lagerstätten von sogenannten 

„Stink“-Marmoren, deren Genese anhand von mineralogischen, 

petrologischen und geochemischen Methoden erforscht 

werden soll. 


Flüssigkeitseinschluss-Forschung in metamorphen Gesteinen 

Petrographie der Marmore 

Ramanspektroskopie der Minerale und Einschlüsse 

Elektronenmikrosonde, Crush-Leach, ICP-MS, Röntgen- 

Fluoreszenz-Analyse


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Schwermetalle im Klärschlamm 



Bestimmung des Bindungsverhaltens von Chrom und Nickel in Klärschlämmen der 

Kläranlage Leoben mittels sequentieller chemischer Extraktion. 

Chrom 

Nickel 

Prozentuale Gehalte an Cr und Ni in Klärschlämmen, erhalten nach 

sequentieller chemischer Extraktion 

Birgit Runge 



Zur Person: 


Diplomstudium und Promotion im Fach Chemie an der 

Universität Hamburg 

Eine attraktive Alternative zur Deponie oder Verbrennung von 

Klärschlämmen ist aufgrund der hohen Gehalte an N und P die 

Verwendung als Kompostrohstoff. Hierzu muss der erzeugte 

Klärschlammkompost die Grenzwerte der Kompostverordnung 

einhalten. Im Falle der Region Leoben besteht die Vermutung, 

dass die teilweise recht hohen Gehalte an Chrom und Nickel 

in den Klärschlämmen der Kläranlage Leoben durch die außergewöhnliche 

geologische Beschaffenheit der Region bzw. den 

während der Wintersaison eingesetzten Streusplitt verursacht 

werden. Dieses Material stammt aus den Hartsteinwerken in 

Preg und besteht aus stark chrom- und nickelhaltigem Serpentinit. 

Durch sequentielle chemische Extraktionsfolgen an Klärschlämmen, 

bei denen die chemischen Bedingungen durch 

Variation des pH-Wertes bzw. Einsatz von Reagenzien mit 

unterschiedlichen reduzierenden oder oxidierenden Eigenschaften 

zunehmend verschärft werden, soll das Bindungsverhalten 

der Schadstoffe in den Klärschlämmen geklärt werden. Erste 

Versuche zeigen, dass Chrom und Nickel zu 60 bzw. 30 % 

residual gebunden vorliegen. Dies deutet darauf hin, dass die 

geologische Hintergrundbelastung sowie der Einsatz des Preger 

Streusplitts mögliche Belastungsquellen für den Leobner Klärschlamm 

darstellen. 


- 

- 

- 

Probenpräparation unterschiedlicher Matrices 

Sequentielle chemische Extraktionsfolgen an unterschiedlichen 

Probenmaterialien 

Bestimmung anorganischer Stoffe mittels ICP-MS


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Optische Profilvermessung 



Das Querschnittsprofil rotierender Objekte wird mit einem einzelnen Lichtschnittmesskopf 

vermessen. Dazu werden über den gesamten Umfang die lokalen Krümmungen 

des Objekts bestimmt und daraus die Profilform rekonstruiert. 

Vorteile des neuen Verfahrens: 

- 

- 

- 

- 

Objekt muss nur einseitig zugänglich sein 

Einfacherer Aufbau und Kalibrierung als Mehr-Sensor- 

Verfahren 

Im Gegensatz zum Schattenwurfverfahren ist die Erkennung 

von Kurven konstanter Breite („Gleichdicke“) möglich 

Die notwendige Rotation des Objekts ist oft Teil des 

Produktions- bzw. Transportprozesses 

Das Verfahren findet bei der Qualitätskontrolle nahtloser Stahlrohre 

Anwendung. Die nebenstehende Abbildung zeigt eine 

Messstation bei voestalpine Tubulars GmbH in Kindberg. 

Peter Schalk 



Zur Person: 

P. Schalk hat das Studium Montanmaschinenw. im Dez. 2002 

mit Auszeichnung abgeschlossen und ist seit Jan. 2003 als 

wissenschaftl. Mitarbeiter am Lehrstuhl für Automation tätig. 

Der Krümmungsverlauf des Profils wird durch Kreisanpassung 

an die lokale Geometrie des Objekts bestimmt. Die 

Periodendauer einer Umdrehung kann bei leicht exzentrischer 

Rotation aus der Autokorrelation des Exzentrizitätsverlaufes 

ermittelt werden. Zur Rauschunterdrückung wird 

das perfekt periodische Krümmungssignal harmonisch gefiltert. 

Mittels differentialgeometrischer Methoden wird aus 

dem Krümmungsverlauf das Querschnittsprofil rekonstruiert. 


Bildverarbeitung in industrieller und rauer Umgebung. 

Kalibrierverfahren bildgebender Systeme 

Oberflächeninspektion mittels Lichtschnittverfahren 

Entwicklung und Genauigkeitsanalyse von Bildverarbeitungssys 

temen zur präzisen geometrischen Vermessung von Objekten 

(Form-, Profil-, Exzentrizitätsmessung, etc.)


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Sturm(flut) oder Tsunami ? 



Identifizierung, Untersuchung und Unterscheidung von Ablagerungen, die von 

Tsunami- oder Sturm(flut)wellen an Küsten transportiert wurden. 

Obwohl die Entstehungsprozesse von Tsunami- (entstehen durch Seebeben, submarine Rutschungen oder Vulkanausbrüche) 

und Sturmwellen (entstehen durch die Reibungswirkung des Windes auf die Wasseroberfläche, u.U. 

verknüpft mit Flut) zur Gänze verschieden sind, haben beide das Potential große Sedimentmengen vor der Küste 

aufzunehmen und diese bei Auftreffen auf die Küste wieder abzulagern. Diese Ablagerungen können, falls erhalten, 

erkannt und von “normalen“ Küstensedimenten unterschieden werden. Damit können historische und auch prähistorische 

Tsunami und Stürme anhand ihrer Sedimente identifiziert und unterschieden werden. 

Tsunamiblöcke (Tsunami England 1607) 

Quelle: http://oldsite.bathspa.ac.uk 

Sandlagen zweier Tsunamiwellen (die untere, 

gradierte, wurde von der folgenden Welle teilweise 

deformiert bzw. erodiert) des Tsunami vom 

26.12.2004 

Quelle: http://oldsite.bathspa.ac.uk 

Lorenz E. A. Scheucher 

Lehrstuhl für Prospektion und 

Angewandte Sedimentologie 


Zur Person: 

1999-2006 Studium Angewandte Geowissenschaften, 

Studienzweig Rohstoffgeologie 

2006 Beginn der Dissertation 

Prinzipiell gibt es ein breites Spektrum an 

Ablagerungen solcher Ereignisse, häufig 

sind sandige und blockreiche Bildungen in 

Bereichen, die normalerweise von entsprechenden 

Küstensedimentationsprozessen 

nicht erreicht werden können. Die oberen 

Abbildungen zeigen blockreiche Bildungen, 

die auf ein Tsunamiereignis (links) bzw. 

ein Sturm(flut?)ereignis zurückgeführt 

werden. Für die Unterscheidung sind sedimentologische 

und geomorphologische 

Detailuntersuchungen (Lagerungsverhältnisse, 

begleitende Sedimente, Sedimentstrukturen, 

topographische Verhältnisse) 

und deren rechnerische hydrodynamische 

Interpretation notwendig. So sind für die 

Zuordnung von sandigen Sedimenten (Abb. 

unten links und rechts) Eigenschaften wie 

Korngrößenverteilung und Sortierung, 

Schichtungsstrukturen und deren Deformationsgefüge 

und (Mikro-) Fossilinhalt von 

Bedeutung. 

