Characterization of Minerals, Metals, and Materials 2026

Inhaltsverzeichnis

1. Frontmatter

2. Advanced Characterization IV: Electron-Microscopy-Based Techniques II

   1. Frontmatter

   2. Investigation of Fracture Toughness in Repair Weld of Process Piping Using Electron Backscatter Diffraction and Atomic-Scale Modelling

      Gil M. Agag Jr., Persia Ada N. de Yro, Clodualdo Aranas Jr.

      Dieses Kapitel befasst sich mit der Bruchzähigkeit von Kohlenstoffstahlschweißnähten im Nanobereich und ergänzt traditionelle Methoden wie CTOD- und Charpy-Tests. Die Studie nutzt fortschrittliche Techniken wie die Elektronenrückstreuung (EBSD) und die atomare Modellierung, um ein prädiktives System für die Bruchzähigkeit von Schweißnähten in Prozessrohren zu entwickeln. Zu den Schlüsselthemen zählen die Anwendung der Dichte-Funktionstheorie (DFT) zur Berechnung elastischer Konstanten, die Anwendung analytischer Modellierung für Bulk-Module und die experimentellen Schweiß- und Zerstörungsprüfverfahren. Die Ergebnisse unterstreichen die erfolgreiche Auswahl von unedlen Metallen und Schweißverbrauchsmaterialien sowie die Optimierung der Schweißparameter. Die Studie schließt mit einer Zusammenfassung zerstörungsfreier und zerstörerischer Testergebnisse, wobei die Bedeutung der Bruchzähigkeit bei Materialdesign, Auswahl und Konstruktion hervorgehoben wird. Dieser umfassende Ansatz bietet wertvolle Erkenntnisse zur Verbesserung der Materialintegrität und -sicherheit im Rohrleitungsbau.

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   3. Mechanical Behaviour of Additively Manufactured TPMS-Voronoi Hybrid Scaffolds

      Kaushik Raj Pyla, Ishaan Gupta, Hongxu Wang, Hang Dong, Juan Pablo Escobedo-Diaz

      Dieses Kapitel untersucht das mechanische Verhalten von Hybridgerüsten, die dreilagige Periodische Minimale Oberfläche (RDKS) und Voronoi-Strukturen kombinieren, und konzentriert sich dabei insbesondere auf ihr Potenzial im Knochengewebe-Engineering. Die Studie untersucht, wie unterschiedliche Hybridisierungsstrategien - horizontal und radial - die Leistung dieser Gerüste beeinflussen. Zu den Schlüsselthemen zählen die Konstruktion und Herstellung von Gyroid-Voronoi-Hybridgerüsten mittels FDM-Druck mit PLA, die durch quasi-statische Kompressionstests bewerteten mechanischen Eigenschaften und die mit einem Gerät zur konstanten Kopfdurchlässigkeit gemessene Permeabilitätsleistung. Die Ergebnisse zeigen, dass radiale Konstruktionen im Allgemeinen horizontale Konstruktionen hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften übertreffen, während horizontale Konstruktionen eine bessere Durchlässigkeit aufweisen. Das Kapitel kommt zu dem Schluss, dass das R2-Design mit seiner radialen Hybridisierung die beste Gesamtleistung bietet und sich an den mechanischen und Durchlässigkeitseigenschaften des menschlichen Trabekelknochens orientiert. Diese Forschung liefert wertvolle Erkenntnisse zur Optimierung von Gerüstkonstruktionen für Anwendungen im Bereich Knochengewebe-Engineering.

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3. Advanced Characterization VI: X-Ray-Based Techniques II and Mineral Processing I

   1. Frontmatter

   2. Study on the Preparation of Direct Reduced Iron (DRI) from Sulfur-Containing Iron Ore by Hydrogen Reduction

      Junjie Yu, Youxun Dai, Xiaoqing Zhou, Chen Liu

      Diese Studie befasst sich mit der Herstellung von direkt reduziertem Eisen (DRI) aus schwefelhaltigem Eisenerz durch Wasserstoffreduktion und geht auf die entscheidende Notwendigkeit einer effizienten Entschwefelung in der Stahlproduktion ein. Die Forschung untersucht die Auswirkungen von Rösttemperatur, Verweilzeit und H2-Konzentration auf die Reduktions- und Entschwefelungsprozesse. Die wichtigsten Ergebnisse zeigen, dass eine Rösttemperatur von 1000 ° C, eine Verweilzeit von 90 Minuten und eine H2-Konzentration von 30% optimale Ergebnisse mit einem Metallisierungsgrad von 93,3% und einem Entschwefelungsanteil von 95,9% erzielen. Die Studie untersucht auch die mikrostrukturelle Morphologie und die magnetischen Eigenschaften der gerösteten Produkte und liefert wertvolle Einblicke in die Phasentransformation und Kristallisation von metallischem Eisen. Die unter optimalen Bedingungen durchgeführten Magnetabscheidungstests zeigen das Potenzial des aufbereiteten DRI-Pulvers als hochwertiger Ausgangsstoff für die Elektrolichtbogenstahlproduktion, der die chinesische nationale Norm YB / T 5296-2011 für DRI in Stahlqualität erfüllt.

