TY - CONF A1 - Yagdjian, H. A1 - Lecompagnon, Julien A1 - Hirsch, Philipp A1 - Ziegler, Mathias A1 - Gurka, M. T1 - Application of the Thermal Shock Response Spectrum (TSRS) methodology to various forms of heat sources by impulse thermography N2 - In this paper, we investigate the influence of different heat source pulse shapes by Infrared impulse thermography (IRT) on the results of the thermal shock response spectrum (TSRS) methodology. TSRS is a new alternative approach for evaluating impulse thermography (IRT) data based on an analogy to Shock Response Spectrum (SRS) analysis (ISO 18431) for mechanical systems. It allows processing the entire recorded signal without truncating the saturated thermogram, as in pulse-phase thermography (PPT) or thermal signal reconstruction (TSR). For this purpose, we use a widespread halogen lamp as heat source as well as laser spot. The laser source enables not only to generate a precise shape of the pulse, but also to heat a specific area of the sample uniformly. This makes it possible to suppress influences of lateral fluxes due to uneven distribution of the excitation source on the surface of the specimen and leads to improved results. In order to quantitatively compare the results and to investigate the possible influence of the source shape on the TSRS, the Tanimoto criterion and the signal-to-noise ratio (SNR) were applied to the region of interest (ROI) of the carbon fiber reinforced polymer (CFRP) laminate with artificial defects as defect detectability criterion. T2 - Jahrestaung der Deutschen Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) 2024 CY - Osnabrück, Germany DA - 06.05.2024 KW - Thermal shock response KW - Laser KW - ZfP KW - Post-processing KW - Thermografie PY - 2024 AN - OPUS4-60158 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kianinejad, Kaveh A1 - Darvishi Kamachali, Reza A1 - Khedkar, Abhinav A1 - Manzoni, Anna A1 - Agudo Jácome, Leonardo A1 - Schriever, Sina A1 - Saliwan Neumann, romeo A1 - Megahed, Sandra A1 - Heinze, Christoph A1 - Kamrani, Sepideh A1 - Fedelich, Bernard T1 - Creep anisotropy of additively manufactured Inconel-738LC: Combined experiments and microstructure-based modeling N2 - The current lack of quantitative knowledge on processing-microstructure–property relationships is one of the major bottlenecks in today’s rapidly expanding field of additive manufacturing. This is centrally rooted in the nature of the processing, leading to complex microstructural features. Experimentally-guided modeling can offer reliable solutions for the safe application of additively manufactured materials. In this work, we combine a set of systematic experiments and modeling to address creep anisotropy and its correlation with microstructural characteristics in laser-based powder bed fusion (PBF-LB/M) additively manufactured Inconel-738LC (IN738LC). Three sample orientations (with the tensile axis parallel, perpendicular, and 45° tilted, relative to the building direction) are crept at 850 °C, accompanied by electron backscatter secondary diffraction (EBSD), scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) investigations. A crystal plasticity (CP) model for Ni-base superalloys, capable of modeling different types of slip systems, is developed and combined with various polycrystalline representative volume elements (RVEs) built on the experimental measurements. Besides our experiments, we verify our modeling framework on electron beam powder bed fusion (PBF-EB/M) additively manufactured Inconel-738LC. The results of our simulations show that while the crystallographic texture alone cannot explain the observed creep anisotropy, the superlattice extrinsic stacking faults (SESF) and related microtwinning slip systems play major roles as active deformation mechanisms. We confirm this using TEM investigations, revealing evidence of SESFs in crept specimens. We also show that the elongated grain morphology can result in higher creep rates, especially in the specimens with a tilted tensile axis. KW - Additive manufactured