Quelle: www.fettes.com 

Quelle: www.casaybel.com 


Geologische Untersuchungen im “Regenwald der Österreicher“, 

SW Costa Rica im Rahmen der Diplomarbeit 

Umweltgeologische und sedimentologische Untersuchungen im 

Rahmen der Dissertation “Unterscheidung von Tsunami- und 

Sturmflutsedimenten anhand von Untersuchungen im karibischen 

Raum“ 

Betreuer: O.Univ.Prof. Dr. W. Vortisch 

Sturmblöcke (Cliff Top Storm deposits) Shetland, 

UK 

Sand-Kiesgemisch mit Muschel-fragmenten 

von Hurricane IVAN (2004) 

an die Küste transporiert


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Maschinenbelegungsplanung 



Ziel dieses Forschungsprojektes ist die Entwicklung eines online Verfahrens zur 

Unterstützung der Produktionsfeinplanung eines Walzbetriebes in der Langproduktion. 

Aufgabenstellung: 

Die Maschinenbelegungsplanung befasst sich mit der optimalen Einplanung von Aufträgen oder Jobs, die auf 

gewissen Aggregaten zu bearbeiten sind. Die zentrale Frage dabei ist, wann welche Jobs auf welchen Aggregaten 

bearbeitet werden sollen, sodass die Zielfunktion minimiert wird. Hierbei muss zusätzlich auf diverse 

Nebenbedingungen (wie zum Beispiel Bereitstellungstermine, Bearbeitungsreihenfolge des Jobs, Rüst- und 

Transportzeiten, etc.) Rücksicht genommen werden. 

Lösungsmethode: 

Zur Erstellung der Schedules wird an einem heuristischen Optimierungsmodell gearbeitet, welches aus einem 

Eröffnungsverfahren für die Auffindung einer zulässigen Ausgangslösung und einem Verbesserungsverfahren 

besteht. 

Eva Schiefer 

Department Wirtschafts- und 



Zur Person: 

Arbeitet als wissenschaftliche Mitarbeiterin am Lehrstuhl WBW 


Produktionsmanagement 

Operations Research


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Systematische Produktentwicklung 



Theoriegeleitete und praxisgerechte Unterstützung des Prozesses der Produktentwicklung. 

PE-Check: Systematische Analyse 

Methodenbaukasten: Systematischer Methodeneinsatz 

Methodische Problemanalyse & Ideengenerierung mit TRIZ 

– Theorie des erfinderischen Problemlösens 

Die Entwicklung technischer Systeme folgt gewissen Gesetzmäßigkeiten. 

Durch die Anwendung der innerhalb der TRIZ-Methodik 

entwickelten Abstraktions- und Kreativitätswerkzeuge (z.B. 40 

Innovative Prinzipien, Evolutionslinien technischer Systeme, Ideales 

Endresultat, Widerspruchsmatrix u.a.m.) können diese Erkenntnisse 

genutzt, sowie das kreative Potential gestärkt werden. 

Das Außeninstitut war in den letzten Jahren an mehreren EU- 

Projekten mit TRIZ-Schwerpunkten beteiligt und führt seit zwei 

Jahren TRIZ-Workshops und Lehrgänge durch. Weiters wurden in 

den letzten Jahren die Weltkonferenz „TRIZ Future 2005“ und die 

österreichische Konferenz „TRIZ Anwender 2006“ organisiert. 

Reinhold Schodl 

Produktentwicklungszentrum 

Zentrum für angewandte Technologie 


Jürgen Jantschgi 

Außeninstitut MUL 


Analyse und Verbesserung des Produktentwicklungsprozesses 

Die Analyse des gegenwärtigen PE-Prozessdesigns ist die Basis für 

zielgerichtete Verbesserungsmaßnahmen. Zur Unterstützung dieser 

Analyse wurde der PE-Check entwickelt. Der PE-Check ist ein Tool 

zur standardisierten, computergestützten Befragung mit einer automatisierten 

Auswertung. 

Die Anwendung geeigneter PE-Methoden ist die Grundlage für die 

Effektivität und Effizienz von Verbesserungsmaßnahmen. Hierzu 

wurde der Methodenbaukasten geschaffen, welcher einerseits 

die Auswahl und andererseits die integrierte und prozessorientierte 

Anwendung der Methoden unterstützt. 


Integrierte Produktentwicklung 

Technologietransfer 

Innovationsmethoden 

Unternehmensgründung 

Schulungen & Seminare 

www.produktentwicklungszentrum.at 

www.ausseninstitut-leoben.at


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Total Productive Manufacturing 



Einführungskonzept eines totalen integrativen Produktionsmanagementsystems – eine 

Weiterentwicklung von Total Productive Maintenance. 

Hierbei ... 

- ...muss die organisatorische Trennung 

zwischen der Produktion und ihrer 

unterstützenden Funktionsbereiche überwunden 

werden → integrierte 

Produktion 

- ...ist eine ganzheitliche Sichtweise notwendig. 

- ...steht vor allem der Mensch als wichtigster 

Produktionsfaktor im Mittelpunkt 

der Überlegungen. 

Total Productive Manufacturing hat die Maximierung der Effektivität 

der Produktionsabläufe, verbunden mit dem effizientem 

Einsatz der Ressourcen zum Ziel. Im Zentrum der TPM-Philosophie 

steht die ausgewogene Berücksichtigung der Aspekte 

Strategie, Organisation, Mitarbeiter sowie Information. Der 

hierzu notwendige kulturelle Wandel muss durch den Einsatz 

von Managementmethoden unterstützt werden. 

Werner Schröder 




Anlagen- und Produktionsmanagement 

Zur Person: 

Studium der Produktions- und Automatisierungstechnik an der 

FH Wien sowie Maschinenbau - Wirtschaftsingenieurwesen 

an der TU-Wien 

Instandhaltungsmanagement 

Ganzheitliche Produktionssysteme 

Bewertungs- und Einführungsmodelle 

Qualitätsmanagement


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Numerische Simulation von Hebungsinjektionen 

Mit numerischen Berechnungen wird gezeigt, dass mit Injektionsmaßnahmen vom 

Tunnel aus Setzungen infolge des Vortriebs an der Geländeoberfläche ausgeglichen 

werden können. 

Verschiebungsvektoren und Verteilung der größten Hauptnormalspannungen 

um einen Tunnelvortrieb 

Simuliert wird der Kalotten-Strossen Vortrieb eines Tunnels mit 

einer Überlagerung von 13 m, einer Querschnittsfläche von 

rund 100 m², einer 30 cm dicken Spritzbetonschale und einem 

Kalottenvorlauf von 10 m. Der Spritzbeton wird mit dem Zeitverfestigungsansatz 

modelliert und der Baugrund mit einem 

Cap-Modell. 

Die Injektionszonen sind radial mit einem Abstand von 3 m 

von der Spritzbetonschale und unter einem Winkel von 45° 

bzw. 90° zur Horizontalen angeordnet. Der Abstand der In - 

jektionszonen in Tunnellängsrichtung beträgt 2 m. Die Steuerung 

der Injektionsmaßnahmen erfolgt über einen vorher 

festgelegten “Grenzdruck” bzw. über ein “Grenzvolumen” der 

Injektionszonen. 

Erik Schuller 

am Lehrstuhl seit: 2004 

Zur Person: 

Studium Bergwesen an der MUL. 