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   3. Research on the Metallurgical Performance of Three Types of Natural Lump Ores for Blast Furnace

      Zefei Zhang, Sibin Zhang, Yong Zhang, Jianlong Wu, Jian Sun, Li Zhu, Wenyun Liu, Donghui Huang

      Dieses Kapitel befasst sich mit der metallurgischen Leistung von drei Arten natürlicher Klummererze, die in Hochöfen verwendet werden, wobei der Schwerpunkt auf ihrer chemischen Zusammensetzung, thermischen Verfallsrate, Reduzierbarkeit und Erweichung, Schmelzen und Tröpfchen liegt. Zur Charakterisierung der Erze werden verschiedene analytische Methoden eingesetzt, darunter Röntgenstrahlung, volumetrische Methode und Röntgenstrahlung. Zu den wichtigsten Ergebnissen zählen der überlegene Eisengehalt und die Reduzierbarkeit von Klumperz A, trotz seiner schlechteren thermischen Fäulnisleistung. Klumpenerz B und C weisen in verschiedenen Tests unterschiedliche Leistungsniveaus auf, wobei Klumpenerz B im Allgemeinen besser abschneidet als Klumpenerz C. Das Kapitel kommt zu dem Schluss, dass Klumpenerz A aufgrund seines hohen Eisengehalts und seiner hervorragenden Reduzierbarkeit zwar für Hochofenbetriebe am vorteilhaftesten ist, aber seine hohe Feinstofferzeugungsrate bewältigt werden muss, um nachteilige Auswirkungen auf die Durchlässigkeit des Ofens zu vermeiden. Die detaillierte Analyse und Vergleichsstudie liefern wertvolle Erkenntnisse zur Optimierung der Hochofenlaststruktur, zur Senkung des Energieverbrauchs und zur Minimierung der Schadstoffemissionen.

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4. Advanced Characterization VII: Mineral Processing II

   1. Frontmatter

   2. Mechanical Activation Effects on Physicochemical Characteristics of Silica-Based Alluvial Columbite-Tantalite Bearing Mineral for Recovery of Critical Metals

      Nnaemeka Stanislaus Nzeh, Abraham Adeleke, Samson Adeosun, Torti Uwaike

      Dieses Kapitel geht der entscheidenden Rolle der Zerkleinerung in der Mineralverarbeitung nach, insbesondere der mechanischen Aktivierung von Schwemmstoffen auf Kieselsteinbasis (SBACTM). Die Studie untersucht, wie das Mahlen die Partikelgrößenverteilung, die Oberfläche und die Lösungsraten dieser Mineralien beeinflusst, die für die effiziente Rückgewinnung kritischer Metalle wie Niob und Tantal von entscheidender Bedeutung sind. Durch umfangreiche experimentelle Arbeiten wie Röntgenbeugung, Rasterelektronenmikroskopie und Analyse der chemischen Zusammensetzung liefert die Forschung ein umfassendes Verständnis der physikalisch-chemischen Eigenschaften des Minerals. Die Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung der mechanischen Aktivierung für die Befreiung und Rückgewinnung wertvoller Metalle aus Kolumbit-Tantaliterzen. Diese Studie bietet praktische Einblicke in die Optimierung von Mineralverarbeitungstechniken und ist daher eine wertvolle Ressource für Fachleute auf diesem Gebiet.

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   3. Effects of Adding Ratio of Boron-Iron and Roasting Temperature on Properties of Boron-Containing Pellets

      Luyao Zhao, Hongmei Qiao, Yunqing Tian, Zilong Zhao, Yang Li, Dianwei Zhang

      Dieses Kapitel untersucht die Auswirkungen unterschiedlicher Verhältnisse von Bor-Eisen-Pulver und Rösttemperaturen auf die Eigenschaften borhaltiger Pellets, wobei der Schwerpunkt auf Druckfestigkeit und metallurgischer Leistung liegt. Die Studie untersucht, wie unterschiedliche Anteile an Bor-Eisen-Pulver die Fall- und Druckfestigkeit von grünen Pellets sowie die Druckfestigkeit und den Reduktionsquellindex von gerösteten Pellets beeinflussen. Zu den wichtigsten Ergebnissen gehört die Beobachtung, dass eine Erhöhung des Bor-Eisen-Pulververhältnisses die Fallfestigkeit von grünen Pellets erhöht, ohne deren Druckfestigkeit signifikant zu beeinträchtigen. Bei einer Rösttemperatur von 1200 ° C wiesen Pellets mit 3% und 5% Bor-Eisen-Konzentrat-Pulver im Vergleich zum Referenzwert deutlich höhere Druckfestigkeiten auf. Bei 1250 ° C nahm die Druckfestigkeit jedoch ab, was wahrscheinlich auf die übermäßige Bildung von Flüssigphasen zurückzuführen ist. Bei höheren Bor-Eisen-Pulver-Verhältnissen und Rösttemperaturen stieg auch der Reduktionsquellindex, aber dieser Effekt wurde bei niedrigeren Temperaturen abgeschwächt. Das Kapitel schließt mit Einblicken in die mikrostrukturellen Veränderungen und die Implikationen für die Pelletherstellung und bietet ein umfassendes Verständnis, wie diese Parameter für eine verbesserte Pelletqualität und Kosteneffizienz optimiert werden können.

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   4. Evaluation of Combustion Characteristics of Municipal Sewage Sludge for Iron Ore Sintering

      Lin Xiong, Zhiwei Peng, Shaochang Nie

      Dieses Kapitel befasst sich mit den Verbrennungseigenschaften von kommunalem Klärschlamm, der aufgrund seiner komplexen Zusammensetzung und seines hohen Produktionsvolumens eine drängende ökologische Herausforderung darstellt. Die Studie analysiert die chemische Zusammensetzung des Schlamms und enthüllt hohe Konzentrationen organischer Substanz sowie erhebliche Mengen an Kieselsäure und Tonerde in seinem Aschegehalt. Es untersucht das Potenzial der Verwendung von Schlamm als zusätzliche Wärmequelle beim Eisenerzsintern, einem Prozess, der Brennstoff und Feuchtigkeit erfordert. Die Forschung führt thermogravimetrische Analysen mit unterschiedlichen Heizraten durch und zeigt, dass die Verbrennungsreaktion des Schlamms bei niedrigen Temperaturen schnell voranschreitet, wobei die maximale Massenverlustrate die konventionelle Koksbrise übersteigt. Die Studie diskutiert auch die ökologischen und wirtschaftlichen Vorteile dieses Ansatzes sowie die Herausforderungen durch schädliche Elemente im Schlamm. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine ordnungsgemäße Regelung der Heizrate die thermische Nutzungseffizienz von Schlamm in der Eisenerzsinterung steigern könnte und eine vielversprechende Lösung für die Schlammentsorgung und -rückgewinnung bieten würde.

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   5. Leaching Chilembwe Phosphate Rock for Production of Fertilizer-Grade Phosphoric Acid

      Moreblessings Susa, Yotamu Rainford Stephen Hara, Agabu Shane

      Dieses Kapitel untersucht die Lebensfähigkeit der Produktion von Phosphorsäure aus Chilembwe-Phosphatgestein, einem entscheidenden Schritt bei der Herstellung von Phosphorsäure in Düngemittelqualität. Die Studie untersucht sorgfältig die chemische Zusammensetzung und mineralogische Struktur des Gesteins und zeigt, dass Hydroxylapatit das primäre phosphorhaltige Mineral ist. Durch eine Reihe von Auslaugungsexperimenten werden die Auswirkungen von pH-Wert, Partikelgröße und Säuredosierung auf die Rückgewinnung von Phosphor gründlich analysiert. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass pH-basierte Auslaugungen zwar niedrigere Ausbringungsraten erzielen, aber eine feste Säuredosierung die Phosphorausbeute signifikant steigert und einen Wirkungsgrad von bis zu 92% erreicht. Das Kapitel schließt mit einer detaillierten Diskussion über die wirtschaftlichen und landwirtschaftlichen Auswirkungen der Nutzung lokaler Phosphatvorkommen, wobei das Potenzial betont wird, die Importkosten für Düngemittel zu senken und die lokale Industrie anzukurbeln.

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   6. Unraveling the Synergistic Leaching of Low-Grade Scheelite in NaOH–Na2CO3: Insights from Advanced Material Characterization

      Xinran Li, Hao Jiang, Zhiwei Peng, Anan Duan, Tong Zhang, Zexi Gong

      Diese Studie untersucht die synergistische Auslaugung von minderwertigem Scheelit mithilfe einer Kombination aus NaOH und Na2CO3 und konzentriert sich dabei auf die Optimierung der Extraktion von Wolfram, einem kritischen Metall mit zahlreichen High-Tech-Anwendungen. Durch fortschrittliche Materialcharakterisierungstechniken wie XRD, REM, FTIR und ICP-OES werden Phasenzusammensetzung, Oberflächenmorphologie und chemischer Zustand von Scheelit in verschiedenen Auslaugungsstadien untersucht. Die Studie identifiziert die optimalen Bedingungen für die Auslaugung, einschließlich des Massenverhältnisses von NaOH zu Na2CO3, Reaktionszeit und Temperatur, die die Auslaugungseffizienz von WO3 signifikant steigern. Die Ergebnisse zeigen, dass das synergistische Auslaugungssystem nicht nur die Auflösung von Scheelit verbessert, sondern auch das Passivierungsphänomen an der Oberfläche von Erzpartikeln eliminiert. Diese umfassende Analyse bietet neue Einsichten in die effektive Nutzung der minderwertigen Wolframressourcen und fördert damit die nachhaltige Entwicklung in der Wolframindustrie.

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5. Poster Session I

   1. Frontmatter

   2. Multi-scale Flame Retardancy in Aerospace Carbon Fibre Reinforced Polymers (CFRPs) Using Hybrid Fibres and Graphene Oxide (GO)

      J. Nabuai, J. P. Escobedo-Diaz, A. Zinoviev, M. Ghodrat

      Dieses Kapitel befasst sich mit dem innovativen Einsatz von Hybridfasern und Graphenoxid (GO) zur Verbesserung der Flammhemmung in kohlenstofffaserverstärkten Polymeren (CFK). Die Studie untersucht die Integration von Kohlenstoff-, Nomex- und Basaltfasern mit nanotechnischem GO innerhalb einer Epoxidmatrix, um einen multifunktionalen Hybrid-Verbund zu schaffen. Zu den Schlüsselthemen zählen die Materialspezifikationen und Zubereitungsmethoden, experimentelle Methoden wie der LOI-Test (Limiting Oxygen Index) und die Ergebnisse, die den Einfluss von GO auf Flammschutz und mechanische Eigenschaften zeigen. Die Schlussfolgerung hebt die signifikanten Verbesserungen bei den LOI-Werten, verringerte Verbrennungsraten und verbesserte strukturelle Integrität hervor, was diesen Ansatz zu einer transformativen Lösung für Luft- und Raumfahrtanwendungen macht. Das Kapitel diskutiert auch die synergistischen Effekte der Faserhybridisierung und die Rolle des GO bei der Schaffung eines gewundenen Weges für Sauerstoff, wodurch die Brandhemmung optimiert wird. Die Ergebnisse der Studie deuten darauf hin, dass die entwickelten GO-verbesserten hybriden CFK einen bedeutenden Fortschritt bei der Erfüllung strenger Sicherheitsstandards in der Luft- und Raumfahrt darstellen.

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   3. Analysis of FeS2 Depression by Thioglycolate (C2H3NO2S) During Collectorless Flotation

      Hector Iván Hernández Jímenez, Martín Reyes Pérez, Iván A. Reyes Domínguez, Dayli Yamilet Tolentino Mendoza, Mishelle Miroslava Sánchez Acosta, Mizraim U. Flores Guerrero, Miguel Pérez Labra, Julio Cesar Juárez Tapia, Francisco Raúl Barrientos Hernández

      Dieses Kapitel vertieft sich in die Analyse von Pyritdepressionen mit Natriumthioglykolat während der kollektorlosen Flotation und hebt sein Potenzial als umweltfreundliches Depressivum hervor. Die Studie untersucht die Auswirkungen von Thioglykolat auf die Flotation von Pyrit unter verschiedenen pH-Bedingungen und Konzentrationen und enthüllt seine Wirksamkeit bei der Verringerung der natürlichen Fließfähigkeit von Pyrit. Zu den wichtigsten Ergebnissen zählen die signifikante Vertiefung von Pyrit bei saurem pH-Wert und die Adsorption von Thioglykolat an Pyritoberflächen, wodurch sich ihre hydrophoben Eigenschaften verändern. Die Forschung untersucht auch den Einfluss des Zellstoffpotenzials und der elektrischen Leitfähigkeit auf die Flotationseffizienz. Die Schlussfolgerungen unterstreichen die Adsorption von Thioglykolat an Pyritoberflächen, die seine natürliche Hydrophobie behindert und hydrophile Eigenschaften bietet. Diese Studie bietet wertvolle Einblicke in nachhaltige Verarbeitungstechniken für Mineralien und betont die Rolle organischer Depressiva bei der Steigerung der Flotationseffizienz bei gleichzeitiger Minimierung der Umweltauswirkungen.

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   4. Analysis of the Flotation Behavior of Coarse Particles of Malachite Ore

      Juan Daniel Duran García, Marisol Galindo Hidalgo, Martín Reyes Pérez, Iván Alejandro Reyes Domínguez, Dayli Yamilet Tolentino Mendoza, Mishelle Miroslava Sánchez Acosta, Mizraim Uriel Flores Guerrero, Gustavo Urbano Reyes, Felipe Legorreta García

      In diesem Kapitel wird das Flotationsverhalten grober Malachiterzpartikel untersucht, wobei der Schwerpunkt auf der Verwendung von Kaliumamylxanthat als Kollektor und dem Einfluss des pH-Wertes auf die selektive Rückgewinnung von Malachit liegt. Die Studie untersucht den Einfluss unterschiedlicher Konzentrationen von Kaliumamylxanthat und unterschiedlicher pH-Werte auf die Flotationseffizienz von Malachit. Zu den wichtigsten Erkenntnissen gehören die optimalen Bedingungen für die Maximierung der Kupfergewinnung und die mit höheren Kollektorkonzentrationen verbundenen Herausforderungen. Die Forschung diskutiert auch die mineralogische Beschaffenheit von Malachit und die Bedeutung effizienter Trenntechniken. Darüber hinaus bietet die Studie Einblicke in die ökologischen und wirtschaftlichen Auswirkungen des Flotationsprozesses und unterstreicht die Notwendigkeit nachhaltiger Praktiken bei der Kupfergewinnung.

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   5. Analysis of the Influence of Heat Treatment and Acetone Vapor Exposure on ABS Samples

      Edson Soares, Márcia Cardoso, Alisson Silva, Sergio Monteiro, Verônica Candido

      In diesem Kapitel wird untersucht, wie Wärmebehandlung und Acetondampfbelastung die mechanischen Eigenschaften von Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) -Proben beeinflussen, die durch Fused Deposition Modeling (FDM) hergestellt werden. Die Studie konzentriert sich auf die Auswirkungen dieser Behandlungen auf Zug-, Druck- und Schlagstärken. Schlüsselergebnisse zeigen, dass Wärmebehandlung allein zwar die Zugfestigkeit leicht verbessern kann, die Kombination aus Wärmebehandlung und Aceton-Exposition jedoch die Zugfestigkeit drastisch verringert. Umgekehrt verstärken alle Behandlungen, einschließlich der Kombination, die Kompressions- und Aufprallstärke. Die Forschungsergebnisse unterstreichen die Notwendigkeit sorgfältiger Überlegungen zur Nachbearbeitung, um die spezifischen Eigenschaften von ABS zu optimieren. Die detaillierten experimentellen Verfahren und Ergebnisse liefern ein umfassendes Verständnis des mechanischen Verhaltens von ABS unter unterschiedlichen Behandlungsbedingungen und bieten wertvolle Erkenntnisse für Fachleute im Bereich der additiven Fertigung.

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   6. Characterization of the Surface Nature of a Lithium Mineral Type KLi2Al(Al, Si)3O10(F, OH)2

      Martín Reyes Pérez, Francisco Patiño Cardona, Hernan Islas Vázquez, Iván Alejandro Reyes Domínguez, Dayli Yamilet Tolentino Mendoza, Mishelle Miroslava Sánchez Acosta, Mizraim Uriel Flores Guerrero, Miguel Pérez Labra, Francisco Raúl Barrientos Hernández

      Dieses Kapitel geht der Charakterisierung der Oberflächenbeschaffenheit eines Lithiumminerals, insbesondere Lepidolith, mit der chemischen Formel KLi2Al (Al, Si) 3O10 (F, OH) 2 nach. Die Studie verwendet verschiedene instrumentelle Techniken wie Laser-induzierte Plasmaspektroskopie (LIBS), Röntgenbeugung, Rasterelektronenmikroskopie (REM) mit energiedispersiver Mikroanalyse (EDS) und Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie (FTIR), um die Oberfläche, die morphologische Beschaffenheit und die kristalline Struktur des Minerals aufzudecken. Die Forschung unterstreicht die Bedeutung des Verständnisses der Eigenschaften des Minerals für effiziente Trennprozesse, insbesondere die Schaumflotation. Die Studie bietet detaillierte Einblicke in die elementare Zusammensetzung, Morphologie und Oberflächeneigenschaften von Lepidolith, die für seine Gewinnung und Nutzung entscheidend sind. Die Ergebnisse bestätigen die mineralogische Beschaffenheit von Lepidolith mit monokliner kristalliner Struktur und charakteristischer chemischer Zusammensetzung. Das Infrarotspektrum identifiziert die wichtigsten Schwingungsbindungen der im Mineral enthaltenen Oxide und liefert so ein umfassendes Verständnis seiner Oberflächeneigenschaften. Diese detaillierte Analyse ist unverzichtbar, um die Trenn- und Extraktionsprozesse dieses wertvollen Lithiumminerals zu optimieren.

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   7. Experimental and Numerical Study of the Structural Performance of Extruded Ceramic Blocks Pressed and Fired Under Different Loading Conditions

      Elias Socrates Nascimento da Cruz Junior, Laura Barreto Azeredo, Niander Aguiar Cerqueira

      Dieses Kapitel befasst sich mit der strukturellen Leistungsfähigkeit extrudierter Keramikblöcke unter unterschiedlichen Belastungsbedingungen, wobei der Schwerpunkt auf statischen und dynamischen Parametern liegt. Durch experimentelle Tests und Computermodellierung bewertet die Studie die Stärke, Verformbarkeit und den Versagensmodus von Prismen und kleinen Wänden, die mit diesen Blöcken konstruiert wurden. Zu den wichtigsten Ergebnissen gehört die Identifizierung zweier unterschiedlicher Versagensarten: zentrale vertikale Risse und seitliche Abplatzungen, die das spröde und anisotrope Verhalten von Keramikblöcken hervorheben. Die Digital Image Correlation (DIC) -Technik wurde eingesetzt, um Deformationen und Verschiebungen zu analysieren und eine zerstörungsfreie Methode zur Verfolgung struktureller Reaktionen zu bieten. Numerische Simulationen mit der ANSYS 2024 R1-Software zeigten Spannungsverteilungsmuster und Eigenfrequenzen, wobei die zentralen und seitlichen Bereiche der Wände als kritische Deformationsregionen identifiziert wurden. Die Studie schließt mit Einsichten in eine sicherere und effizientere Mauerwerksplanung ab und betont die Notwendigkeit aktualisierter brasilianischer Normen, um den Umfang und die Genauigkeit struktureller Mauerwerksparameter besser zu berücksichtigen.

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   8. Influence of the Reduction of Solubilized Hydrated Lime on the Performance of Coating Mortars

      L. G. Rocha, R. M. Siqueira, R. F. de Abreu, V. D. Pinheiro, J. Alexandre, S. N. Monteiro, A. R. G. de Azevedo

      Dieses Kapitel untersucht den Einfluss von gelöstem hydriertem Kalk auf die Leistung von Beschichtungsmörteln und konzentriert sich auf Schlüsselbereiche wie Dichte, Luftgehalt, Wasserrückhaltung und mechanische Festigkeit. Die Studie nutzt fortschrittliche Techniken wie Rasterelektronenmikroskopie (REM), energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDS) und Röntgenbeugung (XRD), um die mikrostrukturellen und mechanischen Eigenschaften von Mörteln mit unterschiedlichem Kalkanteil zu analysieren. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Verringerung der Menge an gelöstem Kalk die Dichte und Wassereinlagerung verringert, während der Luftgehalt und die Kapillaraufnahme erhöht werden, was die Durchlässigkeit des Mörtels beeinträchtigt. Mechanische Tests zeigen, dass der vollständige Ersatz von trockenem Kalk durch gelösten Kalk die Festigkeit verringert, aber die Verwendung von 50% löslichem Kalk eine ausgewogene Leistung bietet. Die Schlussfolgerung unterstreicht die Wichtigkeit der Kontrolle des Kalkeinbaus zur Optimierung der Mörteleigenschaften und legt Zwischenanteile an gelöstem Kalk als vielversprechende Lösung zur Verbesserung der Haltbarkeit und Produktionseffizienz nahe.

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   9. Instrumental Characterization of Lithium Content in a Lepidolite Mineral

      F. R. Barrientos-Hernández, M. Pérez-Labra, M. Reyes-Pérez, E. Cardoso-Legorreta, I. A. Lira-Hernández, R. Escudero-García, F. Patiño-Cardona, H. Islas-Vázquez

      Dieses Kapitel befasst sich mit der instrumentellen Charakterisierung von Lepidolith, einer lebenswichtigen Quelle von Lithium, und konzentriert sich dabei auf seine Oberflächeneigenschaften und Strukturanalysen. Zu den Schlüsselthemen zählen die Verwendung der Röntgenbeugung zur Bestätigung der kristallinen Beschaffenheit von Lepidolith, die REM-EDS-Analyse zur Bestimmung seiner elementaren Zusammensetzung und Morphologie, die FTIR-Spektroskopie zur Identifizierung von Bindungsstrukturen und LIBS zur Quantifizierung des Lithiumgehalts. Die Studie beleuchtet die Herausforderungen bei der Trennung von Lepidolith und Gangue-Mineralien aufgrund seiner hydrophilen Oberfläche und glimmerartigen Morphologie. Die Ergebnisse zeigen, dass Lepidolith-Partikel eine flockenartige Struktur mit einer hohen Oberfläche aufweisen, was für physikalische Trennprozesse vorteilhaft sein kann. Das Kapitel schließt mit der Betonung, wie wichtig es ist, die Oberflächenbeschaffenheit von Lepidolith für eine effiziente Lithiumgewinnung zu verstehen, was es zu einer wertvollen Ressource für Fachleute auf diesem Gebiet macht.

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   10. Physical, Mechanical, and Microstructural Performance of Soil–Cement Bricks with Mineral and Ceramic Waste

       Bruno Sanches da Silva, Niander Aguiar Cerqueira, Amanda de Oliveira Aguiar, Jonas Alexandre, Afonso Rangel Garcez de Azevedo, Elias Sócrates do Nascimento Junior, Gustavo de Castro Xavier

       Dieses Kapitel befasst sich mit der innovativen Verwendung von Eisenerzablagerungen, rotem Keramikabfall und zerkleinertem Sand, um die Eigenschaften von Boden-Zement-Ziegeln zu verbessern. Die Studie bewertet die physikalische und mechanische Leistung dieser Ziegel und konzentriert sich dabei auf Wasseraufnahme, Druckfestigkeit und Haltbarkeit. Mikrostrukturanalysen zeigen die Wechselwirkung von Abfallmaterialien mit der Zementmatrix, die zu einer verbesserten Ziegelfestigkeit und verringerter Porosität beiträgt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Einbeziehung dieser Abfälle nicht nur die üblichen technischen Anforderungen erfüllt, sondern häufig sogar übertrifft und eine nachhaltige Alternative zu herkömmlichen Baustoffen darstellt. Das Kapitel schließt mit einer Diskussion über das Potenzial zur großflächigen industriellen Anwendung dieser ökoeffizienten Steine, die mit globalen Nachhaltigkeitszielen im Einklang steht.

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   11. Physical Characterization of the Behavior of the Gas Retained in a Flotation Celd

       Dayli Yamilet Tolentino Mendoza, Martín Reyes Pérez, Gustavo Urbano Reyes, Julio Cesar Juárez Tapia, Miguel Pérez Labra, Iván Alejandro Reyes Domínguez, Mizraim Uriel Flores Guerrero, Angel Alberto Tiscareño Banda, Felipe Legorreta García

       Dieses Kapitel befasst sich mit der physikalischen Charakterisierung des Gasverhaltens in Flotationszellen, die mit keramischen Dispergiergeräten ausgestattet sind, und konzentriert sich auf die Auswirkungen oberflächlicher Gas- und Flüssigkeitsgeschwindigkeiten sowie die Konzentration von Schaummitteln. Die Studie bewertet systematisch die Auswirkungen dieser Parameter auf Gasansammlungen, Blasendurchmesser und Blasenoberflächenfluss. Zu den wichtigsten Ergebnissen gehört die Beobachtung, dass höhere Gasgeschwindigkeiten und Schaum-Konzentrationen zu erhöhter Gasansammlung und kleineren Blasengrößen führen, was die Effizienz des Flotationsprozesses erhöht. Die Forschungen heben auch die optimalen Betriebsbedingungen für die Maximierung kritischer hydrodynamischer Parameter hervor und machen es zu einer wertvollen Ressource für Fachleute, die Flotationssysteme in Umwelt- und metallurgischen Anwendungen optimieren wollen.

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   12. Production of Belitic Cements Using Waste Glass as a Mineralizer

       J. A. T. Linhares Júnior, I. A. Pereira, A. R. G. Azevedo, M. T. Marvila

       Dieses Kapitel befasst sich mit der Produktion von Glaubenszementen, einer vielversprechenden Alternative zum traditionellen Portland-Zement, wobei der Schwerpunkt auf der Verwendung von Altglas als Mineralisierer liegt. Die Studie untersucht das Potenzial von Altglas zur Verbesserung der Klinkerbildung und -stabilität und geht auf die entscheidende Herausforderung der Reduzierung der CO ₂ -Emissionen in der Zementherstellung ein. Durch eine Reihe von Experimenten zeigt die Forschung, dass die Einbindung von 5% Altglas in belitischen Klinker seine Eigenschaften deutlich verbessert. Die Analyse der Röntgenbeugung zeigt intensivere Spitzen von C-S und C-₂ S in der modifizierten Zusammensetzung, was auf einen höheren Grad an Silikatphasenbildung hindeutet. Thermische Analysen bestätigen die verbesserte thermische Stabilität des Klinkers mit Altglas und zeigen einen reduzierten Massenverlust bis 900 ° C. Die isothermale Kalorimetrie untermauert diese Ergebnisse weiter, wobei die 5% ige Zusammensetzung eine ausgeprägtere Auflösung und C-S-H-Formationsspitzen aufweist. Das Kapitel kommt zu dem Schluss, dass Altglas selbst bei niedrigem Ersatzniveau als effektiver Mineralisierer wirkt, die Klinkerisierung fördert und zu einer nachhaltigeren Zementproduktion beiträgt. Diese Forschung unterstreicht das Potenzial von Altglas als wertvolle Ressource in der Zementindustrie und bietet einen Weg, die Umweltauswirkungen zu verringern und gleichzeitig die Qualität und Leistungsfähigkeit von Baumaterialien zu erhalten.

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   13. Research on the Filtration Performance of Wet Finely Ground Fine Ore

       Tao Yang, Gele Qing, Yunqing Tian

       Dieses Kapitel geht auf die entscheidenden Faktoren ein, die die Filtrationsleistung von nassem Feinerz beeinflussen, ein entscheidender Prozess bei der Pelletsproduktion für die Hochofenschmelze. Die Studie untersucht die chemische und mineralische Zusammensetzung, die Oberflächenmorphologie und die Mahlleistung von 10 feinen Erzproben aus verschiedenen Regionen. Schlüsselergebnisse zeigen, dass der Verlust an Zündung und Al2O3-Gehalt stark mit gefiltertem Wasser korreliert, während die Anwesenheit von Limonit gefiltertes Wasser erhöht und Magnetit es verringert. Die Mikrostruktur von Erzpartikeln beeinflusst auch die Filtrationseffizienz erheblich, da regelmäßige, glatte Partikel eine einfachere Filtration ermöglichen. Darüber hinaus werden in der Studie Methoden zur Reduzierung des gefilterten Wassers untersucht, wie die Anpassung der Güllekonzentration, des Vakuumgrades und der Partikelgröße sowie der Einsatz von Filterhilfsmitteln. Die Forschungsergebnisse schließen mit praktischen Empfehlungen zur Optimierung von Filtrationsprozessen im industriellen Umfeld ab und liefern wertvolle Erkenntnisse für Fachleute auf diesem Gebiet.

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   14. Study of Collectorless Flotation of Jamesonite in the Presence of Thioglycolate

       Leonardo Haziel Jiménez Bello, Eduardo García Bautista, Martín Reyes Pérez, Iván A. Reyes Domínguez, Dayli Yamilet Tolentino Mendoza, Mishelle Miroslava Sánchez Acosta, Mizraim U. Flores Guerrero, Miguel Pérez Labra, Francisco Raúl Barrientos Hernández

       Dieses Kapitel befasst sich mit dem Flotationsverhalten von Jamesonit, einem Mineral, das reich an Blei und Antimon in Gegenwart von Thioglykolat ist. Die Studie konzentriert sich auf die Auswirkungen von pH-Wert und Thioglykoldkonzentration auf die Flotationseffizienz von Jamesonit und zielt darauf ab, seine Trennung von Pyrit zu verbessern. Die Forschung setzt verschiedene analytische Techniken ein, darunter Röntgenbeugung, Rasterelektronenmikroskopie und Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie, um das Mineral zu charakterisieren und seine Oberflächeneigenschaften zu verstehen. Die Ergebnisse zeigen, dass Thioglykolat die Flotation von Jamesonit erheblich beeinflussen kann, wobei seine Wirksamkeit je nach pH-Wert und Konzentration variiert. Bei saurem pH-Wert senkt Thioglykolat die Jamesonit-Flotation, während bei alkalischem pH-Wert höhere Konzentrationen von Thioglykolat die Flotation fördern können. Die Studie kommt zu dem Schluss, dass Thioglykolat als selektives Depressivum für die Jamesonit-Flotation vielversprechend ist und eine potenzielle Alternative zu herkömmlichen zyanidbasierten Methoden darstellt. Diese Forschungsergebnisse liefern wertvolle Erkenntnisse über das Flotationsverhalten von Jamesonit und die Rolle von Thioglykolat bei der Mineralverarbeitung, was es zu einer entscheidenden Lektüre für Fachleute auf diesem Gebiet macht.

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6. Poster Session II—Students

   1. Frontmatter

   2. Additive Manufacturing of Tri-chiral and Anti-tetra-chiral Auxetic Structures with VAT Photopolymerization

      Omar A. Pulgarín Isaza, Henry A. Colorado L.

      Dieses Kapitel befasst sich mit der additiven Herstellung trichiraler und antitetrachiraler auxikalischer Strukturen mittels Mehrwertsteuer-Photopolymerisation und konzentriert sich dabei auf deren Design, Herstellung und mechanisches Verhalten unter Kompression. Die Studie untersucht, wie unterschiedliche geometrische Parameter wie Banddicke, Länge und Knotenradius die Leistung der Strukturen beeinflussen. Durch Kompressionstests und REM-Analysen zeigt die Forschung, dass antitetrachirale Strukturen im Vergleich zu trichralen Strukturen eine überlegene Steifigkeit und Druckfestigkeit aufweisen. Die Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung der relativen Dichte für die Bestimmung der mechanischen Eigenschaften dieser Strukturen, wobei eine höhere relative Dichte zu einer besseren Energieaufnahme und einer geringeren Verformung führt. Die Studie beobachtet außerdem ein einzigartiges zweistufiges Deformationsverhalten in diesen Strukturen, das auf ihre auxedale Verdichtung zurückzuführen ist. Insgesamt liefert die Forschung wertvolle Einblicke in die Konzeption und Anwendung auxetischer Metamaterialien in verschiedenen Branchen.

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   3. Carbide-Mediated Austenite Formation and TRIP Activation in Medium-Mn Steel: An In-Situ Synchrotron X-Ray Study

      Roohallah Surki Aliabad, Saeed Sadeghpour, Pentti Karjalainen, Harishchandra Singh, Ehsan Ghassemali, Jukka Komi, Pasi Suikkanen, Vahid Javaheri

      Dieses Kapitel vertieft sich in die komplexe Welt der mittelschweren Stähle und konzentriert sich auf die zentrale Rolle von Karbiden bei der Bildung von Austenit und der Aktivierung transformationsinduzierter Plastizität (TRIP). Durch in-situ Synchrotron-Röntgenbeugung verfolgt die Studie sorgfältig Phasentransformationen und Lösungsmittelverteilungen während des Glühens und enthüllt das dynamische Wechselspiel zwischen Karbidauflösung und Austenitbildung. Die Studie vergleicht zwei unterschiedliche interkritische Glührouten, IA1 und IA2, die jeweils einzigartige mikrostrukturelle Wege und Deformationsreaktionen hervorbringen. IA1 mit einer temperierten martensitischen Matrix führt zu einer raschen Austenitbildung mit relativ geringer Anreicherung von Lösungsmitteln, während IA2 mit einer rekristallisierten ferritischen Matrix eine doppelte Population von Austenit mit unterschiedlicher Stabilität hervorbringt. Die Studie zeigt auf, wie der Zustand der Ausgangsmatrix die Kinetik der Austenitbildung und die gelöste Aufteilung entscheidend beeinflusst und letztlich die mechanischen Eigenschaften des Stahls beeinflusst. Die Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung maßgeschneiderter thermischer und thermomechanischer Behandlungen für die Erreichung eines optimalen Gleichgewichts zwischen Festigkeit und Duktilität bei mittelschweren Stählen, was diese Forschung zu einer überzeugenden Lektüre für Fachleute macht, die die Leistungsfähigkeit hochfester Stähle verbessern wollen.

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   4. Experimental Research of Municipal Solid Waste Incineration Fly Ash in Electric Arc Furnace Melting Process Integrated with Water-Washing and Na2CO3 Addition

      Hang Hu, Chen Gong, Shuai Wang, Feng Chen, Yufeng Guo, Lingzhi Yang

      Dieses Kapitel befasst sich mit der experimentellen Erforschung der Behandlung der Verbrennung fester Siedlungsabfälle mit Flugasche (MSWI-FA) unter Verwendung des Schmelzverfahrens für Lichtbogenöfen (EAF), das mit Wasserwäsche und Na2CO3-Zugabe integriert ist. Die Studie konzentriert sich auf die Verringerung der Umweltauswirkungen von MSWI-FA durch Verringerung des Chlorgehalts und Verbesserung der Qualität von verglasten Produkten (VP). Zu den Schlüsselthemen gehören die chemischen und Phasenzusammensetzungen von MSWI-FA, der Versuchsaufbau und die Methodik für den EAF-Schmelzprozess sowie die Auswirkungen des Wasserwaschens und der Na2CO3-Zugabe auf den Schmelzprozess. Die Ergebnisse zeigen eine deutliche Verringerung des Chlorgehalts und der Schwermetallauslaugbarkeit, wodurch unschädliche Entsorgungsstandards erreicht werden. Das Kapitel diskutiert auch die Optimierung des Schmelzprozesses der EAF für eine bessere Nachhaltigkeit und Ressourcennutzung und liefert wertvolle Erkenntnisse für Fachleute in den Bereichen Abfallmanagement und Umweltdienstleistungen.

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   5. Influence of Alkali Metals on Metallurgical Properties of Blast Furnace Burden

      Yingjie Fan, Qingshi Song, Marcus Emerich Botelho, Fabio Rocha Silva, Augusto Pereira de Sa, Vinícius de Morais Oliveira, Honggang Wang, Wenguo Liu, Haibin Zuo

      Dieses Kapitel untersucht den signifikanten Einfluss von Alkalimetallen, insbesondere Kalium und Natrium, auf die metallurgischen Eigenschaften von Hochofenlasten. Es wird untersucht, wie diese Metalle innerhalb des Ofens wandern und sich anreichern, was zu schwerwiegenden betrieblichen Problemen wie feuerfester Auskleidung und verringerter Ofenlebensdauer führt. Der Text bietet detaillierte Einblicke in die katalytischen Effekte von Alkalimetallen auf Koksvergasungsreaktionen und hebt hervor, wie sie den Koksreaktivitätsindex (CRI) erhöhen und die Koksstärke nach der Reaktion (CSR) verringern. Darüber hinaus werden die Auswirkungen von Alkalimetallen auf das Abbauverhalten gesinterter und pelletisierter Erze bei niedrigen Temperaturen untersucht und diskutiert, wie diese Metalle Eisenoxid-Kristallgitter infiltrieren und Verbindungen mit niedrigem Schmelzpunkt bilden, die die Erweichungstemperaturen verringern. In diesem Kapitel werden auch aktuelle Strategien zur Verringerung der Gefahren durch Alkalimetalle untersucht, wobei die Bedeutung der Quellensteuerung zur Aufrechterhaltung eines stabilen und effizienten Hochofenbetriebs hervorgehoben wird.

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   6. Physicochemical Characterization of Activated Carbon and Isothermal Analysis of Its Adsorption Capacity for Cu2+, Ni2+, and Zn2+

      V. Acosta-Sánchez, M. Pérez-Labra, M. Reyes-Pérez, J. C. Juárez-Tapia, J. A. Romero-Serrano, A. Hernández-Ramírez, V. E. Reyez-Cruz, J. Martínez-Soto, F. R. Barrientos-Henandez

      Dieses Kapitel befasst sich mit der physikalisch-chemischen Charakterisierung von Aktivkohle und ihrer Adsorptionskapazität für Cu2 +, Ni2 + und Zn2 + -Ionen, die für die Wasseraufbereitung von entscheidender Bedeutung sind. Die Studie nutzt fortschrittliche Techniken wie FTIR, XRD, SEM-EDS, TGA und PZC-Analyse, um die Oberflächeneigenschaften zu verstehen und die Adsorptionsleistung zu optimieren. Es untersucht die Adsorptionsisothermen anhand von Langmuir- und Freundlich-Modellen und zeigt, dass Aktivkohle für verschiedene Metalle unterschiedliche Wirksamkeit zeigt, wobei Zn2 + am effektivsten adsorbiert wird. Die Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung der Korrelation von Struktur- und Oberflächeneigenschaften mit adsorptiven Eigenschaften und liefern wertvolle Erkenntnisse für die Auslegung von Behandlungssystemen für metallkontaminiertes Abwasser.

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   7. Spodumene Waste as an Alternative Aggregate in Eco-Friendly Mortars

      A. R. G. de Azevedo, M. T. Marvila, T. E. S. de Lima, E. B. Zanelato, G. C. Xavier, N. A. Cerqueira, J. Freitas, S. N. Monteiro

      Dieses Kapitel befasst sich mit der innovativen Nutzung von Spodumen-Abfällen, einem Nebenprodukt der Lithiumproduktion, als nachhaltige Alternative zu natürlichen Feinaggregaten in der Mörtelproduktion. Die Studie bewertet die Auswirkungen von Spodumen-Abfällen auf wichtige technologische Eigenschaften wie Haftung, Druckfestigkeit, Verarbeitbarkeit, Wasserrückhaltung und Haltbarkeit. Durch eine Reihe von Experimenten konnten die Forscher zeigen, dass sich Spodumene-Abfälle auf unterschiedlichem Niveau effektiv in Mörtel integrieren lassen, wobei die mechanische Festigkeit deutlich verbessert und die Wasseraufnahme bei moderatem Ersatzniveau verringert werden kann. Die Ergebnisse unterstreichen das Potenzial von spodumenen Abfällen, die Leistung von Mörteln zu verbessern und gleichzeitig zu einer nachhaltigeren und umweltfreundlicheren Bauindustrie beizutragen. Die Studie kommt zu dem Schluss, dass Einbindungsraten von 30% und 60% die ausgewogenste Kombination aus Nachhaltigkeit und technischer Leistung bieten, wodurch spodumene Abfälle eine vielversprechende Alternative zu herkömmlichen natürlichen Aggregaten darstellen.

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   8. Study of the Efficiency of Tetramethylammonium Iodide as a Corrosion Inhibitor for UNS S31803 Duplex Stainless Steel in Hydrochloric Acid Solution

      Anderson Oliveira Gadioli, Sthefanie de Carvalho Mendes Lopes, Maria de Lourdes Soprani Vasconcellos, Lucas Menezes Souza, Afonso R. G. Azevedo, Elaine C. Pereira

      Dieses Kapitel befasst sich mit der Untersuchung von Tetramethylammoniumiodid (TMAI) als Korrosionsinhibitor für UNS S31803 Duplex-Edelstahl in Salzsäure-Lösungen. Die Forschung konzentriert sich auf die Effizienz von TMAI bei unterschiedlichen Konzentrationen und Temperaturen, sein Adsorptionsverhalten nach der Langmuir-Isotherme und die Bildung eines Schutzfilms auf der Stahloberfläche. Potentiodynamische Polarisationstests zeigen, dass TMAI die Korrosionsstromdichte signifikant reduziert und das Korrosionspotenzial verschiebt, was auf eine gemischte Hemmung hindeutet. Die Oberflächenanalyse mittels REM und EDS bestätigt die Adsorption von TMAI und unterstreicht ihre Rolle bei der Bildung einer Schutzschicht. Die Studie kommt zu dem Schluss, dass TMAI ein wirksamer und ökologisch nachhaltiger Korrosionsinhibitor ist, der selbst bei erhöhten Temperaturen eine hohe Hemmungseffizienz und starke Adsorption an der Stahloberfläche bietet.

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7. Backmatter