Ni-base superalloys KW - Creep KW - Crystal plasticity KW - Superlattice extrinsic stacking faults PY - 2024 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-601576 SN - 0921-5093 VL - 907 SP - 1 EP - 16 PB - Elsevier B.V. AN - OPUS4-60157 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Barkeshli, Mandana A1 - Stephan, Ina A1 - Shevchuk, Ivan A1 - Soltani, Mojtaba T1 - Characteristics of Sizing Materials Used in Persian Medieval Manuscripts: Physical, Optical, Spectral Imaging, and Fungicidal Properties N2 - In this study, we investigated the diverse range of materials used for sizing in Iranian paper manuscripts during the Timurid (fifteenth century) to Safavid (sixteenth century) and Qajar (nineteenth century) periods. Our approach combined historical analysis with scientific examination of reconstructed sizings. We reconstructed 15 sizing materials based on identified Persian historical recipes and analysed their physical, optical, and spectral characteristics. Additionally, we assessed their behaviour against the mould fungus Aspergillus flavus. The results revealed distinctive properties for each sizing material, shedding light on their potential applications in paper preservation. Furthermore, our investigation demonstrated variations in hygroscopicity, thickness, grammage, and ash content post-sizing. The sizing materials also exhibited different effects on paper reflectance properties. Additionally, our study revealed insights into the impact of sizing on burnished papers, indicating that the mechanical process of burnishing did not significantly alter the chemical composition or spectral properties of the paper, with only minor changes in brightness observed in specific cases. All tested sizing materials supported varying levels of mould growth, indicating potential implications for paper conservation. Our findings provide valuable insights into the historical practices of Iranian paper sizing and offer practical considerations for the preservation of paper manuscripts. KW - Paper sizings KW - Persian historical recipes KW - Physical and optical characteristics KW - Fungicidal property KW - Spectral imaging PY - 2024 U6 - https://doi.org/10.1080/00393630.2024.2342647 SP - 1 EP - 18 PB - Informa UK Limited AN - OPUS4-60159 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Altmann, Korinna T1 - Mikroplastik Detektion mit Thermoanalytischen Methoden: Analytik, Referenzmaterial, Ringversuche N2 - Ich dem Vortrag geht es um die Vorstellung von thermoanalytischen Methoden für die Mikroplastik-Detektion. Verschiedene Kopplungsmöglichkeiten werden gezeigt und die Funktionsweise der TED-GC/MS wird erklärt. Im zweiten Teil werden Referenzmaterialien für die Mikroplastik-Analytik diskutiert. PET -Tabletten des PlasticTrace Projektes werden vorgestellt. Am Ende wird der VAMAS Ringversuch zur Mikroplastik-Detektion gezeigt. T2 - Plastik, Mikroplastik, Nanopartikel, PFAS und Verunreinigungen (Agilent Workshop) CY - Hamburg, Germany DA - 28.05.2024 KW - Mikroplastik KW - TED-GC/MS KW - Polymer 3R KW - Ringversuche KW - Referenzmaterial PY - 2024 AN - OPUS4-60155 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Vogel, K. A1 - Sieg, T. A1 - Veh, G. A1 - Fiedler, B. A1 - Moran, T. A1 - Peter, M. A1 - Rottler, E. A1 - Bronstert, A. T1 - Natural Hazards in a Changing World: Methods for Analyzing Trends and Non‐Linear Changes N2 - Estimating the frequency and magnitude of natural hazards largely hinges on stationary models, which do not account for changes in the climatological, hydrological, and geophysical baseline conditions. Using five diverse case studies encompassing various natural hazard types, we present advanced statistical and machine learning methods to analyze and model transient states from long‐term inventory data. A novel storminess metric reveals increasing European winter windstorm severity from 1950 to 2010. Non‐stationary extreme value models quantify trends, seasonal shifts, and regional differences in extreme precipitation for Germany between 1941 and 2021. Utilizing