Martin Gimpel 

Lehrstuhl für Subsurface Engineering 

Beim oberflächennahen Tunnelbau kommt es infolge des Tunnelvortriebs 

zu Setzungen an der Geländeoberfläche. Vor allem 

bei einer Bebauung innerhalb des Einflussbereichs des Tunnels 

sind Setzungen nur in einem sehr geringen Umfang tolerierbar. 

Mit Hilfe von Hebungsinjektionen können diese Setzungen 

kompensiert werden. 

Setzungen an der Geländeoberfläche infolge eines Tunnelvortriebs 

Hebungen an der Geländeoberfläche infolge der Injektionsmaßnahmen 


Tragverhalten von Spritzbetonschalen mit geometrischen 

Imperfektionen. 

Tragfähigkeit der Verbindungen zwischen Drahtgittern 

bzw. Drahtseilnetzen und Stabankern bei Hang- und 

Felssicherungen. 

Numerische Simulation von Hebungsinjektionen.


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Recycling von Magnesium 



Erstellung und Optimierung entsprechender Recyclingkonzepte für die Aufarbeitung 

von Mg-Schrotten bzw. Entwicklung von Reinigungsprozessen für emulsionsbehaftete 

Mg-Späne. 

Helmut Seebacher 

Nichteisenmetallurgie / CDL 


Zur Person: 

Studium der Metallurgie – Nichteisenmetallurgie, derzeit wissenschaftlicher 

Mitarbeiter im CD-Labor für Sekundärmetallurgie der 

Nichteisenmetalle 

Das technische und wirtschaftliche Potenzial innovativer Werkstoffe 

rückt mit deren Be- und Verarbeitung zunehmend in das 

Interesse als wettbewerbsentscheidende Strategie technologieorientierter 

Unternehmen. Obwohl Mg-Legierungen die Forderungen 

nach geringem spezifischen Gewicht, guter Be- und 

Verarbeitung und unbegrenzter Wiederverwertbarkeit vereinigen, 

steht die Anwendung noch immer hinter konkurrierenden 

Materialien (Aluminium, Kunststoffen) zurück, was im Wesentlichen 

auf den höheren Preis des Primärmetalles, das Fehlen 

eines Sekundärkreislaufes und die geringe Umformbarkeit 

zurückzuführen ist. Dementsprechend werden spezielle Recyclingkonzepte 

bzw. Aufarbeitungsverfahren für Mg-Schrotte 

hinsichtlich ökologischer und ökonomischer Aspekte untersucht. 

Verwendete Reinigungsaggregate: 

- 

- 

Trommelwäscher 

Ultraschallreinigungsgerät 


Recycling von Leichtmetallen 

Aufarbeitung von metallhaltigen Reststoffen 

Mg-Span Emulsion


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Analyse und Computer unterstützte Optimierung 

des Warmwalzens von Aluminiumlegierungen 

Simulation der Gefügeentwicklung während des Warmwalzens von Aluminiumlegierungen 

für die Luftfahrt. 

Industriepartner: AMAG rolling GmbH, Ranshofen 

Wissenschaftliche Partner: ZFE Graz, IBF Aachen 

Projektdauer: 02/2006-07/2009 

Pavel Sherstnev 

CD-Laboratorium für 

Werkstoffmodellierung und Simulation 


Zur Person: 

Studium: Moskauer Staatliche Universität 

für Stahl und Legierungen; 

TU Bergakademie Freiberg. 

Weiterentwicklung von Mikrostruktur-Modellen. 

Numerische Simulation des Warmwalzens unterschiedlicher 

Aluminiumlegierungen für Anwendungen 

in der Luftfahrt. Definition von Prozessbedingungen 

für das Erreichen einer homogenen 

Kornstruktur und optimierten Weiterverarbeitungs- 

und Gebrauchseigenschaften. 


- 

- 

- 

- 

Verbesserung der technologischen Kennwerte 

Optimierung der thermomechanischen Behandlung 

FEM Simulation 

Optimierung der Gefügemodelle


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Schwingungsrisskorrosion an hochfesten 

Austeniten 

Untersuchung des Einflusses der Mikrostruktur und der chemischen Zusammensetzung 

auf das zyklische Verhalten hochfester Austenite in korrosiver Umgebung. 

Von Interesse sind hierbei vor allem die Rissinitiierung und das 

Risswachstum bis hin zum Versagen des Bauteiles sowie das 

elektrochemische Verhalten. Die Auswertung der Probenbruchflächen 

erfolgt anhand rasterelektronenmikroskopischer 

Untersuchungen, das Korrosionsverhalten wird mittels Strom- 

Spannungskurven ermittelt. 

In Kooperation mit: 

Robert Sonnleitner 




Zur Person: 

1999-2006 Studium Werkstoffwissenschaft 

ab 2006 Dissertation 

Korrosionsbeständige austenitische Schwerstangen sind bei 

Tiefbohrungen in der Erdölindustrie im Einsatz. Im speziellen 

werden kaltverfestigte hochlegierte CrMnN- und CrNiMo- 

Stähle verwendet. Durch den dynamischen Einsatz in chloridionenhältigen 

Bohrlochwässern verlieren an Luft ermittelte 

Dauerfestigkeitswerte ihre Gültigkeit. Mit Versuchen am 

Schwingprüfstand sollen diese Werkstoffe in korrosiven Bedingungen 

bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck untersucht 

werden. 


- 

- 

- 

Ermittlung von Zeitstandskurven 

Elektrochemische Untersuchungen 

Untersuchung der Mikrostruktur


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Atomistic Modelling: Software 



Programmentwicklung und breites Know-How auf dem Gebiet der parameterfreien 

Berechnung von Materialeigenschaften im Rahmen der Dichtefunktionaltheorie. 

Rechenzyklus 

Excitonen-Wellenfunktion 

in Polyacetylen. 

Programme. Das in der Arbeitsgruppe entwickelte Softwarepaket 

EXCiT!NG basiert auf der Dichtefunktionaltheorie (DFT) und verwendet 

die Linearized Augmented Planewave (LAPW) Methode. Bei dieser 

Methode wird das Potential der Atomkerne nicht angenähert, sondern 

voll berücksichtigt, was die Methode besonders genau macht. Neben 

dem EXCiT!NG Code wurden auch Erweiterungen für den Wien2k 

Code geschrieben. Zudem werden auch andere Methoden und Programme 

(PWSCF, PAW, etc.) verwendet. 

Rechenmethode. Das Herzstück eines DFT Codes wie EXCiT!NG 

besteht in der Berechnung der Gesamtenergie und Ladungsverteilung 

der Elektronen im Potential der Atomkerne. Jedes Elektron spürt nicht 

nur das Feld der Kerne, sondern auch das der anderen Elektronen. Aus 

diesem Grund geht man von einer Startverteilung der Elektronen aus, 

errechnet das daraus resultierende Potential und verwendet dieses um 

eine neue Elektronendichte zu berechnen. Dieser Zyklus wird so lange 

durchlaufen, bis eine auskonvergierte Elektronendichte gefunden ist. 

Jürgen Spitaler 




Zur Person: 

Studium der Physik an der Universität Graz 

Doktorat Theoretische Physik, Universität Graz 

Berechnung von Materialeigenschaften. Ausgehend von der Elektronendichte 

und den Energieniveaus lassen sich die weiteren physikalische 

Eigenschaften eines Materials berechnen und dadurch gezielt neue Materialien 

mit bestimmten Anforderungen „designen“. Derzeit implementiert 

sind u. a. die Berechnung von strukturellen Eigenschaften, Gitterschwingungen, 

elastischen Eigenschaften, optischen Eigenschaften, Elektron- 

Loch-Wechselwirkung (Excitonen), Ramanspektren, und Transportparameter. 