quantile sampling and empirical mode decomposition on 148 years of daily weather and discharge data in the European Alps, we assess the impacts of changing snow cover, precipitation, and anthropogenic river network modifications on river runoff. Moreover, a probabilistic framework estimates return periods of glacier lake outburst floods in the Himalayas, demonstrating large differences in 100‐year flood levels. Utilizing a Bayesian change point algorithm, we track the onset of increased seismicity in the southern central United States and find correlation with wastewater injections into deep wells. In conclusion, data science reveals transient states for very different natural hazard types, characterized by diverse forms of change, ranging from gradual trends to sudden change points and from altered seasonality to overall intensity variations. In synergy with the physical understanding of Earth science, we gain important new insights into the dynamics of the studied hazards and their possible mechanisms. KW - Natural hazards KW - Time dependent modeling KW - Transient state KW - Data science KW - Climate change PY - 2024 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-601540 VL - 12 IS - 5 SP - 1 EP - 29 PB - American Geophysical Union (AGU) AN - OPUS4-60154 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - THES A1 - Nagelschmidt, Sven T1 - Ein Beitrag zur Zusammenführung von Zeit-Temperatur-Äquivalenz-Methoden: Entwicklung und Anwendung am Beispiel ausgewählter Materialverhalten für Zeit-Temperatur-Parameter und Zeit-Temperatur-Superpositionsprinzip N2 - In der Wissenschaft und Technik gibt es verschiedene Gründe, um auf Basis geeigneter Modelle in die Zukunft schauen zu wollen, beispielsweise um zu bewerten, ob ein Bauteil auch noch deutlich länger verwendet werden kann als eigentlich einmal vorgesehen. Eine Methode dieses zu tun, basiert auf dem Zeit-Temperatur-Äquivalenz-Prinzip, welches besagt, dass ein Zustand oder eine Materialeigenschaft gleichwertig bei verschiedenen Zeit-Temperatur-Kombinationen auftritt oder erreicht werden kann. Höhere Temperaturen verkürzen in der Regel die Dauer und umgekehrt. In den letzten Jahrzehnten hat sich ein umfangreiches Methodenspektrum für unterschiedliche Werkstoffe und Anwendungsgebiete entwickelt, sodass die Identifikation einer geeigneten Methode für einen konkreten Anwendungsfall oder neue Materialien eine Herausforderung darstellt. These: „Fortschrittlich wäre, existierende Methoden zusammenzuführen, methodenspezifische Vorteile zu kombinieren, um mit geringerem Aufwand ein geeignetes Prognosemodell zu entwickeln.“ Für metallische Werkstoffe und Polymere verläuft die Entwicklung von Prognosemodellen mit Zeit-Temperatur-Korrelation seit ca. 1940 parallel und unabhängig voneinander. In diesem Zusammenhang bekannte Methoden sind das Zeit-Temperatur-Superpositionsprinzip und Zeit-Temperatur-Parameter, wie der LARSON-MILLER-Parameter. Die jeweiligen methodischen Ansätze sind in der Regel anwendungs- und materialspezifisch und nur einzelnen Fachartikeln zu entnehmen. Eine zusammenführende thematische Übersicht und Untersuchung existierender Methoden wurden bislang nicht publiziert. Diese Forschungsarbeit verfolgt dahingehend einen neuartigen methodischen Ansatz und zeigt untersuchte Gemeinsamkeiten und Unterschiede als auch Analogien für das Zeit-Temperatur-Superpositionsprinzip und Zeit-Temperatur-Parameter anhand bestimmter Merkmale auf. Dafür wurden verschiedene analytische und grafische Ansätze verwendet. Ferner wird eine zusammenführende Untersuchung anhand eines rheologischen Materialmodells sowie anhand eines praktischen Anwendungsbeispiels gezeigt. Hergeleitet wurde u. a., dass das Prinzip der Zeit-Temperatur-Superposition für sogenanntes thermorheologisch einfaches und komplexes Verhalten konkreten Zeit-Temperatur-Parametern zugeordnet werden können. Und dadurch Verschiebefunktionen nicht nur in Abhängigkeit der Temperatur, sondern auch abhängig vom Zustand untersucht und definiert werden können. Ferner ermöglicht eine Skalierung