Elektronendichte 

von NaV 2 O 5 

Elektronendichte einer 

Vanadium Leiter (Konturplot). 

Raman Spektrum 

von NaV 2 O 5 


EXCiT!NG Code: Betreuung, Codeentwicklung 

Parameterfreie Berechnung von Materialeigenschaften im 

Rahmen der Dichtefunktionaltheorie (DFT) 

Ab-initio Berechnung von Gitterschwingungen und 

Ramanspektren 

Elektron-Phonon Wechselwirkung 

Niedrigdimensionale Verbindungen (Vanadium Ladder 

Compounds)


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Operations Excellence 



Das WBW und das Fraunhoferinstitut Wien beraten RHI Refractories in der Gestaltung 

einer prozessorientierten Organisationsstruktur. 

Prozessstruktur 

Ist-Analyse 

Organisationsstruktur 

Aufgabenstrukturanalyse 

Projektziel: 

Ziel des Projektes war die Einführung einer 

prozessorientierten Sichtweise im Rahmen der 

Organisationsentwicklung bei RHI Refractories. 

Projektmethodik: 

Durch die Bereitstellung eines methodischen 

Rahmenkonzeptes wurden gemeinsam Kompetenzanforderungen 

und Zuordnungskriterien für 

die Gestaltung einer künftigen prozessorientierten 

Organisationsstruktur gefunden. 

Zuordnungskriterien Kompetenzanforderungen 

Projektergebnis: 

Das Unternehmen ist nun in der Lage neutral 

zu entscheiden, welche (Teil-)Prozesse 

nach welchen Kriterien global, regional oder 

lokal agierenden Organisationseinheiten 

zuzuordnen sind. 

Stephan Staber 

Wirtschafts- und 




Zur Person: 

Entscheidungsprozesse 

Diplomstudium Petroleum Engineering 

E&P-Projektbewertungen 

an der Montanuniversität Leoben, 

Studienzweig International Study Program 

Investitionsentscheidungen 

an der University of New South Wales, Sydney 

Anlagen- und Qualitätsmanagement


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Abfallwirtschaft in Polen 



In Österreich und Deutschland hat sich das branchenspezifische Zertifikat zum Entsorgungsfachbetrieb 

(EFB) etabliert. Der EFB bringt die hohe Qualität des abfallwirtschaftlichen 

Betriebes zum Ausdruck. Welches Potenzial zur Einführung des EFB in 

Polen vorhanden ist, galt es in einer Arbeit zu ermitteln. 

An der Technischen Universität Warschau wurde von Justyna Okolowicz, mittlerweile Absolventin der Studienrichtung 

Industrieller Umweltschutz, in Zusammenarbeit mit dem IAE-Institut eine Diplomarbeit zum 

Thema „Möglichkeiten einer Einführung des EFB in der polnischen Abfallwirtschaft“ verfasst. 

Um das Potenzial der Einführung des EFB in Polen 

quantifizieren zu können, wurde in einem ersten 

Schritt die Abfallwirtschaft in Zahlen dargestellt, das 

Abfallwirtschaftsystem beschrieben und die Probleme, 

mit denen die Abfallwirtschaft in Polen zu kämpfen 

hat, aufgezeigt. Weiters sind von Abfallwirtschaftsverbänden 

und Entsorgungsunternehmen Stellungnahmen 

zum Thema „Entsorgungsfachbetrieb“ eingeholt worden, 

in dem eine Fragebogenaktion (anonym) gestartet 

wurde aber auch Interviews mit ausgewählten 

Institutionen geführt worden sind. 

Nach Auswertung aller Daten und Fakten kann die Aussage getroffen werden, dass in Polen, mit einem Abfallaufkommen 

von 130,5 Mio. t pro Jahr, trotz schwieriger Rahmenbedingungen (z.B. großer Aufwand bei der 

Implementierung von EU-Recht) in den kommenden Jahren mit der Einführung des Entsorgungsfachbetriebes 

gerechnet werden kann. Explizit zu klären gilt es jedoch, welche Institution Träger des EFB sein wird und wie 

die Finanzierung sichergestellt werden kann. 

Wolfgang Staber 

Institut für Abfallwirtschaft und 

Entsorgungstechnik (IAE) 


Zur Person: 

Ausbildung: HTL für Elektrotechnik, Studium Umweltsystemwissenschaft 

in Graz, Doktoratstudium an der MUL, MBA- 

Studium auf dem Gebiet Generic Management an der MUL 

Deponie in Polen im Jahr 2005 


Konzeptionelle Entwicklung der Abfall- und Stoffflusswirtschaft 

Stoffflussanalysen abfallwirtschaftlicher Anlagen 

Recycling und Demontage von Altgeräten (z.B. Autos, Elektround 

Elektronikgeräte) 

Stoffliche und thermische Verwertung von Abfällen 

Ökologische Bewertung von Unternehmen sowie LCA 

Betrachtungen


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Charakterisierung des Umformverhaltens der 

Nickelbasislegierung Allvac 718 Plus TM 

Allvac 718 Plus TM ist ein weiterentwickelter Werkstoff für Turbinenscheiben in Flugzeug- und Gasturbinen, 

welcher im Vergleich zum derzeit verwendeten Werkstoff Inconel 718 exzellente Hochtemperatureigenschaften 

bei vergleichbaren mechanischen Eigenschaften besitzt. Beide hängen neben der chemischen 

Zusammensetzung, welche die Festigkeitsentwicklung durch Mischkristall- und Ausscheidungshärtung 

bestimmt, hauptsächlich von der sich beim Schmiedeprozess einstellenden Mikrostruktur ab. Daher ist die 

Finite-Elemente Simulation des Werkstoffverhaltens während der Massivumformung von großem wissenschaftlichen 

als auch wirtschaftlichen Interesse. 

Industriepartner: Böhler Schmiedetechnik GmbH & Co KG 

Forschungspartner: Department Metallkunde und 


Projektdauer: 02/2006-07/2009 

Christoph Stotter 

CD-Labor Werkstoffmodellierung 

und Simulation 


Zur Person: 

1996-2002: Studium Gesteinshüttenwesen 

2003-2006: Doktorat für Werkstoffwissenschaften 

Simulation des Gesenkschmiedeprozesses von Turbinenscheiben 

mittels des Programmpakets DEFORM 2D TM . 

Vorhersage der Mikrostruktur, Fließspannung und anderer 

Prozessgrößen, wie z.B. des Temperaturverlaufs während des 

Schmiedeprozesses, sowie der Vorformoptimierung. 


Entwicklung und Erweiterung von physikalischen Gefügemodellen 

in mehrphasigen Werkstoffen. 

Bestimmung der Ausscheidungskinetik für den Werkstoff 

Allvac 718 PlusTM - 

- 

/ Kopplung an die Finite-Elemente Simulation. 

- Verifizierung der Finiten-Element Simulation an im industriellen 

Maßstab gefertigten Prototypen.


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Platin in Geologischen- und Umweltproben 

Platin und seine (geo-)chemisch verwandten Metalle (Pd, Rh, Re, Ru, Ir, Os) sind 

sowohl als Rohstoffe als auch für umweltrelevante Fragestellung von großer Bedeutung. 

Eine genaue Untersuchung erfordert sehr spezielle Untersuchungs methoden. 

Abb. 1 Vergleich der Pt-, Pd- und Rh- Konzentrationen 

in Bodenproben (0-5 cm Tiefe) im Abstand von 3 Jahren (Standort 

Knittelfeld, Steiermark). 

Abb. 2 Ultramafische Komplexe (Ophiolite) 

teilweise mit Chromspinell. 