der Zeit-Temperatur-Parameter auf eine Referenztemperatur physikalisch anschaulichere Auswertungen analog zum Zeit-Temperatur-Superpositionsprinzip. Untersuchungen zeigen, dass sich für einen konkreten Anwendungsfall die geeignetste Zeit-Temperatur-Äquivalenz-Methode aus einer gegenseitigen Abhängigkeit bzw. Kompatibilität einzelner Elemente, wie zugrunde gelegte Daten, Koordinatenachsenskalierung, ermittelte Zeit-Temperatur-Äquivalenz, Masterfunktionsansatz und der geforderten Interpolationsgüte herleitet. Der gewählte Forschungsansatz und die erzielten Ergebnisse bieten eine Plattform für die weitere Entwicklung von Prognosemodellen auf Basis des Zeit-Temperatur-Äquivalenz-Prinzips, insbesondere im Hinblick auf eine Zusammenführung und Kombination existierender Methoden. KW - Zeit-Temperatur-Äquivalenz KW - Zeit-Temperatur-Korrelation KW - Zeit-Temperatur-Superposition KW - Extrapolation PY - 2024 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-601530 SP - 1 EP - 145 CY - TU Bibliothek online AN - OPUS4-60153 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Altenburg, Simon A1 - Breese, Philipp P. A1 - Oster, Simon A1 - Becker, Tina A1 - Scheuschner, Nils T1 - SAMMIE – Forschungssystem für die additive Fertigung von Metallen (PBF-LB/M) zur Entwicklung von In-situ-Überwachungs- und -prüfmethoden N2 - Die additive Fertigung von Metallen hat inzwischen einen Reifegrad erreicht, der einen Einsatz in vielen Industriezweigen ermöglicht oder in greifbare Nähe rückt. Die Vorteile liegen vor allem in der Möglichkeit der Fertigung komplexer Bauteile, die sich konventionell nicht oder nur sehr aufwändig produzieren lassen, sowie in der Fertigung von hochindividualisierten Bauteilen in kleinen Stückzahlen. Allerdings ist der additive Fertigungsprozess hoch komplex und fehleranfällig. Um eine insbesondere für sicherheitsrelevante Bauteile notwendige Qualitätskontrolle zu gewährleisten, ist aktuell aufwändige nachgelagerte ZfP der einzelnen Bauteile notwendig. Alternativen könnten die In-situ-Prozessüberwachung und -prüfung bieten, die aktuell aber noch keinen ausreichenden Entwicklungsstand erreicht haben. Industrielle Fertigungsanlagen bieten keine oder nur geringe Flexibilität und Zugänglichkeit, um umfangreiche Untersuchungen auf diesem Gebiet zu ermöglichen. Daher haben wir an der BAM ein System für den Prozess des selektiven Laserschmelzens (PBF-LB/M) entwickelt, genannt SAMMIE. Es bietet eine komplett offene Systemarchitektur mit voller Kontrolle über den Prozess und flexiblem Zugang zur Baukammer, z.B. optisch sowohl direkt als auch koaxial zum Fertigungslaser. In diesem Beitrag stellen wir das System vor und zeigen erste experimentelle Ergebnisse der In-situ-Überwachung und -prüfung: Thermografische Schmelzbadüberwachung, optische Tomografie und In-situ-Laserthermografie. SAMMIE ermöglicht uns grundlegende Untersuchungen, die helfen werden, die In-situ-Prozessüberwachung und -prüfung weiterzuentwickeln, neue Erkenntnisse über die additive Fertigung zu gewinnen und die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Prozesses zu verbessern. T2 - DGZfP-Jahrestagung 2024 CY - Osnabrück, Germany DA - 06.05.2024 KW - PBF-LB/M KW - In situ monitoring KW - Anlage KW - Additive Fertigung KW - Prozessüberwachung KW - Additive Manufacturing PY - 2024 AN - OPUS4-60149 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Becker, Tina A1 - Stark, T. A1 - Arduini, M. A1 - Manara, J. A1 - Altenburg, Simon T1 - Emissivity – Gamechanger for quantitative in-situ monitoring N2 - For a deep process understanding of the laser powder bed fusion process (PBF-LB/M), recording of the occurring surface temperatures is of utmost interest and would help to pave the way for reliable process monitoring and quality assurance. A notable number of approaches for in-process monitoring of the PBF-LB/M process focus on the monitoring of thermal process signatures. However, due to the elaborate calibration effort and the lack of knowledge about the occurring spectral directional emissivity, only a few approaches attempt