Vaida Stotter 


an der MU seit: 2003 

Zur Person: 


Diplom und Doktoratstudium Vilnius Universität, Litauen 

Gesteins- oder Bodenproben werden unter einem Druck 

von 125 bar und einer Temperatur von 300°C mit Hilfe eines 

„High Pressure Asher“ (HPA-S, Anton Paar, Graz) aufgeschlossen. 

Die Bestimmung der Platingruppenelemente (PGE = Pt, 

Pd, Rh, Ru, Ir, Os) und Re kann mittels ICP-MS quantitativ bis 

in den pg/g od. μg/t Bereich erfolgen. 

An der Montanuniversität Leoben wurden periodisch die PGE- 

Konzentrationen in Böden entlang österreichischer Autobahnen 

untersucht. Eine deutliche Zunahme der Pt- und Rh- Konzentrationen 

konnte in den Böden festgestellt werden (Abb. 

1). 

Abb. 3 Erdmantelnormierte Platingruppenelementkonzentrationen 

in albanischen Chromspinellen. 

In Zusammenarbeit mit der Bundesanstalt 

für Geowissenschaften und Rohstoffe 

(BGR) werden albanische Chromerzlagerstätten 

auf ihre Entstehung untersucht 

(Abb. 2,3). 


Entwicklung und Anwendung von chemischen 

Probenaufschlussmethoden 

Bestimmung anorganischer Stoffe in geologischen und 

umweltrelevanten Proben mittels Chromatographie (IC) und 

Massenspektroskopie (ICP-MS)


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Risikomanagement 



Entwicklung eines ganzheitlichen Risikomanagement-Modells und dessen beispielhafte 

Anwendung in der Instandhaltung. 

Georg Strohmeier 

Department Wirtschafts- und 



Zur Person: 

Studium der technischen Physik an der TU Graz 

Berufserfahrung (1998 – 2003): Abteilungsleiter für 

Process Engineering in einer Elektronikfertigung (Artesyn 

Technologies) 


Risiko- und Krisenmanagement


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Thermographie an Varistoren 



Thermographische Untersuchungen des Schaltverhaltens von elektrokeramischen 

Bauteilen (z.B. Varistoren) liefern detaillierte Informationen über Gradienten von 

Werkstoffeigenschaften. 

Messung mit der Thermokamera: Temperaturverteilung von 

Varistoren bei destruktiven Schalttests. 

Partner: 

Peter Supancic 

Institut für Strukturund 

Funktionskeramik 


Trennen von Varistoren 

Zur Person: 

Diplomstudium aus Physik an der Karl-Franzens-Univ. Graz 

Doktorat und Habilitation an der MUL 

Forschungsförderungspreis des Landes Stmk. 2001 

Moderne Varistor-Bauteile auf ZnO-Basis weisen eine stark 

nicht-lineare elektrische Strom-Spannungs-Kennlinie auf: dieser 

wirkt quasi als Isolator bei geringen Spannungen und als guter 

Leiter bei Spannungen über einem definierten Schwellwert. 

Solche Teile werden als Überlastschutzelemente verwendet. 

Um die realen Belastungen im Einsatz zu analysieren, wurde am 

ISFK ein thermographischer Prüfstand aufgebaut. Damit lassen 

sich Gradienten in den elektrischen Eigenschaften analysieren 

und das Verhalten von Neuentwicklungen vorhersagen. 


- 

- 

- 

Ortsabhängigkeit: Varistorspannung 

Elektro- und Funktionskeramik 

Modellierung und Simulation (Funktionsverhalten, Belastung, 

Versagen) 

Werkstoffprüfung


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Shift Radix Systeme 



Symmetrische Shift Radix Systeme sind dynamische Systeme die eng mit Verallgemeinerungen 

von Ziffernsystemen und Kryptosystemen verbunden sind (FWF Projekt 

S9610-N13). 

„Three-dimensional Symmetric Shift Radix Systems“ 

Gemeinsam mit 

Andrea Huszti, Universität Debrecen 

Klaus Scheicher, RICAM, Linz 

Jörg Thuswaldner, MU Leoben 

Unterstützt durch 

FWF Projekt S9610-N13 

„Aktion Österreich-Ungarn“ Projekt 63öu3 

Näheres zu diesem Thema unter 

www.palovsky.com 

Paul Surer 

Mathematik und Statistik 


Zur Person: 

Mathematik Studium an der TU Wien 

Seit 2004 Dissertant von Jörg Thuswaldner 

Jedem Punkt des dreidimensionalen Raumes wird eine Funktion 

zugeordnet. Untersucht wurde die Menge der Punkte, 

deren Funktion gewisse dynamische Eigenschaften besitzt und 

ein so genanntes Symmetrisches Shift Radix System definiert 

(diese Menge konnte vollständig charakterisiert werden; siehe 

Abbildungen). Diese Systeme hängen eng mit verallgemeinerten 

Ziffernsystemen zusammen und spielen bei der Verschlüsselung 

von Daten eine große Rolle. 


Verallgemeinerte Ziffernsysteme 

Dynamische Systeme 

Tilings 

Algorithmische Lösungen zahlentheoretischer Probleme


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Erkundung der Nanowelt mittels 




Das Rasterkraftmikroskop (AFM) erlaubt sowohl die präzise Abtastung und physikalische 

Charakterisierung von Nanostrukturen auf Festkörperoberflächen als auch deren 

gezielte Herstellung. 

Wie bei einem nostalgischen Plattenspieler tastet das AFM mit einer an einem Biegebalken befindlichen Spitze die 

Oberfläche ab. Die Verbiegung des Balkens wird mit einem Laserstrahl detektiert. Das Gerät muss schwingungsisoliert 

aufgestellt werden. Die Messung kann sowohl an Luft, in Flüssigkeiten oder im Ultrahochvakuum erfolgen. 

Kooperationen: 

mit mehreren MUL-Departments, 

MCL, PCCL 

Uni Linz, Tu Graz, KFU Graz 

Univ. Autonoma, Madrid; Synchrotrone 

ELETTRA, Trieste; Univ. Stuttgart; 

RWTH Aachen; 

Univ. Uppsala, UC Davis 

GKSS Geesthacht, FZ Rossendorf 

AMS Unterpremstätten, Infineon Villach, 

EPCOS OHG, Lenzing AG 

Christian Teichert 


Scanning Probe Microscopy Group 


Zur Person: 

Dr.rer.nat. Univ. Halle; Postdoc: FZ Jülich, Univ of 

Wisconsin Madison, MPI Halle; Univ.Ass. MUL, Habilitation 

(Materialphysik) 2001, Gaedepreis 2002 

Ionenbeschuss-induzierte, selbstorganisierte Halbleiternanostrukturen 

Mittels AFM nanostrukturiertes Symbol der 

MUL 


Selbstorganisation von Halbleiternanostrukturen 

Nanomagnetismus auf selbstorganisierten Oberflächen 

Leitfähigkeitsrasterkraftmikroskopie zur Charakterisierung 

dielektrischer Schichten in der Mikroelektronik 

Oberflächenrauigkeit auf der Nanometerskala: Von „hard 

coatings“ bis zu Biomaterialien 

Zusammenhang zwischen Benetzbarkeit und 

Oberflächenrauigkeit


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FWF Forschungsnetzwerk S96 



Im Rahmen des vom FWF geförderten Nationalen Forschungsnetzwerkes S96 “Analytische 

Kombinatorik und probabilistische Zahlentheorie” werden in Leoben zwei Teilprojekte 

bearbeitet. 

Die Arbeit an den genannten Projekten wird in enger 

Kooperation mit Forschungsgruppen aus China, Frankreich, 

Japan, Österreich, Ungarn und Venezuela durchgeführt. 

Im Jahr 2007 werden zwei Fachtagungen zum 

Thema organisiert. 

Jörg M. Thuswaldner 

Mathematik und Statistik 


Zur Person: 

Studium Mathematik in Salzburg, Graz und Wien. 

Im Juni 2000 Habilitation an der TU Graz für das Fach 

Mathematik 

(Foto: Gretl Thuswaldner). 

In Teilprojekt S9610 (mit P. Kirschenhofer) werden mittels 

geometrischer Algorithmen fraktale Strukturen untersucht. 

Diese “selbstähnlichen” Strukturen spielen in Natur und Technik 

eine große Rolle. Als Beispiel geben wir ein Farnkraut 

sowie ein fraktales Modell eines Baumes. 

Projektmitarbeiter: B. Loridant und P. Surer 

Teilprojekt S9611 (mit R. F. Tichy) widmet sich dem Studium 

klassischer Probleme aus der Zahlentheorie. Einige dieser 

Fragestellung haben in jüngster Zeit unter anderem Anwendungen 

in der Kryptographie gefunden. 

Projektmitarbeiter: M. Madritsch 


Fraktale Geometrie, insbesondere die Berechnung von 

Dimensionen und das Studium topologischer Eigenschaften 

von selbstähnlichen Fraktalen. 

Elementare und analytische Zahlentheorie, insbesondere 

Fragestellungen, die mit der Ziffernsumme zu tun haben.


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Renaturierung im Bergbau mit dem LBI-Verfahren 

Gemeinsame Forschungen des Lehrstuhls für Bergbaukunde und Instituts für 

Ökologie. 

Abbaugebiete sind für eine Vielzahl gefährdeter Tier- und Pflanzenarten zum begehrten Rückzugsraum und 

somit für den Naturschutz von großer Relevanz geworden. Um diesen Synergieeffekt zu nützen sowie die 

Interessen der Rohstoffindustrie mit jenen des Naturschutzes auf einen Nenner zu stellen, wurde ein 

Bewertungsverfahren für den Bergbau entwickelt: Der Longterm Biodiversity Index (LBI). 

Mit dem LBI wird der ökologische Wert von 

Rohstoffgewinnungsstätten ermittelt. Das 

Verfahren besteht aus drei Schritten – Analyse, 

Bewertung und darauf aufbauende Maßnahmen. 

Unternehmern steht somit ein international 

standardisiertes Instrument zur Verfügung, 

um ihre ökologischen Leistungen gegenüber 

den Behörden, der Öffentlichkeit und auch 

Aktionären zu kommunizieren. 

Günter Tiess 

Habilitation am Lehrstuhl für 

Bergbaukunde, Department Mineral 

Resources and Petroleum Engineering 

Ingo Hölzle MSc: 

Studium der Geographie, Geologie und 

Botanik an der LMU, sowie Nachhaltiges 

Resourcenmanagement an der TU München. 

Seit Jänner 2005 bei E.C.O. in Klagenfurt 

MINING METALLURGY MATERIALS 

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WWW.UNILEOBEN.AC.AT


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Europäische Rohstoffpolitik 



Internationale Forschungen des Lehrstuhls für Bergbaukunde im Bereich der Rohstoffpolitik. 

Jährlich muss dem Bedarf von über 3 Milliarden mineralischer Rohstoffe der EU-Mitgliedstaaten 

durch die Rohstoffindustrie Rechnung getragen werden. Hierzu benötigt 

werden rohstoffpolitische Strukturen auf Basis des Nachhaltigkeitsprinzip. Rohstoffpolitik 

bezieht sich auf die nachhaltige Sicherung der Lagerstätten, den Ausgleich Rohstoffgewinnung 

und Umwelt sowie auf die Rekultivierung abgebauter Lagerstätten einschließlich Recycling 

– somit auf den ganzen Stofffluss. 

2004 koordinierte der Lehrstuhl für Bergbaukunde im Auftrag der Europäischen Kommission 

(DG Enterprise) eine EU-weite Studie „Minerals Planning Policies in EU“. Die Ergebnisse der 

Studie haben internationale Beachtung gefunden. Sie sind u.a. herangezogen worden zur „Evaluation 

of the Communication on Promoting Sustainable Development in the EU Non-Energy 

Extractive Industrie“ (2006). 

Die EU-Studie (2004) wurde durchgeführt mit u.a. folgenden Institutionen: 

Department of the Geology and Mineral Resource Engineering of the Norwegian University 

of Science and Technology; Department of Infrastructure and Environmental Planning of the 

University of Groningen–Netherlands; Research Group-Department of Civil Engineering of the 

KU Leuven-Belgium; Department of Opencast Mining of the University of Science and Technology; 

Faculty of Mining , Ecology and Process Control and Geotechnologies of the Technical 

University of Kosice-Slowakia; Department of Engineering Geology of the School of Mining of 

Madrid; Department of Mining Engineering and Metallurgy of the National Technical University 

of Athens-Greece. 

Horst Wagner 

Lehrstuhl für Bergbaukunde, 

Department Mineral Resources and 

Petroleum Engineering 

Günter Tiess 

Lehrstuhl für Bergbaukunde, 

Department Mineral Resources and 

Petroleum Engineering 

MINING METALLURGY MATERIALS 

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Schädigungsanalyse von 

elektrokeramischen Bauteilen 



Schädigungsanalyse ist unerlässlich für: a) die Erhöhung der elektromechanischen 

Zuverlässigkeit/der Langzeitstabilität von Bauteilen b) die Entwicklung neuer Bauteile. 

PTC-Bauteil: Schädigung nach elektrischem 

Überlasttest 

Zhonghua Wang 

Institut für Struktur- und 

Funktionskeramik 


Zur Person: 

Studium: Angewandte Chemie, East China University 

of Science and Technology, Shanghai 

Dissertation: Physikalische Chemie, MU-Leoben 

Elektrokeramische Bauteile (z.B.: PTC, Varistor, LTCC usw.) 

bestehen aus einem Verbund aus Elektrokeramik, metallischen 

Elektroden und Kunststoffen. Mit destruktiven Überlasttests 

werden die elektrischen, die thermischen und die mechanischen 

Belastungsgrenzen von Bauteilen ausgelotet. Mit Hilfe der 

Schädigungsanalyse (Fraktographie) können die Versagensursachen 

ermittelt werden. Mit diesen Erkenntnissen lassen sich 

das Design neuer Bauteile, das Herstellungsverfahren und die 

Einsatzbedingungen optimieren. 

Fortschreitende Schädigung von elektrokeramischen Vielschicht-Bauteilen bei Überlasttests: 

Degradation, elektrischer Durchbruch und Rissbildung. 

Partner: 


Quantitative Keramographie und Gefügeanalyse von 

Hochleistungskeramiken 

Fraktographie von Elektrokeramiken, Schädigungsanalyse 

nach dem Überlasttest 

Röntgendiffraktometrie von Hochleistungskeramiken


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Partner: Prof. Dr. Godfrid Wessely (OMV) 

Energiegewinnung 



Geothermale Energie und Tightgas: Energiepotentiale in Thrust- und Subthrust- 

Bereichen der Ostalpen und des Wiener Beckens. 

Tightgas (Erdgas in relativ dichten Gesteinen, die sowohl als Speicher als auch Source 

Rocks dienen können) stellt einen nichtkonventionellen Energieträger dar. Tightgas 

Lagerstätten haben z.T. große Mächtigkeiten, jedoch geringe Permeabilität. Das Aufsuchen 

potentieller Source Rocks und Reservoir Rocks erfolgt durch paläogeographische 

Rekonstruktion entsprechender Ablagerungen: Mergel des Malm, Tone und Sandsteine 

des Dogger, schlecht permeable mesozoische Karbonate und Flyschsandsteine. 

Eva Wegerer 

Lehrstuhl für Prospektion und 

Angewandte Sedimentologie 


Zur Person: 

Studium der Angewandten Geowissenschaften 

Univ.-Ass. am Department für Angewandte 

Geowissenschaften und Geophysik 

Erdwärme stellt eine regenerative Energieform dar. Energiegewinnung erfolgt durch 

hydrothermale Geothermie, Hot-Dry-Rock Verfahren und die Nutzung oberflächennaher 

Erdwärme. Tektonische, stratigraphische, strukturelle, fazielle, hydrologische und petrophysikalische 

Untersuchungen bilden die Basis zur Unterscheidung der geothermalen 

Lagerstättentypen und der Ermittlung des geothermalen Potentials. Auf Grundlage der 

gewinnbaren Wärmeenergie erfolgen Rentabilitätsberechnungen. 


Kohlenwasserstoff-Sedimentologie 

Geothermie 

Umweltgeologie


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Staubagglomeration in Flammen 



Hoche Staubgehalte aus Gasströmen in metallurgischen Anlagen werden durch Aufschmelzen 

und Agglomerieren der Metall- bzw. Mineralphasen in Gasstrahlflammen 

abgeschieden und in das Schmelzebad rückgeführt. 

Numerische Strömungsmechanik gekoppelt mit reaktions-technischer 

Modellierung wird zur Untersuchung des 

Prozesses herangezogen. Die Arbeit soll zur Aufklärung 

der Strömungsverhältnisse im Einschmelzvergaser beitragen 

und die chemischen Reaktionen, thermodynamischen 

Bedingungen und Wechselwirkungen der Partikel mit der 

Gasphase erfassen. 


Christian Weiß 



Zur Person: 

Ao.Prof., Studium Chemieingenieurwesen, Diplom und 

Dissertation an der TU-Graz, 

Habilitation an der MUL für „Verfahrenstechnik“ 

Exemplarisch wird der Staubbrenner in der Koppel des 

COREX-Einschmelzvergasers untersucht. Der Staub wird 

in inertem Stickstoffstrom eingebracht. Ein Sauerstoffstrahl 

reagiert in einer Reduktionsgasatmosphäre und erzeugt Brennflecktemperaturen 

bis zu 3000 °C. In den Staubteilchen erfolgt 

der Ausbrand von Kohlenstoff, sowie das Aufschmelzen von 

Metall und Schlacke. 

Eine Einbindung der Ergebnisse erfolgt in die Gesamtsimulation 

des COREX-Prozesses. 


Modellbildung, Strömungssimulationen und Messtechnik zu 

umwelttechnisch relevanten Sprühprozessen 

Gekoppelte Stoff- und Wärmeaustauschvorgänge in Sprays, 

chemische Reaktionen in Sprays 

Modellbildung zu Zerstäubungsmechanismen 

Verbrennungsprozesse und Rauchgasreinigung 

Verfahrensoptimierungen


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Structure and Casting Technology of 

Copper Anodes 

The anode has to have a certain physical and chemical quality in order to meet the 

requirements of electrorefining. Therefore, it is essential to optimise the casting process, 

which has a direct influence on anode quality. 

Independent of the casting technology used (casting wheel or 

Hazelett), proper process control is vital to ensure good anode 

quality. 

Parameters which influence the quality of casting wheel anodes 

are: 

- 

- 

- 

Mould material and temperature 

Cooling rate (intensity of water-cooling) 

Mould wash 

In cooperation with 

Christine Wenzl 



Zur Person: 

99-04 Diplomstudium Metallurgie 

(Nichteisenmetallurgie und Umformtechnik) 

seit 05 Doktoratsstudium Metallurgie 

The casting process is investigated thoroughly, in order to 

determine the optimum structure and elemental distribution 

for homogeneous dissolution behaviour of the anode, which 

allows the use of higher current densities during electrorefining. 

The requirements regarding chemical quality are a homogeneous 

chemical composition and elemental distribution, as 

well as the formation of solid solutions or soluble compounds 

of Cu and the accompanying elements. 

A good physical quality is determined by a structure, which 

shows good dissolution behaviour and is not susceptible to 

passivation. 

Zones and structures in a casting wheel anode (schematic) 


Kupfer-Anodenguss 

Aufarbeitung von metallhaltigen Reststoffen 

Elektronikschrott-Recycling


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Sekundärmetallurgie hochlegierter 

Fe-Mn-Si-C Stähle 



Hochlegierte TRIP- und TWIP-Stähle werden hinsichtlich Stahlreinheit untersucht. 

Besondere Bedeutung wird den Wechselwirkungen zwischen Stahl, Schlacke und 

Feuerfestmaterial beigemessen. 

Thermodynamische Berechnungen, wie in 

Abb.2 bilden die Grundlagen für das Verständnis 

des Einflusses der Stahlzusammensetzung 

auf die Stabilitätsbereiche von nichtmetallischen 

Einschlüssen (NME). Die sekundärmetallurgischen 

Behandlungspraktiken und deren Auswirkungen 

auf den Reinheitsgrad sind wesentliche 

Forschungsinhalte. Im Technikum am Lehrstuhl 

für Metallurgie werden Versuche durchgeführt, 

die den Verschleiß von Feuerfestmaterial und 

die Auswirkungen auf makroskopische Einschlüsse 

im großtechnischen Maßstab simulieren. 

Jakob Wiener 

Lehrstuhl für Metallurgie 


Zur Person: 

Diplomstudium Metallurgie (Eisen- und Stahlmetallurgie und 

Industriewirtschaft) 

Laufendes Doktorratsstudium Metallurgie 

Induced Plasticity (IP) Stähle bieten eine hervorragende Kombination 

aus Zugfestigkeit (600-1100MPa) und Bruchdehnung 

(50-95%). Diese besonderen Eigenschaften werden durch die 

Nutzung von martensitischen Umwandlungen sowie intensiver 

Zwillingsbildung infolge mechanischer Belastung erreicht. Ausschlaggebend 

für die Entstehung des TRIP- (TRansformation 

Induced Plasticity) bzw. TWIP- (TWinning Induced Plasticity) 

Effektes ist die gezielte Einstellung der Stapelfehlerenergie 

(SFE). Abb.1 zeigt die Entwicklung der SFE bei steigenden 

Mangan und Aluminiumgehalten. 


Sekundärmetallurgie 

Hochmanganhältige Stähle 

Stahlreinheit 

Stahl-Schlacke-Feuerfest Wechselwirkungen


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Schwingfestigkeit - GJL 



Die gegenständliche Forschungsarbeit soll zur Erweiterung des Kenntnisstandes der 

Zusammenhänge zwischen der Schwingfestigkeit und den maßgeblichen Gefügeparametern 

bei Gusseisen mit Lamellengraphit beitragen. 

Förderung durch: 

FFG, EFRE 

Land Steiermark und 

Industriepartner 

Traditionell wird Grauguss nur durch seine Zugfestigkeit 

charakterisiert. Maßnahmen zur Steigerung der Dauerfestigkeit 

zielten daher immer nur auf die Steigerung der 

Zugfestigkeit ab. In der vorliegenden Arbeit wird dagegen 

das Spannungs-Dehnungsverhalten bzw. der Existenzbereich 

der Dauerfestigkeit auf der Spannungs-Dehnungskurve 

mit Feinzugversuchen untersucht. Die Prämisse 

dieser Vorgangsweise ist, dass sich verschiedene Einflussgrößen 

auf die Zug- bzw. Dauerfestigkeit zwar gleichsinnig, 

aber unterschiedlich stark auswirken können, was nur 

durch Feinzugversuche erkennbar wird. 

Thomas Willidal 

Österreichisches Gießerei-Institut 

Parkstraße 21 

8700 Leoben Forschungsschwerpunkte: 

Zur Person: 

Studium an der Montanuniversität Leoben 

Werkstoffwissenschaften. 

Seit 2001 wissenschaftlicher Mitarbeiter am ÖGI. 

200 μm 200 μm 

Computertomographie 

Berührungslose Hochtemperaturmessungen von 

Mikroverformungen mittels Lasertechnik 

Korrosionsschutz von Mg-Bauteilen 

Wärmebehandlung von Druckgussbauteilen


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Thermomechanische Ermüdung von Gusseisen 

Die Möglichkeit das Werkstoff- und Lebensdauerverhalten von Bauteilen aus Gusseisen 

beschreiben zu können, verleiht heute Gusseisen im Motorenbau wieder zunehmende 

Attraktivität. 

Forschungsarbeit im Rahmen des 

CD-Labors für Betriebsfestigkeit 

Projektpartner: AVL List GmbH 

Gerhard Winter 


Maschinenbau 

CD-Labor für Betriebsfestigkeit 


Zur Person: 

1999 bis 2004: Studium in Leoben Montanmaschinenwesen 

mit Schwerpunkt Computational Design 

Zyklische Temperaturwechsel aufgrund von Anfahr-, 

Last wechsel- und Abfahrvorgängen wie sie bei Motorkomponenten 

bis zu Temperaturen von 800 °C vorkommen, 

erfordern den Einsatz von modernen Gusseisenwerkstoffen. 

Zur Beschreibung der komplexen Phänomene der thermomechanischen 

Ermüdung zeigen sich Energiekriterien 

als repräsentativ. Einflüsse wie Maximaltemperatur, 

Haltezeit und lokale Dehnung können berücksichtigt 

werden, wodurch eine Abschätzung der Lebensdauer 

dieser Bauteile in einem geringem Streuband möglich 

ist. 


Gusseisenwerkstoffe im Motorenbau (Zylinderkopf, 

Abgaskrümmer, Turbolader) 

TMF-Versuchsführung mit Schwerpunkt Temperatur 

Werkstoffmodellierung 

Lebensdauerberechnung 

Werkstoff- und Bauteiluntersuchungen


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Kurzzeitkriechverhalten von 

Warmarbeitsstählen 



Ziel: Einfluss der Mikrostruktur von Warmarbeitsstählen auf das Kurzzeitkriechverhalten. 

Für die Kurzzeitkriechversuche stehen 2 Kriechprüfstände 

vom Typ MAYES TC30 & TC50 zur Verfügung. 

Die Mikrostrukturuntersuchungen werden vorwiegend 

mittels Lichtmikroskop und Rasterelektronenmikroskop 

des Department Metallkunde und Werkstoffprüfung 

und mittels TEM am Erich Schmid Institut 

durchgeführt. Vereinzelt wird auch die Atomsonde 

und small angle neutron scattering [SANS] zum Einsatz 

kommen. 

Mitverantwortlich für die Erfassung der Daten sind 

Erich Stergar im Rahmen seiner Diplomarbeit und Gerhard 

Hawranek bei den Rasterelektronenmikroskopaufnahmen. 

Harald Wurmbauer 

Materials Center Leoben & 



Zur Person: 

Studium Werkstoffwissenschaften 

MCL Projektmitarbeiter und Doktorand am 

Department Metallkunde und Werkstoffprüfung 

Warmarbeitsstähle werden bei Temperaturen 

verwendet, die größer sind 

als 200°C. Sie werden unter anderem 

in Druckgieß- und Strangpresswerkzeugen 

eingesetzt. Über das Kurzzeitkriechverhalten 

solcher Werkstoffe ist 

zurzeit noch sehr wenig bekannt. 

Unter Kriechen versteht man eine zeit- 

und temperaturabhängige Verformung 

unter Last. Ab einer Temperatur von 

0.3Tm werden Kriechprozesse relevant. 

Für die finanzielle Unterstützung durch die Österreichische 

Forschungsförderungsgesellschaft mbH, das Land 

Steiermark, die Steirische Wirtschaftsförderungsgesellschaft 

mbH und die Stadtgemeinde Leoben innerhalb 

von Forschungsaktivitäten des Materials Center Leoben 

im Rahmen des österreichischen Kplus Kompetenzzentrenprogramms 

sei herzlichst gedankt. 


Kurzzeitkriechen 

Warmarbeitsstähle 

Werkstoffcharakterisierung


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Komplexitätsbeherrschung in Supply Chains 

Komplexität entsteht durch unternehmensinterne und -externe Faktoren. Die effektive 

Steuerung von Supply Chains erfordert gezieltes Management von Produkt- und 

Prozessvarianten. 

Variantenarten 

Ansätze zur Beherrschung der Komplexität 

sind die Standardisierung und Modularisierung 

von Produkten und Prozessen, der Einsatz 

von Referenzmodellen, die Gestaltung der 

Fertigungstiefe und die Positionierung des 

Order Penetration Punktes. 

Helmut Zsifkovits 

Lehrstuhl für Industrielogistik 


Zur Person: 

Tätigkeit in der Industrie und als selbständiger Berater 

Diverse Projekte im Bereich Logistik, Prozessmanagement 

Studium BWL an der Karl-Franzens-Universität Graz 

Arbeit an der Habilitation am Lehrstuhl Industrielogistik 

Planung, Prognose und Steuerung von Supply Chains 

werden durch Komplexität erschwert, die sich in einer 

Vielzahl von Elementen und Akteuren, deren mannigfaltigen 

Vernetzungen und der dynamischen Veränderung 

der Systemelemente im Zeitablauf darstellt. Auswirkungen 

zeigen sich in der mangelnden Steuerbarkeit und 

den hohen Kosten (Komplexitätskosten). 

Komplexitätskosten 


Komplexität und Variantenmanagement 


Supply Chain Collaboration 

Logistik - Referenzmodelle


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Innovationsmanagement 



Konzeption eines Supply Chain-übergreifenden Bewertungsschemas, das auch Aspekten 

der Nachhaltigkeit für Produktinnovationen entspricht. 

Projekt ALWS 

Gegenstand des Austrian Light Weight 

Structures(ALWS)-Projektes, welches mit 

den Projektpartnern ARC/LKR sowie Profactor 

abgewickelt wird, ist die Erstellung 

eines Simulationstools zur verbesserten 

Entwicklung und Markteinführung österreichischer 

Leichtbauprodukte. 

Markus Zwainz 




Zur Person: 

Mag. rer. soc. oec. Dipl.-Ing. Zwainz arbeitet als wissenschaftlicher 

Mitarbeiter am Lehrstuhl WBW 

Innovationsmanagement 

Der Erfolg von Unternehmen hängt 

immer stärker von überdurchschnittlichem 

Wachstum ab, was durch hohe 

Innovationsfähigkeit gewährleistet 

wird. Dadurch entstehen komplexe 

und dynamische Entscheidungssituationen, 

welche das Betätigungsfeld für 

Technologie- und Innovationsmanagement 

darstellen. 


Technologie- und Innovationsmanagement 

Risikomanagement 

Controlling 

Wertorientierte Unternehmensführung

neue Endversion16112006.indd - ULV Leoben - Montanuniversität ...

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