to measure real temperatures. In this study, to gain initial insights into occurring in the PBF-LB/M process, measurements on PBF-LB/M specimens and metal powder specimens were performed for higher temperatures up to T = 1290 °C by means of the emissivity measurement apparatus (EMMA) of the Center for Applied Energy Research (CAE, Wuerzburg, Germany). Also, measurements at ambient temperatures were performed with a suitable measurement setup. Two different materials—stainless steel 316L and aluminum AlSi10Mg—were examined. The investigated wavelength λ ranges from the visible range (λ-VIS = 0.40–0.75 µm) up to the infrared, λ = 20 µm. The influence of the following factors were investigated: azimuth angle φ, specimen temperature TS, surface texture as for PBF-LB/M surfaces with different scan angles α, and powder surfaces with different layer thicknesses t. T2 - Rapid.Tech 3D 2024 CY - Erfurt, Germany DA - 14.05.2024 KW - PBF-LB/M KW - In situ monitoring KW - Emissivity KW - Additive Manufacturing PY - 2024 AN - OPUS4-60148 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Jauregui Rozo, Maria A1 - Sunder, Sruthi A1 - Schartel, Bernhard A1 - Ruckdäschel, Holger T1 - Weaving through fire and force: Fire behavior, fire stability and modes of action between epoxy resin and glass-fiber composites N2 - Several investigation groups have studied the flame-retardancy modes of action and properties of epoxy resins in the past; nevertheless, the selection of suitable flame retardants for epoxy resins remains challenging, and the transfer to fiber composites is difficult. The addition of flame retardants and glass fibers (GFs) to a polymeric system in a fire scenario changes the polymer's pyrolytic path and burning characteristics, reduces the heat released in the combustion, and suppresses the modes of action in the condensed and gas phase. In this study, the thermal analysis, flammability, fire behavior, residue analysis, fire stability, and quantification of modes of action of three different systems with three halogen-free flame retardants (melamine polyphosphate (MPP), ammonium polyphosphate (APP), and silane ammonium polyphosphate (SiAPP)) and three different types of GFs (unidirectional (UD), bidirectional (BD), and woven roving (WR)) will be compared with pure epoxy resin as a reference. T2 - Fire & Polymers CY - New Orleans, LA, USA DA - 12.05.2024 KW - Glass-fiber-composites KW - Epoxy Resins KW - Flame Retardancy KW - Fire Stability KW - Bench-scale Fire Resistance Test PY - 2024 AN - OPUS4-60150 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lu, Xin A1 - Hicke, Konstantin A1 - Krebber, Katerina T1 - Distributed fiber optic sensing for monitoring of underground facilities N2 - Distributed fiber optic sensing (DFOS) technique is a promising and robust non-destructive testing tool that can seamlessly acquire environmental conditions over large scales. Therefore, it has found extensive applications in structural health monitoring. Its appeal for monitoring underground facilities lies in the intrinsic properties of the optical fiber, such as immunity to magnetic interference, small size, chemical inertia, etc. This paper provides a concise overview of DFOS applications in underground facility monitoring. Following a brief introduction to the working principle of the DFOS technique, various examples are provided to demonstrate how distributed fiber sensors contribute to monitoring underground facilities. The paper presents unpublished field test results with an emphasis in the energy sector, including monitoring gas storage facilities, geothermal reservoir exploration, and ground movement detection. Furthermore, the paper identifies several directions for enhancing the DFOS system. T2 - SPIE Photonics Europe CY - Strasbourg, France DA - 07.04.2024 KW - Underground gas storage KW - Distributed fiber sensing KW - Geothermal borehole KW - Ground movement KW - Leakage detection KW - Structure health monitoring PY - 2024 AN - OPUS4-60146 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -