TY - CONF A1 - Bulling, Jannis A1 - Prager, Jens T1 - Bestimmung der Rissgeometrie bei der zerstörungsfreien Ultraschallprüfung mit geführten Wellen N2 - In der zerstörungsfreien Prüfung werden in zunehmendem Maße geführte Ultraschallwellen zur Lokalisation von Fehlstellen genutzt. Geführte Ultraschallwellen zeichnen sich dadurch aus, dass sie große Distanzen innerhalb des zu prüfenden Bauteiles zurücklegen können. Das Ultraschallwellenfeld setzt sich dabei aus verschieden Moden zusammen. Etablierte Prüfverfahren mit geführten Wellen ermitteln häufig nur die Position der Fehlstelle, wobei die Laufzeiten der reflektierten Signale ausgewertet wird. Modenumwandlung bleibt dabei zumeist unberücksichtigt. Die Charakterisierung der Fehlstelle, zum Beispiel hinsichtlich der Länge eines Risses, ist dagegen herausfordernd. Aussagekräftige Zusammenhänge zwischen der Dimension oder Geometrie der Fehlstelle und ihrer Interaktion mit der Ultraschallwelle zu finden, ist Teil aktueller Forschung. Insbesondere eine Betrachtung der Moden höherer Ordnung und deren Amplitudenverhältnisse kann beim Aufspüren dieser Zusammenhänge hilfreich sein. Im Beitrag werden zunächst die Zusammenhänge zwischen den beiden fundamentalen Moden in einer isotropen Platte und der Länge eines Risses untersucht. Aus den Ergebnissen wird ein inverses Verfahren motiviert. Ein Algorithmus wird vorgestellt, der die Risslänge im Modell solange variiert, bis er die modalen Zusammenhänge einer Vorgabe oder einer Messung rekonstruiert. Die eingesetzte Scaled Boundary Finite Element Method ermöglicht dabei eine sehr kurze Rechenzeit in jeden Optimierungsschritt. Zusätzlich ermöglicht die Methode eine Auswertung der modalen Zusammenhänge ohne Postprocessing, was die Rechenzeiten weiter verkürzt. T2 - DAGA 2019 - 45. Jahrestagung für Akustik CY - Rostock, Germany DA - 18.03.2019 KW - Geführte Ultraschallwellen KW - Zerstörungsfreien Prüfung KW - Scaled Boundary Finite Element Method PY - 2019 VL - 45 SP - 1063 PB - Deutsche Gesellschaft für Akustik e.V. AN - OPUS4-47783 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Wasmer, Paul A1 - Bulling, Jannis A1 - Prager, Jens T1 - Entwicklung eines Ultraschallrohrsensors auf Basis phononischer Kristalle N2 - Die Messung von Flüssigkeitskonzentrationen in Rohrsystemen ist von großem Interesse für viele unterschiedliche Anwendungen. Die meisten Messsysteme sind jedoch nicht in der Lage, die Flüssigkeit direkt im Rohr zu untersuchen und es muss eine zusätzliche Vorrichtung, wie z.B. einem Bypass, angebracht werden, welche den Kontakt zwischen Flüssigkeit und Sensor ermöglicht. Um den Einbauaufwand gering zu halten und die Strömungseigenschaften des Rohres nicht zu beeinflussen, wird ein neuartiges Messsystem entwickelt, welches als Teil der Rohrwand ausgeführt werden kann. Dieses neuartige System ist angelehnt an die Idee der phononischen Kristallen (PnK). PnK’s bestehen im Allgemeinen aus einem Matrixmaterial, in welchem Streuzentren periodisch angeordnet sind. Dies führt beim Eintreffen einer akustischen Welle in definierten Frequenz-bereichen, sogenannter Bandlücken, zu zunehmender destruktiven Interferenz. Wird innerhalb einer solchen Bandlücke durch Einbringen einer flüssigkeitsgefüllten Kavität ein Resonanzverhalten erzeugt, kann dies genutzt werden, um die Flüssigkeit zu analysieren. Im Rahmen von Voruntersuchung wird zunächst das akustische Verhalten des PnK’s, welcher für die Sensorentwicklung genutzt werden soll, unter Vernachlässigung der Flüssigkeit ausführlich untersucht. Hierbei werden zunächst die Bandlücken ermittelt und das Übertragungsverhalten betrachtet. Dieses wird im Anschluss experimentell überprüft. T2 - DAGA 2019 - 45. Jahrestagung für Akustik CY - Rostock, Germany DA - 18.03.2019 KW - Phononischer Kristall KW - Ultraschall KW - Flüssigkeitssensor KW - Scaled Boundary Finite Element Method PY - 2019 SP - 1030 EP - 1033 AN - OPUS4-47780 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Waniek, Tassilo A1 - Ghasem Zadeh Khorasani, Media A1 - Braun, Ulrike A1 - Silbernagl, Dorothee A1 - Sturm, Heinz T1 - New Focus On Boehmite-Reinforced Nanocomposites Molecular Approach With Advanced FTIR-Techniques N2 - By FTIR-study it was possible to proof a chemical reaction between boehmite and the hardener of anhydride cured epoxy resins. Future studies can assume that the chemical environment of the resin system is changed in the surrounding of boehmite nanoparticles. This highly affects especially localized properties. T2 - 6th International Conference on Multifunctional, Hybrid and Nanomaterials CY - Sitges, Spain DA - 11.03.2019 KW - Nanocomposite KW - Boehmite KW - FTIR KW - DRIFTS KW - Epoxy PY - 2019 AN - OPUS4-47785 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Stajanca, Pavol A1 - Krebber, Katerina T1 - Niches of fiberoptic sensing: from large-strain applications to acoustic emission monitoring N2 - Fibreoptic sensors (FOS) represent sensing technology with small footprint, low invasiveness, electromagnetic passivity and immunity, plus potential for remote and real-time monitoring. Modern FOS techniques allow truly temporally- and spatially-continuous monitoring over extended distances; a feature not attainable with any other sensing technology. Moreover, depending on their particular material composition and design, optical fibres can be made resistant to high temperatures, chemicals and ionizing radiation. Due to this unique combination of advantageous properties, ever since their emergence, FOS have been attracting considerable attention for monitoring tasks in harsh, hazardous and difficult-to-access locations. The potential of FOS has been recognized also in the field of radioactive waste management and fibreoptic sensors belong to the most promising technologies for nuclear waste repositories (NWR) monitoring. Vast majority of distributed fibreoptic sensor applications rely on use of silica-based optical fibres as sensing elements. At the same time, distributed measurement of local temperature and strain along the fibre are the most common monitoring tasks addressed by fibreoptic sensors. Nevertheless, FOS offer much larger flexibility both in terms of utilized sensing fibre as well as targeted measurand. In this contribution, we will review some of more alternative implementations of FOS that are being explored at “Fibre Optic Sensors” division of Federal Institute for Material Research and Testing (BAM), in Berlin. The main focus will be twofold. On one side, we will address FOS applications with polymer optical fibres (POF), that may enable monitoring of large strains (>100%) and high-sensitivity radiation detection. On the other side, we will present our activities in the area of distributed acoustic sensing (DAS); one of the most recent developments in the fibreoptic sensing field enabling highly-dynamic vibration sensing with nanostrain sensitivity. We will introduce the principles of the addressed FOS technologies, present application examples from our case studies, discuss advantages and limitations of the techniques and highlight their potential for NWR monitoring. T2 - Modern 2020 Final Conference CY - Paris, France DA - 09.04.2019 KW - Fiberoptic sensors KW - Nuclear waste disposal KW - Polymer optical fibers KW - Distributed acoustic sensing KW - Distributed radiation monitoring PY - 2019 UR - http://www.modern2020.eu/final-conference/programme.html AN - OPUS4-47789 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bonse, Jörn A1 - Legall, Herbert A1 - Schwanke, Christoph A1 - Pentzien, Simone A1 - Krüger, Jörg T1 - X-Ray Emission during Laser Processing with Ultrashort Laser Pulses N2 - Ultrashort laser pulse micromachining features a high precision. By increasing the repetition rate of the applied laser to several 100 kHz, laser processing becomes quick and cost-effective and make this method attractive for industrial applications. Upon exceeding a critical laser intensity, hard X-ray radiation is generated as a side effect. Even if the emitted X-ray dose per pulse is low, the accumulated X-ray dose becomes significant for high-repetition-rate laser systems so that radiation safety must be considered. T2 - 5th UKP-Workshop: Ultrafast Laser Technology CY - Aachen, Germany DA - 10.04.2019 KW - Laser-induced X-ray emission KW - Radiation protection KW - Ultrashort laser material interaction PY - 2019 AN - OPUS4-47788 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bayerlein, Bernd T1 - Probenpräparation für AFM-basierte Untersuchungsverfahren N2 - Adapted and advanced sample preparation of semiconductor layer systems with the focused ion beam for AFM-based test methods N2 - Der vorliegende Vortrag gibt einen Überblick über Probenpräparationen mit der Focused Ion Beam (FIB) für AFM-basierte Untersuchungsverfahren. Anhand zweier Beispiele wird gezeigt, wie ionenstrahlpolierte Lamellen aus Halbleiter-Schichtsystemen elektrisch leitfähig auf Substrate platziert werden, so dass in-situ und in-operando Messungen mit Scanning Microwave Microscope (SMM) bzw. Spectroscopic infrared scanning near-field optical microscope (IR-SNOM) durchgeführt werden können. T2 - 15. Berlin-Brandenburger Präparatorentreffen CY - Potsdam/Golm, Germany DA - 11.04.2019 KW - Focused Ion Beam KW - AFM based test methods KW - Sample preparation KW - Semiconductor materials KW - Layer system PY - 2019 AN - OPUS4-47784 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Oesch, Tyler A1 - Niederleithinger, Ernst A1 - Mielentz, Frank A1 - Effner, Ute A1 - Behrens, Matthias A1 - Friedrich, C. A1 - Mauke, R. A1 - Büttner, C. T1 - Application of ultrasonic techniques for quality assurance of salt concrete engineered barriers: Shape, cracks and delamination N2 - The closure of underground nuclear waste disposal facilities requires reliable gas- and water-tight engineered barriers. In Germany, barriers made from salt concrete have been evaluated in full scale. While the barriers seem to fulfill the requirements regarding permeability, some unexpected cracks have been detected at the surface and at depth. In cooperation between the Federal Company for Radioactive Waste Disposal (BGE) and the Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM), several experiments have been carried out to evaluate the applicability for ultrasonic measurements in crack detection and general quality assurance. Both commercial instruments and specially developed devices have been tested on site. Using commercial ultrasonic echo devices designed for concrete inspection it was possible to detect cracks and objects in salt concrete up to a depth of 2 m. The check for delamination in shotcrete is another field of application. A unique device available at BAM, the wide aperture, deep penetration instrument LAUS, was able to locate cracks and objects up to a depth of 8 m so far, which is thought to be a record for ultrasonic echo measurements in concrete. Adapted imaging procedures, partly adopted from geophysics, helped to reveal 3D structure at depth. In addition, we have developed ultrasonic probes to be deployed in boreholes, currently at up to 20 m depth. They can collect information on cracks and other features in a radius of about 1.5 m around the borehole in the current version and might be used in echo or transmission mode. Evaluation experiments have been performed at an experimental barrier at the ERAM site in Morsleben, Germany. The results showed several empty and injected cracks as well as built-in instrumentation. The results have been verified using borehole endoscopy as well as core examination and will be used to set up a reliable quality assurance system for engineered barriers. All instruments are based on ultrasonic shear wave transducers with a frequency range between 25 kHz and 100 kHz. Current research focuses on the improvement of the hardware (e. g. optimization of array characteristics) and imaging techniques such as Reverse Time Migration, both aiming at the improvement of depth of penetration, resolution and probability of detection. T2 - 2nd International Conference on Monitoring in Geological Disposal of Radioactive Waste CY - Paris, France DA - 09.04.2019 KW - Morsleben Repository (ERAM) KW - Engineered Barrier System (EBS) KW - Large Aperture Ultrasonic System (LAUS) KW - Ultrasonic-Echo Borehole Probe KW - Reverse Time Migration (RTM) PY - 2019 AN - OPUS4-47781 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Serrano Munoz, Itziar A1 - Rapontchombo, J. A1 - Magnier, V. A1 - Brunel, F. A1 - Kossman, S. A1 - Dufrénoy, P. T1 - Evolution of a friction material with braking sequence: properties related to the microstructure N2 - The microstructural complexity (multi-component and multi-scale) of friction materials, such as those used in braking applications,usually limits the characterization to the pristine state, even when they are to be submitted to high loading brake sequences. The understanding of properties ageing as a function of load history and microstructure is an important step to gain further knowledge on the tribological mechanisms occurring at the contact surface, as well as on the braking performances. To do so, the bulk mechanical and microscopical properties of a semi-metallic friction material are investigated before and after a braking sequence. Uniaxial compression tests combined with DIC are used to study the axial evolution of the mechanical behaviour (i.e., from the contact surface to the backplate). A significant mechanical evolution is observed in the after-braking material, which develops a layered behaviour along the depth. The layers (three) exhibit distinct mechanical/microstructural features that can be related to the braking thermal gradients and the occurrence of local damage. T2 - 22nd International Conference on Wear of Materials CY - Miami, Florida, USA DA - 14.04.2019 KW - Semi-metallic friction material KW - Bench braking sequence KW - Load history KW - DIC assisted compression KW - Bulk properties ageing PY - 2019 AN - OPUS4-47777 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Oesch, Tyler A1 - Sturm, Patrick A1 - Niederleithinger, Ernst A1 - Kühne, Hans-Carsten A1 - Bartholmai, Matthias A1 - Kowarik, Stefan T1 - Proposed Project SealWasteSafe: Materials Technology, Quality Assurance and Monitoring Techniques for Safe Sealing Systems in Underground Repositories N2 - The proposed BAM project SealWasteSafe will advance the state of the art for the construction and monitoring of safe sealing systems for underground repositories of radioactive or toxic waste. During this project, a novel salt concrete exhibiting neither significant cracking nor shrinkage will be optimized for use in the sealing systems. The composition of this material will be based on alkali-activated materials, which are characterized by particularly small thermal deformations during the hardening reaction. Quality assurance and continuous monitoring systems developed during this project will be demonstrated not only for high reliability, but also for resistance to highly alkaline environments and to water intrusion along cables or at sensor locations. A variety of sensors will be used in combination with wireless Radio Frequency Identification (RFID) technology to record moisture, temperature, and, if necessary, corrosion activity within the sealing system. Distributed Fibre Optic Sensor (FOS) technology will also be used for strain, temperature, and moisture content measurement. Ultrasound-based measuring methods will be utilized for the detection of cracks and delaminations. Additionally, digital image correlation and acoustic emission analysis will be used for deformation measurements and crack detection. A novel borehole probe and advanced ultrasound imaging techniques will be further developed to track cracks and delaminations within the host rock in 3D. The surface-based Large Aperture Ultrasound System (LAUS) will also be utilized to detect cracks and delaminations deep below the exterior surface of the sealing system. Although the focus of this project will be on the host rock salt, the resulting technologies will be intentionally developed in a way that facilitates their adaptation to other host rocks. T2 - 2nd International Conference on Monitoring in Geological Disposal of Radioactive Waste CY - Paris, France DA - 09.04.2019 KW - SealWasteSafe KW - Radioactive Waste Disposal KW - Underground Repositories KW - Alkali-Activated Material KW - Monitoring PY - 2019 AN - OPUS4-47776 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Thiede, Tobias A1 - Farahbod, L. A1 - Serrano Munoz, Itziar A1 - Gollwitzer, Christian A1 - Léonard, Fabien A1 - Bruno, Giovanni T1 - µCT Surface Analysis of LBM Struts - Influence of the Build Angle N2 - In this work, the structural integrity of LBM fabricated IN625 small cylinders (d = 1 mm, h = 6 mm) was investigated regarding the porosity and the surface roughness by means of computed tomography. The measurements were carried out on a GE v|tome|x L 300/180 with a reconstructed voxel size of 2 µm. The pores were analyzed for size, shape and spatial distribution. The correlation between compactness C and spatial distribution showed that elongated pores (C < 0.2) appear exclusively within a distance of 80 µm to the sample surface. The reconstructed surface was digitally meshed and unwrapped to evaluate the mean roughness Ra. Since the gravity correlates linearly with the sine of the build angle, the influence of gravity on porosity and surface roughness was determined. T2 - iCT 2019 CY - Padua, Italien DA - 13.02.2019 KW - Additive Manufacturing KW - Laser Beam Melting KW - Selective Laser Melting KW - Computed Tomography KW - Roughness KW - Porosity KW - Build Angle PY - 2019 AN - OPUS4-47775 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Gründer, Klaus-Peter A1 - Kadoke, Daniel A1 - Unger, Jörg F. T1 - Überwachung von Stahlbetonbrücken - Ein Modellprojekt N2 - Die Brücken im Netz der Bundesverkehrswege sind überwiegend in einem ausreichenden bis guten Zustand. Allerdings steigt der Unterhalts- und Sanierungsaufwand aufgrund des inzwischen hohen Alters vieler Brücken sowie des ständig wachsenden Schwerlastverkehrs. Techniken zur Einschätzung der verbleibenden Lebensdauer von Brücken sowie zur dauerhaften Beobachtung des Tragverhaltens bzw. des Erfolges von Sanierungsmaßnahmen werden daher für den sicheren und wirtschaftlichen Betrieb dringend benötigt. Zur Evaluierung dafür geeigneter holistischer Ansätze wurde in der BAM das Projekt BLEIB - Bewertung, Lebensdauerprognose und Instandsetzung von Brückenbauwerken - ins Leben gerufen. Ein zentrales Ergebnis des Projektes ist eine extern vorgespannte Stahlbetonbrücke als Zweifeldträger mit einer Gesamtlänge von 24 m, die für den Test verschiedenster Sensorsysteme, zur Validierung numerischer Modelle und zur Erprobung von Sanierungs- und Verstärkungsmaßnahmen entwickelt wurde. Für die Simulation unterschiedlicher Schädigungsgrade kann die Vorspannung der Brücke variiert werden. Die Brücke wird mit beweglichen Gewichten belastet und über einen Shaker zum Schwingen angeregt. Das Brückenmodell wurde bewusst geschädigt, indem die Vorspannung der Struktur erstmalig schrittweise bis auf null reduziert wurde. Unter der Eigenlast verformte sich die Brücke, wodurch eine Rissbildung im Beton einsetzte. Die Zugspannung, die zuvor durch die Vorspannung aufgenommen wurde, übernahm Schritt für Schritt der Beton. Als die Zugspannungen die relativ geringe Zugfestigkeit des Betons überstiegen, begann dieser zu reißen und die schlaffe Bewehrung der Struktur nahm die Spannungen auf. Dieser Versuch wurde unter anderem von Schallemissionsmessungen begleitet. Der Rissbildungsprozess konnte damit, bei gleichzeitiger Aufzeichnung der Vorspannung, früh detektiert und die Risse geortet werden. Die Ergebnisse korrelieren gut mit den Ergebnissen der stereophotogrammetrischen Verformungsmessungen der Struktur. T2 - 22. Kolloquium Schallemission und 3. Anwenderseminar Zustandsüberwachung mit geführten Wellen CY - Karlsruhe, Germany DA - 27.03.2019 KW - Brückenmonitoring KW - Schallemissionsanalyse PY - 2019 AN - OPUS4-47774 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mirtsch, Mona T1 - Cybersicherheit als eine Voraussetzung für sichere Produkte, Dienstleistungen und Prozesse: Der neue europäische Rechtsakt zur Cybersicherheit N2 - Bedeutung von Cybersicherheit für die Konformitätsbewertung Vorstellung Rechtsakt zur Cybersicherheit [COM(2017)477] vom 13.9.2017 bzw. letzter Entwurf vom 12.3.2019 Ergebnisse einer Analyse der Reaktionen von interessierten Kreisen Kurzvorstellung ausgewählter Normen im Bereich Cybersicherheit T2 - EUROLAB-D Kolloquium CY - BAM, Berlin, Germany DA - 09.04.2019 KW - Cybersicherheit KW - Zertifizierung KW - Cybersecurity Act KW - Cybersecurity PY - 2019 AN - OPUS4-47771 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Dudziak, Mateusz A1 - Silbernagl, Dorothee A1 - Sturm, Heinz T1 - Thermal properties of polymer nanocomposites based on polycarbonate (PC) and boehmite N2 - Nanocomposites are extremely versatile due to their physicochemical properties, which differ significantly from bulk homopolymers. One of the inorganic nanomaterials which are increasingly used as a filler in polymer matrices is boehmite, typically used as an inexpensive flame retardant. Here, it is used as a nanofiller in polycarbonate and polyamide, expecting to improve their mechanical properties. For industrial use boehmite is obtained by the solvothermal method, resulting in a layered nanomaterial, whereas naturally it occurs as single crystals with the size of <100µm. In this work we are obtaining and isolating boehmite crystals by a bottom-up method, in which a reaction between aluminum nitride and sodium hydroxide. Obtaining boehmite as microcrystals is necessary for its analysis and characterization, as well as to investigate its interaction with polymer matrices at the polymer/particle interface. Here, the obtained particles in polymer matrices are characterized with differential scanning calorimetry and thermogravimetry analysis. T2 - 6th International Conference on Multifunctional, Hybrid and Nanomaterials CY - Sitges, Spain DA - 11.03.2019 KW - Boehmite KW - Polycarbonate PY - 2019 AN - OPUS4-47769 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Dudziak, Mateusz A1 - Silbernagl, Dorothee A1 - Sturm, Heinz T1 - Thermal properties of polymer nanocomposites based on polycarbonate (PC) and boehmite N2 - Nanocomposites are extremely versatile due to their physicochemical properties, which differ significantly from bulk homopolymers. One of the inorganic nanomaterials which are increasingly used as a filler in polymer matrices is boehmite, typically used as an inexpensive flame retardant. Here, it is used as a nanofiller in polycarbonate and polyamide, expecting to improve their mechanical properties. For industrial use boehmite is obtained by the solvothermal method, resulting in a layered nanomaterial, whereas naturally it occurs as single crystals with the size of <100µm. In this work we are obtaining and isolating boehmite crystals by a bottom-up method, in which a reaction between aluminum nitride and sodium hydroxide. Obtaining boehmite as microcrystals is necessary for its analysis and characterization, as well as to investigate its interaction with polymer matrices at the polymer/particle interface. Here, the obtained particles in polymer matrices are characterized with differential scanning calorimetry and thermogravimetry analysis. T2 - DPG-Frühjahrstagung 2019 CY - Regensburg, Germany DA - 31.03.2019 KW - Boehmite KW - Polycarbonate PY - 2019 AN - OPUS4-47768 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gawek, Marcel A1 - Hertwig, Andreas A1 - Schönhals, Andreas T1 - Growth Kinetics and Molecular Mobility of Irreversibly Adsorbed Layers in Thin Polymer Films N2 - In well-annealed thin polymer films, with non-repulsive polymer/substrate interactions, an irreversibly adsorbed layer is formed. These adsorbed layers have shown enormous potential for technological applications. The growth kinetics and molecular dynamics of these buried layers in thin films are still not fully investigated due to the hard accessibility. Here, the irreversibly adsorbed layers of homopolymer thin films are revealed by solvent-leaching experiments. The growth kinetics of these layers is investigated as a function of original film thickness and annealing times. The thickness, topography and quality of the adsorbed layer is determined with Atomic Force Microscopy (AFM) and spectroscopic ellipsometry. Additionally, the molecular mobility of the adsorbed layer is investigated with Broadband Dielectric Spectroscopy (BDS). A recently developed nanostructured capacitor (NSC) is employed to measure the adsorbed layers with a free surface layer depending on annealing and solvent-leaching time. The results are quantitatively compared and discussed with respect to recently published work. T2 - Spring Meeting of German Physical Society CY - Regensburg, Germany DA - 31.03.2019 KW - Adsorbed layer KW - Thin polymeric films PY - 2019 AN - OPUS4-47767 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gawek, Marcel A1 - Madkour, Sherif A1 - Hertwig, Andreas A1 - Schönhals, Andreas T1 - Growth Kinetics and Molecular Mobility of Irreversibly Adsorbed Layers in Thin Films of P2VP and PVME N2 - In well-annealed thin polymer films, with non-repulsive polymer/substrate interactions, an irreversibly adsorbed layer is formed. These adsorbed layers have shown enormous potential for technological applications. Due to the hard accessibility of these layers, their growth kinetics and molecular dynamics are still not fully understood. Here, the irreversibly adsorbed layers of Poly(2-vinylpyridine) (P2VP) and Poly(vinyl methyl ether) (PVME) thin films are revealed by solvent-leaching experiments. The growth kinetics of these layers is investigated as a function of original film thickness and annealing times. The thickness, topography and quality of the adsorbed layer is determined with Atomic Force Microscopy (AFM) and spectroscopic ellipsometry. Additionally, the molecular mobility of the adsorbed layer is investigated with Broadband Dielectric Spectroscopy (BDS). A recently developed nanostructured capacitor (NSC) is employed to measure the adsorbed layers with a free surface layer depending on annealing and solvent-leaching time. The results are quantitatively compared and discussed with respect to recently published work. T2 - Spring Meeting of German Physical Society CY - Regensburg, Germany DA - 31.03.2019 KW - Adsorbed layer KW - Thin polymeric films PY - 2019 AN - OPUS4-47766 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bartholmai, Matthias A1 - Neumann, Patrick P. A1 - Hüllmann, Dino A1 - Tiebe, Carlo T1 - KonSens (Kommunizierende Sensorsysteme für die Bauteil- und Umweltüberwachung) - Projektergebnisse N2 - Im Projekt KonSens werden für die Anwendungsbeispiele bauteilintegrierte Sensorik für Betonkomponenten und mobile Multigassensorik Sensorsysteme in Form von Funktionsmustern entwickelt, validiert und angewendet. Schwerpunkte liegen einerseits in der Detektion und Bewertung von Korrosionsprozessen in Beton und andererseits in der Detektion und Quantifizierung sehr geringer Konzentrationen toxischer Gase in der Luft. Dabei ist die Adaption der sensorischen Methoden aus dem Labor in reale Messumgebungen inklusive geeigneter Kommunikationstechnik ein wichtiger Aspekt. T2 - NetMon International training course - Low-cost Environmental Monitoring CY - BAM, Berlin, Germany DA - 09.04.2019 KW - Umweltmonitoring KW - Bauwerksüberwachung KW - RFID-Sensorsysteme KW - pH-Sensor KW - Fluoreszenzsensoren PY - 2019 AN - OPUS4-47763 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Szymoniak, Paulina A1 - Schönhals, Andreas A1 - Madkour, Sherif T1 - Multiple Glassy Dynamics of an Asymmetric PVME/PS Blend Investigated by Broadband Dielectric and Specific Heat Spectroscopy N2 - Over the past decades research on the molecular dynamics of miscible polymer blends is of topical interest in the literature, to understand the segmental mobility of individual components, as it is affected by blending. In general, miscible polymer blends exhibit a complex dynamic behavior. For an A/B blend the relaxation times of component A and component B are affected by the spatial local compositional heterogeneity, present in binary systems on a microscopic level, regardless of the macroscopic homogeneity. Here, a combination of broadband dielectric and specific heat spectroscopy was employed to study the dynamically asymmetric PVME/PS blend with seven different compositions, focusing on samples with high PS contents. Considering that PS is dielectrically invisible, BDS is a powerful technique to study the response of PVME, as it is affected by PS segments. Here, three separate relaxation processes were found by dielectric investigations, related to confined or constrained PVME segments due to the spatial local compositional heterogeneities, which is in contrary to the previous literature findings [1]. Moreover, the dielectric data was compared with results obtained by specific heat spectroscopy, where a fourth relaxation process was found, due to the cooperative fluctuations of PVME and PS. [1] Colmenero, J., Arbe, A. Soft Matter, 2007, 3, 1474. T2 - DPG-Frühjahrstagung 2019 CY - Regensburg, Germany DA - 01.04.2019 KW - Specific heat spectroscopy KW - Polymer blends KW - Dielectric spectroscopy PY - 2019 AN - OPUS4-47764 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Szymoniak, Paulina A1 - Schönhals, Andreas T1 - Rigid Amorphous Phase in Epoxy-based Nanocomposites as Revealed by Dielectric Spectroscopy and Fast Scanning Calorimetry N2 - For inorganic/polymer nanocomposites a so-called Rigid Amorphous Phase (RAF) is formed in the interfacial region by adsorption of polymer segments onto the nanoparticles. The segmental dynamics of RAF is expected to be altered, as compared to the pure matrix, which might percolate to the entire system, affecting the overall nanocomposite properties. A combination of two relaxation spectroscopy techniques (Broadband Dielectric Spectroscopy (BDS) and Temperature Modulated DSC (TMDSC)) as well as Fast Scanning Calorimetry (FSC) was employed to investigate the structure and molecular mobility of nanocomposites based on Epoxy and Layered Doubled Hydroxides with different nanoparticle content. First, BDS investigations proved the existence of a process, which is present only for nanocomposites, assigned to the dynamics of polymer segments within RAF. Second, the amount of RAF was quantified by analyzing the change of specific heat capacity step of nanocomposites, comparing to the pure material. Thirdly, the glass transition of nanocomposites was studied with FSC, applying high heating rates (0.5-10 kK/s). Considering that all techniques probe essentially the same molecular process, an activation plot was constructed, delivering a complete picture of the molecular mobility and structure of the polymer nanocomposites including RAF. T2 - DPG-Frühjahrstagung 2019 CY - Regensburg, Germany DA - 01.04.2019 KW - Rigid amorphous fraction KW - Nanocomposites PY - 2019 AN - OPUS4-47762 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beckmann, Jörg A1 - Bär, Sylke A1 - Spranger, Holger T1 - Synthetische Aperturfokussierung für die Terahertzspektroskopie N2 - Die zeitaufgelöste THz-Spektroskopie (THz-TDS) operiert mit elektromagnetischen Impulsen, die ein Amplitudenspektrum im unteren THz-Bereich aufweisen. Die THz-TDS ist in der Lage, dielektrische Volumina zerstörungs- und kontaktfreie zu durchstrahlen. Um eine 3D-THz Bildung zu ermöglichen, wurde für die THz-TDS ein rechnergestütztes Mess- und Rekonstruktionsverfahren (THz-TD-SAFT) entwickelt, mit dem es gelingt, unter Verwendung der im Zeitbereich registrierten THz-TDS-Daten das Volumeninnere in Form eines dreidimensionalen Tomogramms zu rekonstruieren. Die THz-TD-SAFT basiert auf die für die Ultraschalltechnik entwickelte Synthetische Apertur Fokussierung (SAFT) bzw. des heuristisch begründeten Algorithmus des Synthetischen Apertur Radars (SAR). Anhand von Beispielen wird die Möglichkeiten der THz-TD-SAFT demonstriert und nachgewiesen, dass mit dem Rekonstruktionsansatz die künstlich eingebauten Fehlstellen bezüglich der Position und Größe geometrisch richtig im Tomogramm abgebildet werden können. T2 - 4. Fachseminar, Mikrowellen- und Terahertz-Prüftechnik in der Praxis CY - Fürth, Germany DA - 02.04.2019 KW - Zeitaufgelöste THz-Spektroskopie KW - THz-TD-SAFT KW - THz-Tommographie PY - 2019 AN - OPUS4-47756 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bulling, Jannis A1 - Gravenkamp, Hauke T1 - Comparison of different models for stress singularities in higher order finite element methods for elastic waves N2 - The Spectral Element Method (SEM) has been proven to be an efficient numerical method for solving the wave equation in linear elastic bodies. This efficiency is reduced if a stress singularity is present in the body. For example, re-entrant corners, material interfaces, fixed boundaries, and especially crack tips can cause stress singularities. To preserve the efficiency of the SEM, special solution strategies are required. There are many approaches which consider stress singularities, but comparisons are rare for dynamic problems. Finding an efficient model is an important step for many applications. In particular, applications for structural health monitoring and non-destructive evaluation rely on accurate and efficient crack models. In this contribution, we present several models to capture singularities in combination with the SEM. The theory behind the models are shortly summarized and we show results for different benchmark problems in two dimensions. The first model deploys a new class of singular elements. For these singular elements, the crack tip approximation is computed based on the static Scaled Boundary Finite Element Method (SBFEM). The second model uses the continued‐fraction‐based SBFEM, while the third model uses an hp-refinement near the singularity. The models are compared among each other and evaluated in terms of their respective efficiency and accuracy. T2 - GAMM 2019 CY - Vienna, Austria DA - 18.02.2019 KW - SBFEM KW - Stress singularities KW - Higher order FEM PY - 2019 AN - OPUS4-47753 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Traub, Heike A1 - Saatz, Jessica A1 - Ascher, Lena T1 - Elemental imaging by laser ablation ICP-MS N2 - Laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP-MS) is nowadays an established multi-elemental analysis and mapping technique. It was shown that LA-ICP-MS can visualize the elemental distribution within tissue thin sections or cell samples. Quantification is possible by using appropriate matrix-matched calibration samples. Besides naturally occurring elements and metals from contrast agents, biomolecules using metal-tagged antibodies were detected in different bio-medical samples. By combining the results with findings from histology, magnetic resonance imaging (MRI) and other techniques disease related changes like alterations of the extracellular matrix can be investigated. T2 - 4th Colloquium of CRC 1340 "Matrix in Vision" CY - Berlin, Germany DA - 09.04.2019 KW - Laser ablation KW - ICP-MS KW - Imaging PY - 2019 AN - OPUS4-47752 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baeßler, Matthias A1 - Babutzka, Martin A1 - Trappe, Volker A1 - Pittner, Andreas A1 - Krankenhagen, Rainer A1 - Kühne, Hans-Carsten T1 - Vorstellung des Aktivitätsfelds Erneuerbare Energie N2 - Auf der Beiratssitzung des TF Energie wurde das Aktivitätsfeld Erneuerbare Energien in seinem breiten Spektrum (aber selektive Auswahl) vorgestellt. T2 - Beiratssitzung TF Energie CY - BAM Berlin-Adlershof, Germany DA - 09.04.2019 KW - Erneuerbare Energien KW - Windenergie PY - 2019 AN - OPUS4-47751 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR T1 - Amts- und Mitteilungsblatt, Band 49, Heft 1 T3 - Amts- und Mitteilungsblatt der BAM - 1/2019 KW - Anerkennungen KW - Zulassungen KW - Richtlinien KW - Festlegungen KW - Ausnahmegenehmigungen PY - 2019 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-477509 SN - 0340-7551 VL - 49 IS - 1 SP - 1 EP - 124 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-47750 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Wilke, Marco A1 - Weller, Michael G. T1 - Affinitätschromatografie - Neues Trägermaterial aus Borosilikatglas N2 - Therapeutische Antikörper sind innerhalb weniger Jahre zur wichtigsten pharmazeutischen Produktklasse aufgestiegen. Für 2023 werden weltweite Umsätze von über 200 Milliarden USD erwartet. Auch diagnostische Antikörper sind mittlerweile unverzichtbare Produkte, auf deren Basis zahllose Immunoassays und andere Schnelltests entwickelt wurden. Neben der bereits sehr aufwendigen Herstellung von Antikörpern ist deren Aufreinigung aus komplexen Zellkulturmedien oder Blutseren und -plasmen zu einem Engpass in der Produktion und Nutzung dieser komplexen Proteine geworden. Schnelle und einfache Reinigungsmethoden für Antikörper sind daher sehr gefragt. KW - Affinitätschromatographie KW - Affinitätsextraktion KW - Antikörper KW - Glasmonolith KW - Additive Fertigung KW - IgG KW - Immunglobulin KW - HPLC KW - FPLC KW - biokompatibel KW - Borosilikatglas KW - gesintert KW - Titan-Halterung KW - Druckstabilität PY - 2019 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-477490 UR - https://www.chemiextra.com/ IS - 4 SP - 16 EP - 17 PB - Sigwerb CY - Zug AN - OPUS4-47749 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - You, Zengchao A1 - Jakubowski, Norbert A1 - Panne, Ulrich A1 - Weidner, Steffen T1 - Separation of polystyrene nanoparticles with different coatings using 2D off-line coupling of asymmetrical flow field flow fractionation (AF4) and capillary electrophoresis (CE) N2 - The successful off-line coupling of asymmetrical flow field flow fractionation (AF4) and capillary electrophoresis (CE) for Separation of nanoparticles (NPs) with different surface coatings was shown. Two mixtures of polystyrene nanoparticles (PS-NPs) with comparable core sizes (20 nm and 50 nm) but different coatings (no coating/carboxyl-coated) were studied. Separation in either method resulted in non-baseline resolved or non-separated peaks. In contrast, two-dimensional off-line coupling of AF4 and CE resulted in clearly separated regions in their 2 D plots and can obviouly improve separation resolution. T2 - Anakon 2019 CY - Münster, Germany DA - 25.03.2019 KW - Capillary electrophoresis (CE) KW - Nanoparticles with same nominal diameter; surface coating; two-dimensional off-line coupling KW - Asymmetrical flow field flow fractionation (AF4) PY - 2019 AN - OPUS4-47746 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Paul, Martin A1 - Weller, Michael G. T1 - Development of a biosensor for the online detection of explosives N2 - An affinity column, which removed up to 99 % of high affinity Anti-TNT antibody at high antibody concentrations, was manufactured based on a monolithic glass core and a trinitroaniline-BSA conjugate. To detect the label Dy654 in the nM range an epi-fluorescence microscope setup with a CMOS camera was established to serve as online fluorescence detector with multiplexing capabilities. T2 - ANAKON 2019 CY - Münster, Germany DA - 25.03.2019 KW - Online fluorescence KW - Trinitro KW - Affinty KW - Antibody PY - 2019 AN - OPUS4-47745 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schwaar, Timm A1 - Weller, Michael G. A1 - Lettow, Maike A1 - Remmler, Dario A1 - Börner, Hans G. T1 - MALDI-Supported Screening of Large Peptide Libraries for Identification of Protein Binders N2 - Screening of one-bead-one-peptide libraries is a powerful analytical tool for the identification of protein ligands. However, the traditional peptide screening procedure involves tedious steps such as manual selection, sequencing, and characterization. We present a high-throughput “all in one chip” system, allowing the screening of a high number of resin beads in short time. Here, beads of a combinatorial one-bead one compound peptide library are immobilized on an in-house produced chip, on which every bead has a well-defined position. The chip is then incubated with a fluorophore-labeled protein, identifying suitable peptides by a high-resolution fluorescence scan. The screening is followed by MALDI-MS experiments directly on the respective glass chip. To circumvent the need for peptide fragmentation normally used for peptide de novo sequencing, which can result in incomplete sequence information, an approach based on ladder sequencing has been used. This allows the peptide sequence identification by fragmentation-free MS with almost 100 % accuracy. For this purpose, a software tool was developed automatically translating MALDI-MS spectra into the corresponding peptide sequences. T2 - ANAKON CY - Münster, Germany DA - 25.03.2019 KW - OBOC KW - Peptide library KW - Combinatorial screening PY - 2019 AN - OPUS4-47744 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Prager, Jens A1 - Bulling, Jannis T1 - Bestimmung der Rissgeometrie bei der zerstörungsfreien Ultraschallprüfung mit geführten Wellen N2 - In der zerstörungsfreien Prüfung werden in zunehmendem Maße geführte Ultraschallwellen zur Lokalisation von Fehlstellen genutzt. Geführte Ultraschallwellen zeichnen sich dadurch aus, dass sie große Distanzen innerhalb des zu prüfenden Bauteiles zurücklegen können. Das Ultraschallwellenfeld setzt sich dabei aus verschieden Moden zusammen. Etablierte Prüfverfahren mit geführten Wellen ermitteln häufig nur die Position der Fehlstelle, wobei die Laufzeiten der reflektierten Signale ausgewertet wird. Modenumwandlung bleibt dabei zumeist unberücksichtigt. Die Charakterisierung der Fehlstelle, zum Beispiel hinsichtlich der Länge eines Risses, ist dagegen herausfordernd. Aussagekräftige Zusammenhänge zwischen der Dimension oder Geometrie der Fehlstelle und ihrer Interaktion mit der Ultraschallwelle zu finden, ist Teil aktueller Forschung. Insbesondere eine Betrachtung der Moden höherer Ordnung und deren Amplitudenverhältnisse kann beim Aufspüren dieser Zusammenhänge hilfreich sein. Im Beitrag werden zunächst die Zusammenhänge zwischen den beiden fundamentalen Moden in einer isotropen Platte und der Länge eines Risses untersucht. Aus den Ergebnissen wird ein inverses Verfahren motiviert. Ein Algorithmus wird vorgestellt, der die Risslänge im Modell solange variiert, bis er die modalen Zusammenhänge einer Vorgabe oder einer Messung rekonstruiert. Die eingesetzte Scaled Boundary Finite Element Method ermöglicht dabei eine sehr kurze Rechenzeit in jeden Optimierungsschritt. Zusätzlich ermöglicht die Methode eine Auswertung der modalen Zusammenhänge ohne Postprocessing, was die Rechenzeiten weiter verkürzt. T2 - DAGA 2019 CY - Rostock, Germany DA - 18.03.2019 KW - Geführte Wellen KW - Scaled Boundary Finite Element Method KW - Amplitudenverhältnisse PY - 2019 AN - OPUS4-47730 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Dorgerloh, Ute T1 - Short-chain perfluoroalkyl acids: TFA and DFA N2 - Analysis in environmental media and discussion for method standardization in NAW T2 - Normausschuss Wasserwesen CY - Frankfurt a.M., Germany DA - 28.03.2019 KW - TFA KW - DFA PY - 2019 AN - OPUS4-47742 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schreier, Andy A1 - Liehr, Sascha A1 - Wosniok, Aleksander A1 - Krebber, Katerina T1 - Comparision of solution approaches for distributed humidity sensing in PFGI-POF N2 - We compare four different sensing solutions suitable for distributed fiber optic humidity sensing in per uorinated graded-index polymer optical fibers (PFGI-POFs). Compared to silica fbers, polymer optical fibers over advantageous beneffits including signifficantly higher break down strain, fracture toughness and humidity sensitivity. Various humidity-related effects in PFGI-POFs have been reported in the last years including measured attenuation and length changes as well as Brillouin frequency and Bragg wavelength shifts. The four aforementioned methods could serve as a basis for distributed and quasi-distributed humidity sensing and are described here closely with an emphasis on plausible cross effects to temperature and strain. The main focus of this paper lies on the comparison of four approaches with regard to method complexity, sensitivity to humidity, spatial resolution, real-time capability and effort to compensate for cross effects. T2 - SPIE 2019 International Symposium on Optics + Optoelectronics: Optical Sensors CY - Prague, Czech Republic DA - 01.04.2019 KW - Polymer optical fibre KW - Distributed sensing KW - Humidity PY - 2019 AN - OPUS4-47741 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Koerdt, Andrea T1 - Themenfeld Projekt MIC Mikrobiell beeinflusste Korrosion N2 - Mikrobiell beeinflusste Korrosion (MIC) ist ein Themenfeldprojekt innerhalb der BAM. Das Spektrum der Materialien und der Organismen ist ernorm. In dem Themenfeldprojekt MIC wurden ausgewählte Bereiche tiefergehend untersucht. In der Präsentation werden die Hauptschwerpunkte dargestellt. T2 - Beirat Material CY - Berlin, Germany DA - 03.04.2019 KW - MIC KW - Kraftstoffabbau KW - Kraftstoffbehälter KW - Gesteinskorrosion KW - Metallkorrosion KW - HI-Tension PY - 2019 AN - OPUS4-47740 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Koerdt, Andrea A1 - An, Biwen Annie A1 - Kleinbub, Sherin A1 - Hermann, Annett T1 - Investigation of methanogen-induced microbiologically influenced corrosion (Mi-MIC) using simulated marine environments under flowing conditions N2 - Microbiologically influenced corrosion (MIC) of iron is usually attributed to sulfate-reducing microorganisms (SRM) in offshore industries, such as the oil and gas pipelines, due to the high concentrations of sulfate in the seawater. SRM act upon the metal by the reactiveness of hydrogen sulfide (HS-), and by withdrawal of the available electrons (Fe --> Fe2+ + 2e-; E° = -0.47 V) in electrical contact with the metal (EMIC). However, methanogenic archaea can also cause MIC. Because they do not produce HS-, withdrawal of electrons may be their main corrosive mechanism; however, mechanistic details and kinetics of the overall process are poorly understood. To investigate the corrosion potential of methanogens, we studied the EMIC methanogenic strains isolated from marine sediments (Methanobacterium-affiliated strain IM1) and crude oil tanks (Methanococcus maripaludis Mic1c10), in an in-house developed flow-through cell to simulate a fluctuating environment. A co-culture of M. maripaludis and D. alaskensis was also established to study the effect of syntrophic growth on metal corrosion that may occur in industrial pipelines. Results indicate that the rates of iron corrosion due to coupled methanogenesis (up to 0.4 mm/yr) are higher to that caused by the marine SRM Desulfovibrio alaskensis (0.15 mm/yr). Surface analyses of the metal showed severe pitting with high methane production. Genomic analysis of the EMIC methanogen M. maripaludis Mic1c10 will provide an insight on the mechanisms of MIC. Such knowledge and deeper understanding also from an electrokinetic point of view may not only provide further models in microbial electrophysiology, but also contribute to mitigation strategies in MIC. T2 - VAAM- Annual Conference 2019 of the Association for General and Applied Microbiology CY - Mainz, Germany DA - 17.03.2019 KW - HI-Tension KW - MIC KW - Methanogens KW - Corrosion KW - Sulfate reducing bacteria PY - 2019 AN - OPUS4-47739 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Tschirschwitz, Rico T1 - Sicherheit in Technik und Chemie - Großversuche im Bereich Brand- und Explosionsschutz N2 - Der Vortrag beschreibt die umfangreichen experimentellen Möglichkeiten des BAM TTS im Bereich Großversuche zum Brand- und Explosionsschutz. Darüber hinaus werden einige Projekte kurz vorgestellt, welche in Verbindung mit dem BAM TTS durch die Abteilung 2 bearbeitet wurden. T2 - Informationstag für den 6. Anruf im EU-Programm "Sichere Gesellschaften - Horizont 2020" CY - Bonn, Germany DA - 21.03.2019 KW - Großversuche KW - Explosionsschutz KW - BAM TTS PY - 2019 AN - OPUS4-47737 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Tschirschwitz, Rico T1 - Safety in Technology and Chemistry - BAM Focus Area Infrastructure N2 - The poster contains a description of the extensive activities in the focus area infrastructure as well as the unique possibilities for experimentation on the BAM Test Site for Technical Safety. T2 - Informationstag für den 6. Anruf im EU-Programm "Sichere Gesellschaften - Horizont 2020" CY - Bonn, Germany DA - 21.03.2019 KW - Großversuche KW - Explosionsschutz KW - BAM TTS KW - BAM Test Site for Technical Safety PY - 2019 AN - OPUS4-47736 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Panne, Ulrich T1 - Digital Analytical Sciences N2 - Based on inductive reasoning scientific inquiry in Analytical Sciences has a long tradition. The talk addresses in which way the digital transformation will change the scientific paradigm in Analytical Sciences to a data-driven discipline. Three main areas, integration, instruments, and methods, are discussed in their transformation through machine learning and other digital tools. Finally, some shortcomings and pitfalls in the deployments of algorithmic shortcuts are illustrated. T2 - ANAKON Münster CY - Westfälischen Wilhelms-Universität (WWU), Münster, Germany DA - 25.03.2019 KW - Digital transformation KW - Analytical Sciences KW - Digital PY - 2019 AN - OPUS4-47735 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Reinemann, Steffi A1 - Lehmann, Jens A1 - Rosemann, Paul A1 - Babutzka, Martin A1 - Bohlmann, Tatjana A1 - Burkert, Andreas T1 - Optimierung industrieller Korundschleifprozesse zur Sicherstellung der Korrosionsbeständigkeit nichtrostender Stähle N2 - Durch eine breite Beteiligung von Schleifmittelherstellern, -anwendern und wissenschaftlichen Einrichtungen im projektbegleitenden Ausschuss (PA) konnte der vielschichtige Themenkomplex „Schleifen“ im Kontext zu den Projektzielen umfassend untersucht werden. Es wurden praxisrelevante Parameterfelder definiert, die eine erfolgreiche Aufklärung der Projektfragestellung ermöglichten. Im Zuge der Untersuchungen wurde ein signifikanter Einfluss beim Einsatz von Granulatschleifbändern auf das Korrosionsverhalten geschliffener Oberflächen festgestellt. Damit zeigten geschliffene Oberflächen regelmäßig eine schlechtere Korrosionsbeständigkeit als Oberflächen, die mit sonst gleichen Parametern mit einlagig gestreuten Bändern bearbeitet wurden. Die durch einige Untersuchungsergebnisse aus vorangegangenen AiF-Vorhaben ursprünglich verfolgte These, dass Unterschiede in der Korrosionsbeständigkeit auf die Kornart der Schleifmittel Korund bzw. SiC zurückzuführen ist, konnte nur bedingt bestätigt werden. Bei den systematischen Untersuchungen innerhalb dieses Projektes erwies sich der Einfluss der Kornart im Vergleich zum Einfluss des Schleifbandtyps (Granulat bzw. einlagig gestreutes Korn) als weniger relevant. Durch weiterführende Untersuchungen konnten auf Oberflächen, die mit Granulatschleifbändern bearbeitet wurden, große Materialaufplattungen aus Eigenmaterial festgestellt werden. Das Eigenmaterial wird dabei im Schleifprozess zunächst abgetragen und aufgrund der Topografie des Schleifbandes zeitweise auf den Bändern festgehalten. Später lösen sich diese Materialanhäufungen vom Band ab und können prozessbedingt durch Wärme- und Krafteinwirkung auf den bearbeiteten Oberflächen aufgeplattet werden. Durch REM und KorroPad Untersuchungen ließen sich Bereiche mit solchen Eigenmaterialaufplattungen eindeutig als wesentliche Ausgangspunkte für Korrosionsprozesse identifizieren. Das aufgeplattete Material ist stark verformt, thermisch beeinflusst und bildet eine Spaltgeometrie zur Bauteiloberfläche aus. Diese Veränderungen führen zur Störung der Passivschichtausbildung in diesen Bereichen und verursachen damit eine erhöhte Korrosionsanfälligkeit der Oberflächen. Durch gezielte Nachbearbeitungsprozesse ist es möglich, die Eigenmaterialaufplattungen von den Oberflächen zu entfernen. Im Rahmen des Vorhabens wurde dazu eine Nachbearbeitung mittels Schleifvlies geprüft, die zu einer Entfernung der Eigenmaterialaufplattungen und damit zu einer Wiederherstellung der erwarteten Korrosionsbeständigkeit führte. Wird der Endschliff von Oberflächen mit einlagig gestreutem Korn ausgeführt, sind ebenfalls keine korrosionsrelevanten Materialaufplattungen zu erwarten. Die in einem vorhergehenden AiF Vorhaben IGF 17136 N/1 entwickelte Methode der KorroPad-Prüfung konnte auch hier erfolgreich für die Untersuchung der Auswirkung unterschiedlicher Prozessparameter auf die Korrosionsbeständigkeit der Oberflächen eingesetzt werden. Zudem erwies sich das EPR-SL-Verfahren als ein weiterer Ansatz, um die Passivschichtstabilität verschieden geschliffener Oberflächen vergleichend untersuchen zu können. Mit den nun vorliegenden Erkenntnissen können kmU künftig durch Anpassungen und Optimierung von Schleifprozessen eine gute Korrosionsbeständigkeit der bearbeiteten Oberflächen sicherstellen. Die Optimierung der Prozessparameter und -schritte kann durch den Einsatz der KorroPad-Prüfung Inhouse erfolgen und somit die laufende Fertigung im Rahmen der Qualitätsprüfung überwacht und dokumentiert werden. KW - KorroPad KW - Korrosion KW - Korrosionsbeständigkeit KW - Korrosionsschutz KW - Verfleckungen KW - Nichtrostender Stahl KW - Schleifen KW - Oberfläche PY - 2019 SP - 1 EP - 74 AN - OPUS4-47729 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schröpfer, Dirk A1 - Schaupp, Thomas A1 - Kannengießer, Thomas T1 - Kaltrissvermeidung in Schweißverbindungen aus hochfesten Feinkornbaustählen bei engen Nahtspalten und fokussiertem Lichtbogen N2 - Heute werden in Stahlkonstruktionen zunehmend hochfeste Baustähle (Streckgrenze ≥ 960 MPa) eingesetzt. Daher sind auch in Schweißnähten solche hohen Festigkeiten gefordert. Jedoch können hohe Eigenspannungen aufgrund geringerer plastischer Dehnungsreserven in diesen Schweißnähten die Sicherheit der Bauteile vermindern. Diese sind insbesondere im Zusammenhang mit Wasserstoff und Härtegefügen risskritisch. Niedrige Bauteilbeanspruchungen und Kosteneinsparungen lassen sich heutzutage mit modernen fokussierten Lichtbogenvarianten und engeren Nahtspalten erreichen. Die vorliegende Studie zeigt allerdings, dass diese modernen Schweißprozesse und die angepasste Nahtgeometrie höhere Wasserstoffkonzentrationen und signifikant gesteigerte oberflächennahe Zugeigenspannungsniveaus bedingen. Anhand mehrlagiger Schweißversuche an S960QL unter Variation von Wärmeführung, Lichtbogenvariante und Nahtöffnungswinkel wurden die Effekte und Wechselwirkungen unter Zuhilfenahme von Eigenspannungsanalytik mittels Röntgendiffraktometrie und Wasserstoffanalytik mittels Trägergasheißextraktion systematisch untersucht. Das Schweißgefüge führte unter kritischer mechanischer Beanspruchung und erhöhtem Gehalt an diffusiblem Wasserstoff insbesondere bei geringem Nahtöffnungswinkel und fokussiertem Lichtbogen zu einer deutlichen Ausbildung von Mikrorissen. Die Mikrorisse führten teils zu einer makroskopischen Ausprägung. Durch Analysen zur Nachwärmung aus der Schweißwärme heraus konnten suffiziente Wärmeführungsparameter für eine effektive Prävention solcher Risse erarbeitet werden. Die vorliegende Arbeit zeigt anhand des Interaktionssystems bei der wasserstoffunterstützten Kaltrissbildung Gefüge-Beanspruchung-Wasserstoff, welche Wärmeführungs- und Schweißparameter sich für die hochfesten Feinkornbaustähle zur Kaltrissvermeidung eignen. T2 - 3. Niedersächsisches Symposium Materialtechnik CY - Clausthal-Zellerfeld, Germany DA - 14.02.2019 KW - Eigenspannungen KW - Hochfeste Feinkornbaustähle KW - Kaltrisse KW - MAG-Schweißen KW - Wasserstoff KW - Wärmeführung PY - 2019 AN - OPUS4-47725 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - von Oertzen, Alexander T1 - Permitted Explosives in Germany and Europe N2 - Permitted explosives have a tradition of many decades in Germany and had been designed to the needs of the underground coal mining in the Ruhr. In neighboring countries of Germany similar provisions were made to prevent hazards from fire damp and coal dust explosions in underground coal mines. Due to the termination of coal mining in Germany and most other European countries, also the testing facilities are disappearing. This presentation outlines the current situation of testing regimes and facilities. T2 - 25th EPP Working Group of IGUS and 19th International Conference of Chief Inspectors of Explosives CY - Swakopmund, Namibia DA - 11.03.2019 KW - Permitted explosives KW - Fire damp KW - Coal dust PY - 2019 AN - OPUS4-47721 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Babutzka, Martin A1 - Lehmann, Jens A1 - Burkert, Andreas T1 - Auslagerungsversuche von Standardproben unter verschiedenen atmosphärischen Bedingungen N2 - Der Vortrag berichtet über die Auslagerung von Standardproben nach DIN EN ISO 9223 bis 9226 aus Zink, Stahl, Kupfer und Aluminium auf den verschiedenen atmosphärischen Bewitterungsständen der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM). Im Vortrag werden die Masseverluste, Korrosionsgeschwindigkeiten und Korrosivitätskategorien der Standardproben im freibewitterten und überdachten Bereich nach einem Jahr vorgestellt und Unterschiede hinsichtlich der Atmosphärenbedingungen aufgezeigt. Freibewitterte Proben zeigen dabei deutliche Unterschiede hinsichtlich ihres Korrosionsverhaltens im Vergleich zu überdachten Proben. Die ermittelten Korrosivitätskategorien sind sowohl standort- als auch materialspezifisch. T2 - 44. Arbeitskreissitzung „Schadensuntersuchung“ des GfKORR e. V. CY - Frankfurt a. M., Germany DA - 02.04.2019 KW - Korrosion KW - Atmosphärische Korrosion KW - Freibewitterung KW - Auslagerungsversuche PY - 2019 AN - OPUS4-47719 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - von Oertzen, Alexander T1 - Activities of the Forum of Notified Bodies for Exlosives N2 - Beim europäischen Treffen der Marküberwachungsbehörden (AdCo) für Explosivstoffe wird über die Tätigkeit der benannten Stellen berichtet und insbesondere auf Aspekte der Marktüberwachung eingegangen. In dem Vortrag wurden die Möglichkeiten der Überprüfungen an Explosivstoffen, ohne dabei praktische Prüfungen mit der Umsetzung von Explosivstoffen durchführen zu wollen, ausführlich dargelegt. Kennzeichnungselemente und die daraus resultierende Information über Qualitätssicherung, sowie Nachlässigkeiten von Herstellern bei der Qualitätssicherung wurden verbal erörtert. N2 - During a European convention of the authorities for market surveillance (AdCO) for explosives the activities of the notified bodies are presented, putting a focus on matters concerning market surveillance. The presentation outlined in detail, which verifications are possible with explosives, while practical tests involving initiation of explosives are excluded. Elements of labeling and the conclusions in view of quality control were explained, and typical failures by manufacturers to comply were orally described. T2 - 4. Treffen der AdCo Explosivstoffe der EU CY - Rotterdam, The Netherlands DA - 01.03.2019 KW - Explosivstoffe KW - Marktüberwachung KW - AdCo Explosives KW - Qualitätssicherung PY - 2019 AN - OPUS4-47504 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kern, Simon A1 - Wander, Lukas A1 - Meyer, Klas A1 - Guhl, Svetlana A1 - Gottu Mukkula, A. R. A1 - Holtkamp, M. A1 - Salge, M. A1 - Fleischer, C. A1 - Weber, N. A1 - King, R. A1 - Engell, S. A1 - Paul, Andrea A1 - Pereira Remelhe, M. A1 - Maiwald, Michael T1 - Flexible Automation with compact NMR instruments N2 - Modular plants using intensified continuous processes represent an appealing concept to produce pharmaceuticals. It can improve quality, safety, sustainability, and profitability compared to batch processes, and it enables plug-and-produce reconfiguration for fast product changes. To facilitate this flexibility by real-time quality control, we developed a solution that can be adapted quickly to new processes and includes a compact Nuclear Magnetic Resonance (NMR) spectrometer for online quality monitoring as well as a new model-based control approach. The NMR sensor is a benchtop device enhanced to the requirements of automated chemical production including ro-bust evaluation of sensor data. Here, we present alternatives for the quantitative determination of the analytes using modular, physically motivated models. These models can be adapted to new substances solely by the use of their corresponding pure component spectra, which can either be derived from experimental spectra as well as from quantum mechanical models or NMR predictors. Modular means that spec-tral models can simply be exchanged together with alternate reagents and products. Beyond that, we comprehensively calibrated an NIR spectrometer based on online NMR process data for the first time within an industrial plant. The integrated solution was developed for a metal organic reac-tion running on a commercial-scale modular pilot plant and it was tested under industrial conditions. T2 - 7th Annual PANIC Conference CY - Hilton Head Island, South Carolina, USA DA - 03.03.2019 KW - Online NMR Spectroscopy PY - 2019 AN - OPUS4-47715 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Vogl, Jochen A1 - Rienitz, O. A1 - Rosner, M. A1 - Brandt, B. A1 - Kasemann, S. A. A1 - Kraft, R. A1 - Malinovskiy, D. A1 - Meixner, A. A1 - Noordmann, J. A1 - Raab, S. A1 - Schuessler, J. A. A1 - Vocke, R. D. T1 - Calibration of Mg isotope amount ratios and delta values N2 - In the past, δ26/24Mg measurements were referenced to NIST SRM 980, the initial zero of the δ26/24Mg scale. With the development of MC-ICPMS, the detection of small but measurable isotopic differences in different chips of SRM 980 became apparent. To solve this problem a suite of magnesium isotope reference materials, ERM-AE143, -AE144 and -AE145, has been certified in a first study by applying an ab initio calibration for absolute Mg isotope ratios without any a priori assumptions, a procedure which fulfils all requirements of a primary method of measurement. We could achieve for the first time measurement uncertainties for isotope amount ratios close to the typical precision of magnesium delta values, δ26/24Mg, which are at the 0.1 ‰ level (2SD). In addition, it was demonstrated that commonly used fractionation laws are invalid for correcting Mg isotope ratios in multi-collector ICPMS as they result in a bias which is not covered by its associated uncertainty. Depending on their type, fractionation laws create a bias up to several per mil, with the exponential law showing the smallest bias between 0.1 ‰ to 0.7 ‰. With these isotope reference materials, it is possible to establish SI-traceability for magnesium delta measurements. To realize this, we organized a second study within which five expert laboratories participated to cross-calibrate all available magnesium isotope standards, which are NIST SRM 980, IRMM-009, ERM-AE143, ERM-AE144, ERM-AE145 and the standards DSM3 and Cambridge-1. The mean δ26/24Mg values for the individual iRMs, calculated from the laboratory means show 2 SD reproducibilities varying between 0.025 and 0.093 ‰. Propagated measurement uncertainties suggest a standard uncertainty of about 0.1‰ for δ26/24Mg determinations (2SD). Thus, SI traceability for magnesium isotope amount ratios and delta values is demonstrated to be established. T2 - European Winter Conference on Plasma Spectrochemistry CY - Pau, France DA - 03.02.2019 KW - Delta value KW - SI-traceability KW - Absolute isotope ratio PY - 2019 AN - OPUS4-47710 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Küttenbaum, Stefan A1 - Taffe, A. A1 - Braml, T. A1 - Maack, Stefan T1 - Non-Destructive Testing: A valuable source of information for reliability assessments N2 - The reassessment of bridges is becoming increasingly important. The basic requirement for analyses of structural safety is reliable knowledge about individual structures. This paper introduces the new approach to evaluate the quality of measured data gained from non-destructive testing (NDT) to provide reliable, objective, and relevant information about existing bridges. The purpose is to relate this validated knowledge to probabilistic analyses. Bridging the gap between NDT and numerical reassessments indicates reduced numerical uncertainties and residual service time extensions. This paper deals with an application of this approach using measurement data collected by ultrasonic technique at a prestressed concrete bridge. T2 - IABSE Symposium 2019 CY - Guimarães, Portugal DA - 27.03.2019 KW - NDT KW - Measurement KW - Structural safety KW - Concrete bridges KW - Eexisting structures PY - 2019 AN - OPUS4-47714 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Geilert, S. A1 - Varekamp, J. C. A1 - Vogl, Jochen A1 - Frank, M. A1 - Cauley, C. A1 - Van Bergen, M. T1 - Si isotope fractionation during BIF formation – inferences from a modern Archean ocean analogue N2 - Silica-rich sedimentary rocks like cherts and BIFS, typical for the Archean, have been used to reconstruct temperatures and other properties of the early oceans through the study of their Si isotope variations. Precambrian cherts and BIFS span a δ30Si range of ~7‰, with BIFs being about 2‰ lower in δ30Si than cherts. These lower δ30Si signatures have been attributed to represent contributions from different input sources such as hydrothermal fluids, variable continental weathering regimes or sorption onto Fe oxides/hydroxides [e.g. 2 and references therein]. In this study, fluids and BIF-like sediments have been investigated for their Si isotope compositions in Paulina Lake (PL), a hydrothermally-influenced crater lake in the Newberry Caldera, Oregon, USA. PL lake sediments are rich in silica (~65wt% SiO2) and are composed of up to 22.5wt% Fe2O3, which is comparable to Archean BIFs and thus serve as a modern Archean ocean analogue. We compared our analyses with East Lake (EL), the twin Newberry crater lake without hydrothermal input. Dissolved Si in EL has an average δ30Si signature of +1.55±0.16‰ (1sd) and sediments an average δ30Si signature of +0.18±0.28‰ (1sd). Dissolved Si in PL has an average δ30Si signature of +2.02±0.15‰ (1sd), whereas the sediments show a large range in δ30Si values between +0.59‰ and -1.24‰. PL sediments show a trend towards more negative δ30Si with increasing Fe2O3 contents. The magnitude of Si isotope fractionation thus appears to depend on the presence of Fe. This fractionation induced by interaction with Fe precipitation is defined here as the offset in δ30Si between PL and EL sediments at comparable depths (Δ30SiPL-EL). The resulting Δ30SiPL-EL values range between +0.69 and -1.42‰ and increase with increasing Fe2O3 content in the sediments. Our results are the first to quantify the magnitude of Fe-induced δ30Si fractionation observed in a natural analogue of the Archean ocean and can explain the lighter δ30Si signatures found in BIFs. T2 - Fourth General Meeting of the SPP 1833 “Building a Habitable Earth” CY - Cologne, Germany DA - 27.03.2019 KW - Archean ocean KW - Si isotope fractionation KW - Delta values PY - 2019 AN - OPUS4-47711 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hoffmann, Katrin A1 - Kage, Daniel A1 - Ameskamp, J. A1 - Wittkamp, M. A1 - Thiele, T. A1 - Borcherding, H. A1 - Göhde, W. A1 - Schedler, U. A1 - Resch-Genger, Ute T1 - Time-resolved flow cytometry N2 - The fast identification of a large number of analytes or events is increasingly required in bioanalytical, diagnostic, and security applications. The versatility and straightforward use make multiparametric fluorescence techniques particularly interesting as detection techniques. An established method for high-throughput single-cell and single-particle measurements is flow cytometry (FCM). Using only spectral encoding without further intensity information, state-of-the-art instruments equipped with several light sources and detectors can resolve almost 20 different color codes. However, this is not sufficient to answer complex research questions, e.g. in cell biology and immunology. In contrast, routine applications demand low-cost and sometimes even portable instruments and thus a minimum number of instrument components. Thus, there are currently two main research directions in FCM: the development of methods that can either address increasingly complex analytical challenges or provide low-cost and robust approaches for routine multiplex analyses. Common spectral multiplexing approaches face limitations in both directions. On the one hand, spectral overlap of labels restricts the number of codes and makes elaborate correction schemes necessary. On the other hand, even for lower degrees of multiplexing often a sophisticated optical setup is needed. An alternative to spectral multiplexing and intensity encoding is to exploit the luminescence lifetime (LT) as an encoding parameter. This can allow for extending the parameter space in combination with spectral encoding or result in more simple and compact devices due to fewer optical components. The availability of fast electronics enables miniaturized and portable lifetime measurement setups at relatively low cost. LT-FCM requires to master LT determination with a limited number of detected photons due to the short interaction time of the encoded objects with the laser spot. In this study, we address this issue for time-domain cytometry and present a novel lifetime flow cytometry (LT-FCM) platform based on a compact setup and straightforward time-domain measurements utilizing LT-encoded luminescent beads. Moreover, we present the realization of a first bioanalytical assay with LT-encoded beads. T2 - ANAKON 2019 CY - Münster, Germany DA - 25.03.2019 KW - Fluorescence KW - Time-resolved KW - Flow cytometry KW - Lifetime-encoding KW - Bead-based assays PY - 2019 AN - OPUS4-47708 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Büttner, C. A1 - Niederleithinger, Ernst A1 - Buske, S. A1 - Friedrich, C. T1 - Anwendung seismischer Abbildungsverfahren auf Ultraschallecho-Daten von Verschlussbauwerken unter Tage N2 - Ein Endlager für radioaktive Abfälle muss auf Dauer vor dem Eindringen von Wasser geschützt werden. Aus diesem Grund errichtete die Bundesgesellschaft für Endlagerung (BGE) ein Verschlussbauwerk als InSitu Versuch im Endlager Morsleben. Hierfür wurde eine bergmännische Auffahrung mit Salzbeton verfüllt. Zusätzliche in regelmäßigen Abständen eingebaute Trennbleche sollen der Ausbreitung eventueller Risse entgegenwirken. Das Versuchsobjekt wurde mit Ultraschallmessungen bezüglich der Lage und Orientierung möglicher Risse untersucht. Diese Messungen wurden an der Stirnfläche des Salzbetonkörpers durchgeführt. Für die Datenakquisition fand ein neuartiges Messsystem Anwendung, mit welchem ein seismisches Akquisitionsschema realisiert werden kann. Dieses setzt sich aus mehreren Prüfköpfen zusammen, welche sowohl als Sender als auch als Empfänger fungieren. Somit lassen sich auch größere Sender-Empfänger-Abstände realisieren. Vor der Bearbeitung der realen Messdaten wurde ein realitätsnahes synthetisches Modell erstellt, mit welchem die Abbildung eines Risses, eines eingebauten Monitoring-Instruments sowie des ersten Trennbleches in einer Tiefe von 8 m untersucht wurden. Die generierten synthetischen Daten wurden nach minimaler Preprozessierung mittels Kirchhoff-Prestack-Tiefenmigration sowie Reverse Time Migration (RTM) in Tiefensektionen umgewandelt. Insbesondere bei der Abbildung steilstehender Reflektoren lieferte die RTM hier ein besseres Ergebnis. Im Anschluss wurden reale Messdaten in der gleichen Weise bearbeitet. Zusätzlich wurden die Ergebnisse mit denen der Synthetic-Aperture-Focusing-Technique (SAFT) verglichen. Dieses Verfahren ist der Kirchhoff-Migration sehr ähnlich und findet in der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung routinemäßig Anwendung. Es stellte sich heraus, dass der RTM Algorithmus in einigen Fällen ein realitätsnäheres Abbild liefert. Die Resultate von Kirchhoff-Migrationund SAFT-Rekonstruktion sind hingegen sehr ähnlich. Alle Verfahren lokalisierten in gleicher Weise Risse in verschiedenen Tiefenlagen, welche hauptsächlich oberflächenparallel orientiert sind. Diese werden auch von Bohrungen bestätigt. Besonders herauszustellen ist die deutliche Abbildung des Trennbleches in großer Tiefe, was bisher noch nicht eindeutig gelungen war. T2 - Jahrestagung der Deutschen geophysikalischen Gesellschaft CY - Brunswick, Germany DA - 03.03.2019 KW - Ultraschall KW - Verschlussbauwerk KW - Endlagerung KW - RTM KW - Kirchhoff PY - 2019 AN - OPUS4-47705 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Simon, Patrick A1 - Schneider, Ronald A1 - Baeßler, Matthias T1 - Untersuchungsmethoden klimatisch belasteter Bauteile - Projektupdate BAM N2 - Kontinuierliche Sensorbasierte Bauwerksmessungen leisten einen wichtigen Beitrag zur Sicherheit von Verkehrsbauwerken. Hierzu werden im Vorhaben AISTEC Referenzbauwerke und Referenzverfahren untersucht mit Schwerpunkt auf den Einfluss klimatischer Bedingungen. Der Vortrag stellt den aktuellen Projektstand des FB 7.2 vor. T2 - Erstes Verbundtreffen AISTEC CY - Weimar, Germany DA - 21.03.2019 KW - Structural Health Monitoring KW - Environmental Effects KW - Climate Chamber KW - Brücken KW - SHM KW - Klimakammer PY - 2019 AN - OPUS4-47702 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Haferkamp, Sebastian A1 - Emmerling, Franziska A1 - Akhmetova, Irina A1 - Kulla, Hannes A1 - Rademann, K. T1 - In situ investigations of mechanochemical reactions N2 - Mechanochemistry paves the way to simple, fast, and green syntheses. Despite considerable effort, there remains a lack in understanding of the underlying mechanisms. In situ investigations help to understand these mechanisms, which occur during a mechanochemical reaction. Here we present a universal strategy for simultaneous real-time in situ analysis, combining X-ray diffraction, Raman spectroscopy, and thermography. The potential of our approach is shown for different model reactions. T2 - ANAKON 2019 CY - Münster, Germany DA - 25.03.2019 KW - In situ KW - Mechanochemistry KW - Milling PY - 2019 AN - OPUS4-47701 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schmidt, Wolfram A1 - Tchetgnia Ngassam, Ines Leana A1 - Olonade, K. A. A1 - Mbugua, R. A1 - Kühne, Hans-Carsten T1 - Effects and potentials of plant based chemical admixtures on the performance of cementitious construction materials N2 - While today, engineers can choose from a wide range of rheology modifying admixtures, in some parts of the world, these are difficult to access, due to their complex processing. However, alternatives can be bio-based polymers such as polysaccharides from various sources. These are easily accessible all over the world, do not demand for complicated processing, and typically they are more sustainable than many established materials, which are crude oil-based. The paper presents the effects of acacia gum, cassava starch and the gum of triumfetta pendrata A. Rich on the rheological performance of cementitious systems. It is shown that acacia gum can be as efficient as polycarboxylate based superplasticisers, cassava starch can reduce the yield stress slightly with little effect on the plastic viscosity, and the gum of triumfetta pendrata A. Rich increases the thixotropy of cement pastes with plasticizing polymers significantly. T2 - International Conference on Sustainable Materials, Systems and Structures (SMSS 2019) CY - Rovinj, Croatia DA - 20.03.2019 KW - Polysaccharides KW - Rheology KW - Cement KW - Chemical admixtures KW - Bio-based concrete PY - 2019 AN - OPUS4-47675 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schlick-Hasper, Eva A1 - Goedecke, Thomas A1 - Ackermann, M. A1 - Senkel, U. T1 - Staubdichtheit von Säcken und FIBC für feste Gefahrgüter - Eine kritische Betrachtung der derzeitigen Regelsetzung und Transportpraxis N2 - In den internationalen Gefahrgutvorschriften ist vorgeschrieben, dass Säcke und flexible Großpackmittel (Flexible Intermediate Bulk Container – FIBC) staubdicht sein müssen. Eine quantitative Definition des Terminus Staubdichtheit, wie in anderen Technikgebieten üblich, ist jedoch nicht gegeben. Auch geeignete Prüfverfahren zum Nachweis der Staubdichtheit sind in den Vorschriften nicht genannt. In der Praxis der stichpunkartigen Kontrollen von Gefahrguttransporten durch die Schwerlastgruppe der Autobahnpolizei Münster werden immer wieder Austritte von pulverförmigen oder körnigen Gefahrgütern aus eigentlich intakten Säcken und FIBC detektiert. Es wird ein Überblick über die im Jahr 2018 festgestellten Gefahrgutaustritte aus diesen Gefahrgutverpackungen sowie eine systematische Einordnung hinsichtlich betroffener Bauarten und möglicher Ursachen gegeben. Bei der Stofffreisetzung aus intakten Gefahrgutverpackungen liegt ein mechanischer Transport von Partikeln durch Leckkanäle, z. B. im Verschluss-, Naht- oder Wandungsbereich, vor. Generell kommen zwei Freisetzungswege in Frage: Einerseits eine Langzeit-Freisetzung während des Transports, hervorgerufen durch eine kombinierte Wirkung von Stapellast des Füllguts und Transportvibrationen; andererseits eine stoßartige Freisetzung. Auf Grundlage von durchgeführten Untersuchungen hinsichtlich der stoßartigen Freisetzung pulverförmiger Stoffe aus Gefahrgutsäcken werden erste Lösungsansätze hin zu einer Verbesserung der Staubdichtheit von Gefahrgutsäcken und -FIBC vorgestellt. Es wird ein Ausblick auf nachfolgende Arbeiten gegeben. T2 - 48. Jahrestagung der GUS 2019 CY - Stutensee, Ortsteil Blankenloch, Germany DA - 27.03.2019 KW - Gefahrgutverpackungen KW - Staubdichtheit KW - Säcke KW - FIBC PY - 2019 SN - 978-3-9818507-3-4 SP - 157 EP - 170 AN - OPUS4-47691 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Artinov, Antoni A1 - Bachmann, Marcel A1 - Rethmeier, Michael T1 - Äquivalente Wärmequellenmodellierung beim Hochleistungslaserstrahlschweißen dicker Bleche N2 - Der vorgestellte Modellierungsprozess dient zur Abschätzung einer geeigneten äquivalenten Wärmequelle und Berechnung des thermischen Verhaltens beim Laserstrahlschweißen. Die Methode Kombiniert die Vorteile von gägngigen Simulationsverfahren und reduziert die berücksichtigte Anzahl an physikalischen Aspekten und Kalibrierungsparameter. Durch die modellierten physikalischen Phänomene konnten die Informationen über die Strömung im Schmelzbad und dessen Einfluss auf die resultierende lokale Temperaturverteilung und folglich auf das transiente Temperaturfeld gewonnen werden. Dadurch wurde die Simulatioszeit(inkl. Kalibrierungsaufwand) auf weniger als einen Tag Rechenzeit verringert. T2 - 38. Assistentenseminar Füge- und Schweißtechnik CY - Rabenau, Germany DA - 06.10.2017 KW - Äquivalente Wärmequelle KW - Bewegtes Gitter KW - Hochleistungslaserstrahlschweißen KW - Prozesssimulation KW - Knotenweise Zwangsbedingungen PY - 2019 SN - 978-3-96144-028-3 VL - 342 SP - 66 EP - 76 PB - DVS Media GmbH CY - Düsseldorf AN - OPUS4-47699 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Wang, Cui A1 - Resch-Genger, Ute A1 - Otto, S. A1 - Dorn, M. A1 - Heinze, K. T1 - Ratiometric luminescent TOP nanosensors for simultaneously measuring temperature, oxygen, and pH at a single excitation wavelength N2 - Two nanosensors for simultaneous optical measurements of temperature (“T”), oxygen (“O”), and pH (“P”) have been designed. These “TOP” nanosensors are based on 100 nm-sized silica-coated polystyrene nanoparticles (PS-NPs) doped with the near infrared emissive oxygen- and temperature-sensitive chromium(III) complex ([Cr(ddpd)2][BPh4]3 CrBPh4)[1][2] and an inert reference fluorescence dye (Nile Red NR or 5,10,15,20-tetrakis-(pentafluorophenyl) porphyrin TFPP) and are covalently labeled with the pH-sensitive fluorophore fluorescein isothiocyanate (FITC). These emitters can be excited at the same wavelength and reveal distinguishable emission spectra suitable for ratiometric intensity-based and time-resolved studies in the visible and near infrared spectral region. The core-shell nanostructure of these sensors reveals high colloidal stability in various aqueous media. Studies in PBS buffer solutions and in a model body liquid demonstrate the applicability of the TOP nanosensors for optically detecting the three bioanalytically and biologically relevant analytes temperature, oxygen and pH simultaneously at the same position. T2 - 2nd European Biosensor Symposium CY - Florenz, Italy DA - 18.02.2019 KW - Sensor KW - Nanoparticle KW - Nanosensor KW - Fluorescence KW - Oxygen KW - Temperature KW - pH KW - Ratiometric KW - Lifetime KW - NIR KW - Cr(III) complex KW - FITC KW - Dye KW - Environment KW - Medical diagnostics PY - 2019 AN - OPUS4-47700 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Wang, Cui A1 - Resch-Genger, Ute A1 - Otto, S. A1 - Dorn, M. A1 - Heinze, K. T1 - Luminescent TOP nanosensors for simultaneously measuring temperature, oxygen, and pH at a single excitation wavelength N2 - Two nanosensors for simultaneous optical measurements of temperature (“T”), oxygen (“O”), and pH (“P”) have been designed. These “TOP” nanosensors are based on 100 nm-sized silica-coated polystyrene nanoparticles (PS-NPs) doped with the near infrared emissive oxygen- and temperature-sensitive chromium(III) complex ([Cr(ddpd)2][BPh4]3 CrBPh4)[1][2] and an inert reference fluorescence dye (Nile Red NR or 5,10,15,20tetrakis-(pentafluorophenyl) porphyrin TFPP) and are covalently labeled with the pHsensitive fluorophore fluorescein isothiocyanate (FITC). These emitters can be excited at the same wavelength and reveal distinguishable emission spectra suitable for ratiometric intensity-based and time-resolved studies in the visible and near infrared spectral region. The core-shell nanostructure of these sensors reveals high colloidal stability in various aqueous media. Studies in PBS buffer solutions and in a model body liquid demonstrate the applicability of the TOP nanosensors for optically detecting the three bioanalytically and biologically relevant analytes temperature, oxygen and pH simultaneously at the same position. T2 - ANAKON 2019 CY - Münster, Germany DA - 25.03.2019 KW - Sensor KW - Nanoparticle KW - Nanosensor KW - Fluorescence KW - Oxygen KW - Temperature KW - pH KW - Ratiometric KW - Lifetime KW - NIR KW - Cr(III) complex KW - FITC KW - Dye KW - Environment KW - Medical diagnostics PY - 2019 AN - OPUS4-47698 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Völzke, Holger T1 - Stand bei den Behälterbauartprüfungen für das Endlager Konrad N2 - Die Verfügbarkeit von Behältern für die Entsorgung nicht Wärme entwickelnder radioaktiver Abfälle im Endlager Konrad stellt ein wesentliches Element des nationalen Entsorgungskonzeptes für diese Abfallart dar. Grundlage für die Verfügbarkeit geeigneter Behälter sind typspezifische Bauartprüfungen, auf deren Grundlage eine Eignungs-feststellung in Form eines Prüfzeugnisses durch die Bundesgesellschaft für Endlagerung mbH (BGE), vormals Bundesamt für Strahlenschutz (BfS), erfolgt. Die Prüfgrundlagen sind in den durch das BfS (heute BGE) veröffent-lichten „Anforderungen an endzulagernde radioaktive Abfälle“ (Endlagerungsbedingungen) sowie der zugehörigen „Produktkontrolle radioaktiver Abfälle, radiologische Aspekte“ (PK) verankert. Die Eignungsfeststellung für eine Be-hälterbauart ist gleichzeitig die Grundlage für eine Behälterserienfertigung entsprechend den im Prüfzeugnis veran-kerten Spezifikationen und Randbedingungen. Mit den Gesetzen zur Neuordnung der Organisationsstruktur im Bereich der Endlagerung (Mitte 2016) und zur Neuordnung der Verantwortung in der kerntechnischen Entsorgung (Mitte 2017) mit der Finanzierung des Kern-energieausstiegs wurden wesentliche Weichenstellungen im Hinblick auf den anstehenden Rückbau der bereits stillgelegten und in den kommenden Jahren noch stillzulegenden deutschen Kernkraftwerke vorgenommen. Bezüg-lich der nicht Wärme entwickelnden radioaktiven Abfälle führt dies zu einer spürbaren Intensivierung der Anstren-gungen zur Bereitstellung qualifizierter Gebinde für das Endlager Konrad, das nach aktueller Planung bis 2027 sei-nen Einlagerungsbetrieb aufnehmen soll. Dies wiederum führt zu einer erheblichen Verdichtung der Verfahren zur Behälterbauartprüfung, die allen Seiten (Antragsteller, BGE, Gutachter) erhebliche Anstrengungen abfordert. Die Bundesanstalt für Materialprüfung und –forschung (BAM) ist auf Grundlage des Kap. 7 der o. g. „Produktkon-trolle …“ (PK) von der BGE mit den Behälterbauartprüfungen für das Endlager Konrad beauftragt. Hierbei ist eine Vielzahl von Anforderungen zu berücksichtigen, wozu neben den Anforderungen an Abfallbehälter gemäß Kap. 5 der Endlagerungsbedingungen weitere Anforderungen an die Verpackung (Kap. 3.2.2 PK), Kenngrößen (Kap. 3.5.1 PK) und schließlich die eigentliche Prüfung von Behältern/Verpackungen zählt (Kap. 7 PK). Letzteres beinhaltet die umfassende Behälterbeschreibung und –spezifikation, die Behälterauslegung, die thermischen und mechanischen Baumusterprüfungen (z.B. Brand- und Fallprüfungen), und schließlich die qualitätssichernden Maßnahmen für Her-stellung und Betrieb der Behälter. Neben der klassischen Bauartprüfung neuer Behältertypen spielt auch die Prü-fung bereits hergestellter Behälter, sog. Altbehälter, eine wesentliche Rolle, da sich etliche tausend Gebinde bereits in der Zwischenlagerung befinden und nach Möglichkeit für das Endlager Konrad qualifiziert werden sollen. Dieser Beitrag berichtet aktuell über den Umfang und Stand der laufenden Bauartprüfungen bei der BAM unter Be-rücksichtigung der besonderen Herausforderungen und der zuletzt erzielten Fortschritte. Dabei erfordert die paral-lele Bearbeitung der zahlreichen Verfahren einen verstärkten Koordinierungsbedarf hinsichtlich vergleichbarer fach-licher Aspekte sowie hinsichtlich Priorisierung und Ressourceneinsatz. Bei den experimentellen Nachweisen (Fall- und Brandversuche) betrifft das hinsichtlich der Nutzung der Versuchseinrichtungen bei der BAM die Koordination mit anderen Prüfaufträgen, wie z. B. verkehrsrechtliche Baumusterprüfungen. Schließlich erfordern diverse Fach-fragen zur Interpretation der Anforderungen aus Endlagerungsbedingungen und Produktkontrolle intensive Abstim-mungsprozesse zwischen BAM, BGE und Antragstellern. Wichtige Ergebnisse mit übergeordneter Bedeutung wer-den in Form erläuternder Fachnotizen durch die BGE veröffentlicht und können so bei zukünftigen Antragsverfahren berücksichtigt werden. T2 - KONTEC 2019 CY - Dresden, Germany DA - 27.03.2019 KW - Endlager KW - Container KW - Bauartprüfung KW - Konrad PY - 2019 SP - Paper 017, 205 EP - 212 PB - Kontec GmbH CY - Hamburg AN - OPUS4-47667 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Vössing, Konrad A1 - Gaal, Mate A1 - Niederleithinger, Ernst T1 - Air-coupled ferroelectret ultrasonic transducers for nondestructive testing of wood in through transmission and reflection mode N2 - The necessity and demand for nondestructive testing of wood-based materials which can automatically scan huge areas of wood is increasing. Air-coupled ultrasound (ACU) is used to detect defects and damage without altering the structure permanently. Using through transmission it is possible to detect even small holes and missing adhesive. If only one side of an object is accessible the reflection mode is preferred at the expense of a reduced resolution and penetration depth. Novel ferroelectret transducers with a high signal-to-noise ratio (SNR) enable a high-precision structure recognition. The transducers made of cellular polypropylene (PP) are quite suitable for ACU testing due to their extremely low Young’s modulus and low density which result in a favorable acoustic impedance for the transmission of ultrasonic waves between the transducer and air. Thus, defects such as delamination, rot, and cracks can be detected. Promising results were obtained under laboratory conditions with frequencies from 90 kHz to 200 kHz. The advantage of these ACU transducers is that they do not require contact to the sample, are accurate, and cost effective. Ultrasonic quality assurance for Wood is an important attempt to increase the acceptance of wooden structures and towards sustainability in civil engineering in general. T2 - International Conference on Sustainable Materials, Systems and Structures CY - Rovinj, Croatia DA - 20.03.2019 KW - Air-coupled ultrasound KW - Cellular polypropylene KW - Wood KW - Nondestructive Testing KW - Defect detection PY - 2019 SP - 28 EP - 33 AN - OPUS4-47682 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hafiz, A. A1 - Schumacher, T. A1 - Dusicka, P. A1 - Niederleithinger, Ernst T1 - Post-earthquake damage evaluation of concrete strucutres using ultrasonic monitoring: A proof-of concept laboratory study N2 - In earthquake-prone regions such as the Pacific Northwest, damage assessment tools are needed to enable safety evaluations to support recovery. Currently, damage assessment is performed primarily by visual inspection and is often impossible for structural members that are inaccessible, such as deep foundations or interior members hidden by cladding. This study explores the possibility of using embedded ultrasonic transducers to monitor reinforced concrete members for damage progression under earthquake loading. A novel methodology is proposed where changes in the member condition due to an increase in the earthquake-type loading of a full-scale column-foundation specimen are correlated with changes in the recorded ultrasonic waveforms. The discussed preliminary analysis of the ultrasonic signals is based on wave propagation velocity, changes in the coda wave portion, and maximum amplitude of the signals. Three embedded transducers were used to continuously monitor the laboratory specimen during destructive testing. This paper provides an overview of the proposed methodology, outlines the laboratory experiment, and discusses some preliminary observations. T2 - International Conference on Sustainable Materials, Systems and Structures (SMSS 2019) CY - Rovinj, Croatia DA - 20.3.2019 KW - Concrete KW - Ultrasound KW - Monitoring KW - Earthquake PY - 2019 AN - OPUS4-47678 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Niederleithinger, Ernst ED - Gabrijel, Ivan ED - Grosse, Christian ED - Skazlić, Marijan T1 - Ultrasonic monitoring of structural concrete elements N2 - Ultrasonic transmission measurements are used to monitor concrete elements mostly on a laboratory scale since decades. Recently, coda wave interferometry, a technique adapted from seismology, has been introduced to civil engineering experiments. It can be used to reveal subtle changes in concrete samples and even large construction elements without having a transducer directly at the location where the change is taking place. The methodology works best with embedded transducers to avoid coupling issues or excessive environmental influence. These transducers can be used for newly built and existing structures. Recently, large concrete beams have been equipped with a network of transducers and loaded until failure. Using code wave interferometry, it was possible to visualize stress fields and damaged areas. This paper gives an overview of the state of the art, recent results achieved at BAM and a task list for further results and development. T2 - International Conference on Sustainable Materials, Systems and Structures (SMSS 2019) CY - Rovinj, Croatia DA - 20.3.2019 KW - Concrete KW - Ultrasound KW - Monitoring KW - coda wave interferometry PY - 2019 SN - 978-2-35158-227-5 SP - 1 EP - 11 PB - RILEM Publications S.A.R.L. CY - Paris, France AN - OPUS4-47677 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Vössing, Konrad A1 - Gaal, Mate A1 - Niederleithinger, Ernst T1 - Air-coupled ferroelectret ultrasonic transducers for nondestructive testing of wood in through transmission and reflection mode N2 - The necessity and demand for nondestructive testing of wood-based materials which can automatically scan huge areas of wood is increasing. Air-coupled ultrasound (ACU) is used to detect defects and damage without altering the structure permanently. Using through transmission it is possible to detect even small holes and missing adhesive. If only one side of an object is accessible the reflection mode is preferred at the expense of a reduced resolution and penetration depth. Novel ferroelectret transducers with a high signal-to-noise ratio (SNR) enable a high-precision structure recognition. The transducers made of cellular polypropylene (PP) are quite suitable for ACU testing due to their extremely low Young’s modulus and low density which result in a favorable acoustic impedance for the transmission of ultrasonic waves between the transducer and air. Thus, defects such as delamination, rot, and cracks can be detected. Promising results were obtained under laboratory conditions with frequencies from 90 kHz to 200 kHz. The advantage of these ACU transducers is that they do not require contact to the sample, are accurate, and cost effective. Ultrasonic quality assurance for wood is an important attempt to increase the acceptance of wooden structures and towards sustainability in civil engineering in general. T2 - International Conference on Sustainable Materials, Systems and Structures CY - Rovinj, Croatia DA - 20.03.2019 KW - Air-coupled ultrasound KW - Cellular polypropylene KW - Wood KW - Nondestructive Testing KW - Defect detection PY - 2019 AN - OPUS4-47683 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ritzer, Tobias A1 - Klewe, Tim A1 - Strangfeld, Christoph A1 - Kruschwitz, Sabine T1 - Radarwellen und Neutronenstrahlung - Die Lösung für den Großschaden? Ergebnisse aus dem Forschungsprojekt zur Feuchtebestimmung von schwimmenden Bodenaufbauten N2 - Die Idee des Dissertationsprojekts ist der parallele Einsatz des Radarverfahrens und der Neutronensonde zur Lokalisierung von Feuchteschäden in Fußbodenaufbauten. Hierbei soll die integrale Messweise der Neutronensonde durch die vertikale Information des Radarsignals ergänzt werden, um zukünftig auf zerstörende Sondierungsbohrungen verzichten zu können. Primäres Ziel ist eine automatisierte und zerstörungsfreie Klassifizierung und Quantifizierung verschiedener Schadensfälle im Fußboden, welche zur Abschätzung und Auswahl des Sanierungsaufwands dienen soll. In systematischen Laborstudien an modular aufgebauten Referenzprobekörpern werden die Nachweisgrenzen der beiden Verfahren für unterschiedliche, häufig anzutreffende Fußbodenaufbauten untersucht. Hierfür wurde ein Satz verschiedenster Estrichprobekörper gefertigt und deren Hydratisierungsprozess gravimetrisch und mit den benannten Feuchtemessverfahren beobachtet. In der laufenden Auswertung konnten bereits signifikante Signalmerkmale der Radarmessungen extrahiert, sowie dessen Korrelation zum Feuchteverlauf der Proben gezeigt werden. Der modulare Aufbau der Fußbodenschichten zur Simulation von gängigen Feuchteschäden folgt im Anschluss. Über Datenfusion und Signalverarbeitung sollen so innovative Auswertungsansätze entwickelt und deren Validität an realen Schadensfällen geprüft werden. T2 - Messekongress Schadenmanagement und Assistance CY - Leipzig, Germany DA - 26.03.2019 KW - Radar KW - Neutronensonde KW - Feuchte KW - Schichtaufbau PY - 2019 AN - OPUS4-47684 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baensch, Franziska A1 - Baer, Wolfram A1 - Wossidlo, Peter A1 - Habib, Abdel Karim T1 - Frequenzanalyse von Schallemission an einem Stahlrohr unter Biegebeanspruchung N2 - Um ein tieferes Verständnis über die Schallemission bei der Entstehung und Ausbreitung von Rissen in Stahlrohrleitungen zu erlangen, wurde ein Stahlrohr der Güte S355J2H im Vierpunkt-Biegeversuch quasistatisch bis hin zum Wanddurchbruch (Leckage) belastet und mittels Schallemissionsmessung und Gleichstrompotentialmessung überwacht. Das Rohrsegment wurde durch einen 90°- Außenumfangskerb in der Mitte der Rohrlänge definiert vorgeschädigt, um davon ausgehend ein stabiles Risswachstum zu induzieren und die Analyse von Schallemission aus Rissereignissen, die am Kerb eintraten, sicherzustellen. Für die Schallemissionsmessung wurden vier Breitbandsensoren max. 105 mm vom Kerb entfernt montiert. Die Signalaufzeichnung erfolgte kontinuierlich und schwellwertunabhängig. Für die Gleichstrompotentialmessung wurde ein Gleichstrom von 300 A eingeleitet und der Potentialabfall über dem Kerb mit fünf Sonden entlang des Kerbs gemessen. Beide Messverfahren identifizieren die Rissinitiierung sowie Veränderungen im Risswachstum. Die detektierten Schallemissionsereignisse werden, unter Berücksichtigung spektraler Eigenschaften, mit fortschreitender Belastung und Rissentwicklung analysiert. Diese Studien wurden im Rahmen des interdisziplinären Forschungsprojekts AGIFAMOR, Aging infrastructure - Faseroptisches Monitoring von Rohrleitungen, an der BAM durchgeführt. T2 - 22. Kolloquium Schallemission und 3. Anwenderseminar Zustandsüberwachung mit geführten Wellen CY - Karlsruhe, Germany DA - 27.03.2019 KW - Schallemission KW - Frequenzanalyse KW - Rissbildung in Stahl PY - 2019 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-476888 SN - 978-3-947971-00-8 VL - 169 SP - 1 EP - 8 PB - Deutsche Gesellschaft für zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) CY - Berlin AN - OPUS4-47688 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lugovtsova, Yevgeniya A1 - Bulling, Jannis A1 - Prager, Jens T1 - Analyse der Ausbreitung geführter Wellen in einem Mehrschichtverbund zur Zustandsüberwachung von Composite-Druckbehältern N2 - Composite-Druckbehälter werden für Speicherung und Transport von Gasen unter hohem Druck verwendet. Durch die gewichtssparende Struktur, die aus einem dünnwandigem Metallgefäß und Faserverbundwerkstoff-Ummantelung besteht, sind solche Behälter insbesondere für die Luftfahrt- und Automobilindustrie interessant, z.B. als Wasserstoffspeicher. Die Druckprüfung ist ein konventioneller Test, um die Integrität von Metalldruckbehältern zu bewerten. Im Falle des Composite-Druckbehälters könnte eine solche Prüfung jedoch den Faserverbundwerkstoff überbeanspruchen und somit die verbleibende Lebensdauer der getesteten Komponente verringern. Infolgedessen ist es notwendig, Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung und möglicherweise zur Zustandsüberwachung von Composite-Druckbehältern zu entwickeln. Unser Ansatz verwendet geführte Ultraschallwellen und hat das Potenzial, kritische Schäden wie Risse im Metall und Faserbrüche und Matrixrisse in Faserverbundwerkstoff zu detektieren. In diesem Beitrag wurde die Scaled Boundary Finite Elemente Methode benutzt, um die multimodale, geführte Wellenausbreitung in einem Mehrschichtverbund, der aus Metall und Kohlenfaserverbund entsteht, zu analysieren. Das Verfahren ermöglicht die Identifizierung geeigneter Wellenmoden und die Analyse ihrer Interaktion mit verschiedenen Schäden. Diese Kenntnisse sollen für die Entwicklung von Verfahren zur Zustandsüberwachung von Composite-Druckbehältern angewendet werden. T2 - 22. Kolloquium Schallemission und 3. Anwenderseminar Zustandsüberwachung mit geführten Wellen CY - Karlsruhe, Germany DA - 27.03.2019 KW - Wasserstoffspeicher KW - Automobilindustrie KW - SBFEM KW - Faserverbundwerkstoff KW - Ultraschallwellen PY - 2019 AN - OPUS4-47689 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - de Oliveira Guilherme Buzanich, Ana A1 - Emmerling, Franziska T1 - Structure analytics with Hard X-rays at the BAMline and µSpot beamlines N2 - An overview of the research areas at the structure analysis division is given. Specifically the in situ characterization of dynamic processes with hard X-ray diffraction and absorption spectroscopy at the BAMline and µSpot beamlines (BESSY-II). T2 - BAM-IFW Workshop CY - Dresden, Germany DA - 28.03.2019 KW - Structure analysis KW - X-ray Spectroscopy KW - Synchrotron KW - Beamline KW - Material characterization PY - 2019 AN - OPUS4-47695 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Wolff, Dietmar A1 - Bevilacqua, A. A1 - Carlsen, B. A1 - Chiguer, M. A1 - González-Espartero, A. A1 - Grahn, P. A1 - Saegusa, T. A1 - Sampson, M. A1 - Seelev, I. A1 - Wasinger, K. A1 - Waters, M. ED - González-Espartero (IAEA), A. T1 - Storing spent fuel until transport to reprocessing or disposal N2 - Spent fuel storage periods well beyond those originally foreseen are a reality. This publication offers several ideas and approaches that may be considered to address the increasingly longer storage times. The aim is to raise awareness, encourage dialogue and provide ideas on how to manage spent fuel. Key messages include the following: - Delays in reprocessing or disposal could result in spent fuel being stored for 100 years or longer. Safe, secure and effective storage of spent fuel manages fuel degradation while preserving future fuel cycle options. - Ageing management programmes apply engineering, operations and maintenance actions to ensure safety is maintained during storage, future handling and transport. - Site selection and facility and equipment design can significantly reduce the risks and costs of spent fuel storage over longer periods. - Spent fuel storage configurations can be selected to accommodate uncertain storage periods, to facilitate ageing management and to provide flexibility needed to accommodate the uncertainty of future end points, such as reprocessing or disposal. - By considering multiple licence renewals, regulatory frameworks can be designed to ensure safe storage until an acceptable end point is achieved. - Safety can be assured by maintaining shielding, containment, decay heat removal and criticality control. Navigating the complexity of societal beliefs and values, as well as political systems, has proven to be a greater challenge for the management of spent fuel than maintaining its safety and security or addressing the technical and economic aspects. - Sustainable spent fuel management requires policies and strategies to provide a clear, consistent and stable direction because they drive the need for spent fuel storage as well as the available options and timing for achieving an acceptable end point. Unless States address spent fuel reprocessing and disposal on a sufficient scale to accommodate their spent fuel discharges, then storage for longer and longer periods becomes the de facto end point — which is not considered to be consistent with the responsibility to protect human health and the environment. An effective, periodic licence renewal process can ensure effective ageing management and strong institutional control. Hence, spent fuel can be safely and securely stored for as long as it may be necessary until transport for reprocessing or disposal. However, the risks and costs of storing the growing inventory of spent fuel will continue to increase; and in the absence of an end point, it will eventually become a significant societal burden. KW - Storing spent fuel KW - Extended storing KW - Unknown storage duration PY - 2019 UR - https://www-pub.iaea.org/MTCD/publications/PDF/P1846_web.pdf SN - 978-92-0-100719-3 SN - 1995-7807 SP - 1 EP - 54 PB - IAEA Publishing Section CY - Wien, Austria AN - OPUS4-47693 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Niederleithinger, Ernst T1 - Ultrasonic monitoring of structural concrete elements N2 - Ultrasonic transmission measurements are used to monitor concrete elements mostly on a laboratory scale since decades. Recently, coda wave interferometry, a technique adapted from seismology, has been introduced to civil engineering experiments. It can be used to reveal subtle changes in concrete samples and even large construction elements without having a transducer directly at the location where the change is taking place. The methodology works best with embedded transducers to avoid coupling issues or excessive environmental influence. These transducers can be used for newly built and existing structures. Recently, large concrete beams have been equipped with a network of transducers and loaded until failure. Using code wave interferometry, it was possible to visualize stress fields and damaged areas. This paper gives an overview of the state of the art, recent results achieved at BAM and a task list for further results and development. T2 - International Conference on Sustainable Materials, Systems and Structures (SMSS 2019) CY - Rovinj, Croatia DA - 20.03.2019 KW - Concrete KW - Ultrasound KW - Monitoring KW - coda wave interferometry PY - 2019 AN - OPUS4-47676 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kotthoff, Lisa A1 - Schwerdtle, T. A1 - Koch, Matthias T1 - Investigation of the veterinary drug monensin: Simulation and identification of transformation products N2 - The knowledge of transformation pathways and identification of transformation products (TPs) of veterinary drugs is important for health, food and environmental matters. Monensin (MON) is an ionophore antibiotic widely used to cure and prevent coccidiosis by chicken especially in broiler farming. Residues are not only found in food products (chicken and eggs) but also in the environment (manure, soil or water). Several transformation processes can alter the parent compound MON, ranging from biotransformation in living organism to biotic/abiotic and microbial processes in environmental matters. The main objective of this work was to investigate the potential of electrochemistry (EC) to simulate oxidative transformation processes and to predict TPs of MON. An electrochemical reactor was used consisting of a flow-through cell with a glassy carbon working electrode. Derived TPs were analyzed by online coupling of EC and high-resolution mass spectrometry (HRMS) and LC-HRMS offline measurements. Among the generated TPs already known as well as unknown TPs of MON could be found. Additionally, MON was subjected also to other transformation methods such as Fenton reaction, photochemical and hydrolysis experiments as well as metabolism tests with microsomes. As a result, different targeted and suspected TPs could be identified by analysis with LC-HRMS. An overview of detected/identified TPs from this study will be presented in comparison to literature known metabolites and TPs. T2 - ANAKON 2019 CY - Münster, Germany DA - 25.03.2019 KW - Transformation Products KW - Electrochemistry KW - High-resolution MS PY - 2019 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-476813 AN - OPUS4-47681 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Völzke, Holger T1 - Stand bei den Behälterbauartprüfungen für das Endlager Konrad N2 - Die Verfügbarkeit von Behältern für die Entsorgung nicht Wärme entwickelnder radioaktiver Abfälle im Endlager Konrad stellt ein wesentliches Element des nationalen Entsorgungskonzeptes für diese Abfallart dar. Grundlage für die Verfügbarkeit geeigneter Behälter sind typspezifische Bauartprüfungen, auf deren Grundlage eine Eignungs-feststellung in Form eines Prüfzeugnisses durch die Bundesgesellschaft für Endlagerung mbH (BGE), vormals Bundesamt für Strahlenschutz (BfS), erfolgt. Die Prüfgrundlagen sind in den durch das BfS (heute BGE) veröffent-lichten „Anforderungen an endzulagernde radioaktive Abfälle“ (Endlagerungsbedingungen) sowie der zugehörigen „Produktkontrolle radioaktiver Abfälle, radiologische Aspekte“ (PK) verankert. Die Eignungsfeststellung für eine Behälterbauart ist gleichzeitig die Grundlage für eine Behälterserienfertigung entsprechend den im Prüfzeugnis verankerten Spezifikationen und Randbedingungen. Mit den Gesetzen zur Neuordnung der Organisationsstruktur im Bereich der Endlagerung (Mitte 2016) und zur Neuordnung der Verantwortung in der kerntechnischen Entsorgung (Mitte 2017) mit der Finanzierung des Kern-energieausstiegs wurden wesentliche Weichenstellungen im Hinblick auf den anstehenden Rückbau der bereits stillgelegten und in den kommenden Jahren noch stillzulegenden deutschen Kernkraftwerke vorgenommen. Bezüg-lich der nicht Wärme entwickelnden radioaktiven Abfälle führt dies zu einer spürbaren Intensivierung der Anstren-gungen zur Bereitstellung qualifizierter Gebinde für das Endlager Konrad, das nach aktueller Planung bis 2027 sei-nen Einlagerungsbetrieb aufnehmen soll. Dies wiederum führt zu einer erheblichen Verdichtung der Verfahren zur Behälterbauartprüfung, die allen Seiten (Antragsteller, BGE, Gutachter) erhebliche Anstrengungen abfordert. Die Bundesanstalt für Materialprüfung und –forschung (BAM) ist auf Grundlage des Kap. 7 der o. g. „Produktkon-trolle …“ (PK) von der BGE mit den Behälterbauartprüfungen für das Endlager Konrad beauftragt. Hierbei ist eine Vielzahl von Anforderungen zu berücksichtigen, wozu neben den Anforderungen an Abfallbehälter gemäß Kap. 5 der Endlagerungsbedingungen weitere Anforderungen an die Verpackung (Kap. 3.2.2 PK), Kenngrößen (Kap. 3.5.1 PK) und schließlich die eigentliche Prüfung von Behältern/Verpackungen zählt (Kap. 7 PK). Letzteres beinhaltet die umfassende Behälterbeschreibung und –spezifikation, die Behälterauslegung, die thermischen und mechanischen Baumusterprüfungen (z.B. Brand- und Fallprüfungen), und schließlich die qualitätssichernden Maßnahmen für Her-stellung und Betrieb der Behälter. Neben der klassischen Bauartprüfung neuer Behältertypen spielt auch die Prü-fung bereits hergestellter Behälter, sog. Altbehälter, eine wesentliche Rolle, da sich etliche tausend Gebinde be-reits in der Zwischenlagerung befinden und nach Möglichkeit für das Endlager Konrad qualifiziert werden sollen. Dieser Beitrag berichtet aktuell über den Umfang und Stand der laufenden Bauartprüfungen bei der BAM unter Be-rücksichtigung der besonderen Herausforderungen und der zuletzt erzielten Fortschritte. Dabei erfordert die paral-lele Bearbeitung der zahlreichen Verfahren einen verstärkten Koordinierungsbedarf hinsichtlich vergleichbarer fach-licher Aspekte sowie hinsichtlich Priorisierung und Ressourceneinsatz. Bei den experimentellen Nachweisen (Fall- und Brandversuche) betrifft das hinsichtlich der Nutzung der Versuchseinrichtungen bei der BAM die Koordination mit anderen Prüfaufträgen, wie z. B. verkehrsrechtliche Baumusterprüfungen. Schließlich erfordern diverse Fach-fragen zur Interpretation der Anforderungen aus Endlagerungsbedingungen und Produktkontrolle intensive Abstim-mungsprozesse zwischen BAM, BGE und Antragstellern. Wichtige Ergebnisse mit übergeordneter Bedeutung wer-den in Form erläuternder Fachnotizen durch die BGE veröffentlicht und können so bei zukünftigen Antragsverfahren berücksichtigt werden. T2 - KONTEC 2019 CY - Dresden, Germany DA - 27.03.2019 KW - Endlager KW - Container KW - Bauartprüfung KW - Konrad PY - 2019 AN - OPUS4-47668 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schlick-Hasper, Eva A1 - Goedecke, Thomas A1 - Ackermann, M. A1 - Senkel, U. T1 - Staubdichtheit von Säcken und FIBC für feste Gefahrgüter - Eine kritische Betrachtung der derzeitigen Regelsetzung und Transportpraxis N2 - In den internationalen Gefahrgutvorschriften ist vorgeschrieben, dass Säcke und flexible Großpackmittel (Flexible Intermediate Bulk Container – FIBC) staubdicht sein müssen. Eine quantitative Definition des Terminus Staubdichtheit, wie in anderen Technikgebieten üblich, ist jedoch nicht gegeben. Auch geeignete Prüfverfahren zum Nachweis der Staubdichtheit sind in den Vorschriften nicht genannt. In der Praxis der stichpunkartigen Kontrollen von Gefahrguttransporten durch die Schwerlastgruppe der Autobahnpolizei Münster werden immer wieder Austritte von pulverförmigen oder körnigen Gefahrgütern aus eigentlich intakten Säcken und FIBC detektiert. Es wird ein Überblick über die im Jahr 2018 festgestellten Gefahrgutaustritte aus diesen Gefahrgutverpackungen sowie eine systematische Einordnung hinsichtlich betroffener Bauarten und möglicher Ursachen gegeben. Bei der Stofffreisetzung aus intakten Gefahrgutverpackungen liegt ein mechanischer Transport von Partikeln durch Leckkanäle, z. B. im Verschluss-, Naht- oder Wandungsbereich, vor. Generell kommen zwei Freisetzungswege in Frage: Einerseits eine Langzeit-Freisetzung während des Transports, hervorgerufen durch eine kombinierte Wirkung von Stapellast des Füllguts und Transportvibrationen; andererseits eine stoßartige Freisetzung. Auf Grundlage von durchgeführten Untersuchungen hinsichtlich der stoßartigen Freisetzung pulverförmiger Stoffe aus Gefahrgutsäcken werden erste Lösungsansätze hin zu einer Verbesserung der Staubdichtheit von Gefahrgutsäcken und -FIBC vorgestellt. Es wird ein Ausblick auf nachfolgende Arbeiten gegeben. T2 - 48. Jahrestagung der GUS 2019 CY - Stutensee, Ortsteil Blankenloch, Germany DA - 27.03.2019 KW - Gefahrgutverpackungen KW - Staubdichtheit KW - Säcke KW - FIBC PY - 2019 AN - OPUS4-47692 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baensch, Franziska A1 - Baer, Wolfram A1 - Wossidlo, Peter A1 - Habib, Abdel Karim T1 - Frequenzanalyse von Schallemission an einem Stahlrohr unter Biegebeanspruchung N2 - Um ein tieferes Verständnis über die Schallemission bei der Entstehung und Ausbreitung von Rissen in Stahlrohrleitungen zu erlangen, wurde ein Stahlrohr der Güte S355J2H im Vierpunkt-Biegeversuch quasistatisch bis hin zum Wanddurchbruch (Leckage) belastet und mittels Schallemissionsmessung und Gleichstrompotentialmessung überwacht. Das Rohrsegment wurde durch einen 90°- Außenumfangskerb in der Mitte der Rohrlänge definiert vorgeschädigt, um davon ausgehend ein stabiles Risswachstum zu induzieren und die Analyse von Schallemission aus Rissereignissen, die am Kerb eintraten, sicherzustellen. Für die Schallemissionsmessung wurden vier Breitbandsensoren max. 105 mm vom Kerb entfernt montiert. Die Signalaufzeichnung erfolgte kontinuierlich und schwellwertunabhängig. Für die Gleichstrompotentialmessung wurde ein Gleichstrom von 300 A eingeleitet und der Potentialabfall über dem Kerb mit fünf Sonden entlang des Kerbs gemessen. Beide Messverfahren identifizieren die Rissinitiierung sowie Veränderungen im Risswachstum. Die detektierten Schallemissionsereignisse werden, unter Berücksichtigung spektraler Eigenschaften, mit fortschreitender Belastung und Rissentwicklung analysiert. Diese Studien wurden im Rahmen des interdisziplinären Forschungsprojekts AGIFAMOR, Aging infrastructure - Faseroptisches Monitoring von Rohrleitungen, an der BAM durchgeführt. T2 - 22. Kolloquium Schallemission und 3. Anwenderseminar Zustandsüberwachung mit geführten Wellen CY - Karlsruhe, Germany DA - 27.03.2019 KW - Schallemission KW - Frequenzanalyse KW - Rissbildung in Stahl PY - 2019 AN - OPUS4-47690 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beck, Uwe A1 - Griepentrog, Michael A1 - Hertwig, Andreas A1 - Hielscher, Stefan A1 - Weise, Matthias T1 - Auf dem Weg zu Industrie 4.0: Bestimmung von Messunsicherheitsbudgets in der Oberflächentechnik N2 - Vorgestellt wurde die Bestimmung von Messunsicherheitsbudgets für sehr unterschiedliche physikalische Größen, die in der Oberflächentechnik von hoher Relevanz sind: Stufenhöhe h, Schichtdicke d, Eindringhärte HIT und Haftfestigkeit. Die Unterschiede betreffen die Art der Prüfmethodik (optisch zerstörungsfrei vs. mechanisch invasiv/zerstörend), die laterale Größe des Integrationsgebietes der Messung (lokal: nano bis sub-mikro vs. global: mikro bis makro) und die Art der Bestimmung von Messunsicherheitsbudgets (physikalische Größen: direkt rückführbar; Werkstoffkenngröße: genormt; Systemkenngröße: genormt). Im Rahmen von Industrie 4.0 werden ausgehend der geforderten Spezifikation des beschichteten Produkts (Mittelwert mit Vertrauensbereich oder Mindestwert) durchgehende Toleranzbänder zur Oberflächenmodifizierung/Beschichtung des Substrats, einhergehend mit Prozessfenstern, die diese Toleranzbänder garantieren, erforderlich, die zuverlässig erfasst werden müssen. Die Frage der anzuwendenden Mess- und Prüftechnik und die damit notwendige Betrachtung von Messunsicherheitsbudgets ist für die Digitalisierung von Konditionierungs-, Zustands-, Regel- und Steuergrößen unverzichtbar. Mit Blick auf die Einhaltung von Prozessfenstern und die dafür notwendige Prozessführung wird technologisches Kern-Know-how digitalisiert, das es unbedingt zu schützen gilt. Nur lokale Netze können diese Sicherheit garantieren, in globalen Netzen ist die Datensicherheit bestenfalls maximierbar T2 - 14. ThGOT Thementage Grenz- und Oberflächentechnik und 6. Kolloquium Dünne Schichten in der Optik CY - Zeulenroda, Germany DA - 12.03.2019 KW - Oberflächentechnik KW - Messunsicherheit KW - Messtechnik KW - Prüftechnik KW - Haftfestigkeit PY - 2019 SN - 978-3-00-058187-8 VL - 2019 SP - 1 EP - 10 AN - OPUS4-47670 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Stroh, Julia A1 - Emmerling, Franziska T1 - In situ full phase analysis of the early cement hydration N2 - Fresh cement paste is a suspension consisting of a hydraulic binder (cement), water, and numerous minor components – admixtures. Addition of admixtures aims at specific modification of properties of the fresh cement paste or hardened cementitious building material. Specific admixtures, so-called superplasticizers (SP), are used to improve the flowability of the fresh cement paste with reduced water content. The latter is the starting material for the high-strength concrete. Thus, SPs are essential for the ambitious construction projects. However, uncontrollable retardation of the setting time in presence of SPs is occasionally observed. Obviously, SPs influence early products of the cement hydration leading to changes in the microstructure development. The hardening is thus delayed, and the quality of the resulting building material suffers. The mechanisms of the admixture action during the hydration process are still intensively investigated [1-7]. A detailed understanding of the admixture effects during the early hydration stage is the key to control and individual adjustment of the cement-based construction materials. We use the unique combination of the wall-free sample holder and the time-resolved X-ray scattering analysis to achieve the full information about the hydrate phases formed under the influence of admixtures. We use ultrasonic levitator to start the cement hydration in levitated cement pellets [8, 9]. The sample levitation allows collection of the unimpaired information about cement hydrate phases. The most beneficial is the avoiding of the contributions of the sample holder material to the data signal. We induce the cement hydration by adding water to unhydrated Portland cement during the data acquisition. The full phase composition of the hydrating cementitious system can be gathered in situ using wide angle X-ray scattering (WAXS). During the hydration of cement both crystalline and amorphous hydrate phases are formed. WAXS data contain the information about crystalline phases behind the Bragg reflections, whereas the amorphous hydrates influence the appearance of the background. Application of the data analysis specific for crystalline or amorphous phases is needed. The data quantification by the Rietveld method allows to conclude about the changes of the phase amounts due to the presence of admixture. The calculation of the pair distribution functions allows analysis of the amorphous hydrates. Based on this information, the SP effects and the extent of their involvement into the ongoing reactions can be concluded. A detailed understanding of the complex cement hydration process is envisioned. T2 - Anakon 2019 CY - Münster, Germany DA - 25.03.2019 KW - Cement KW - Admixtures KW - Pair Distribution Functions KW - X-ray diffraction KW - Total scattering analysis PY - 2019 AN - OPUS4-47664 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lisec, Jan T1 - Mass-Spectrometry to conduct metabolomics experiments N2 - The presentation gives an overview in MS-Technology, the process of metabolomics experiments and the use in Fluxomics studies as a particular example. T2 - Seminar CY - Max Delbrück Center for Molecular Medicine, Germany DA - 21.03.2019 KW - Mass-Spectrometry KW - Fluxomics PY - 2019 AN - OPUS4-47663 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Meyer, Klas A1 - Peters, Claudia A1 - Maiwald, Michael T1 - Interlaboratory comparison of low-field NMR spectrometers – Purities at 200 and 10 mmol/L - Preliminary results N2 - Due to its advantages of being a direct comparison method, quantitative NMR spectroscopy (qNMR) becomes more and more popular in industry. While conventional high-field NMR systems are often associated with high investment and operational costs, the upcoming market of permanent-magnet based benchtop NMR systems show a considerable option for a lot of applications. The mobility of these systems allows to bring them more closely to the real production environment, e.g. for at-line quality control. In this work we present an interlaboratory comparison study investigating the qNMR performance of state-of-the-art benchtop NMR spectrometers. Therefore, BAM prepared two samples of a mixture of NMR reference standards tetramethylbenzene (TMB) and tetrachloronitrobenzene (TCNB) at concentration levels of 200 mM and 10 mM. These “ready-to-use” samples were sent to participant laboratories, which performed analysis on their benchtop NMR equipment of different vendors and fields from 43 to 80 MHz. Raw data was reported back and further investigated by using different data analysis methods at BAM. After this very first qNMR comparison study of benchtop NMR spectrometers show promising results, following studies are planned to cover more parts of the qNMR process, e.g. sample preparation and weighing, but also data analysis, as commonly done in similar studies for high-field NMR spectroscopy in industry and metrology. T2 - ANAKON 2019 CY - Münster, Germany DA - 25.03.2019 KW - qNMR KW - Benchtop NMR KW - Interlaboratory Comparison PY - 2019 AN - OPUS4-47662 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Meyer, Klas A1 - Kern, Simon A1 - Guhl, Svetlana A1 - Wander, Lukas A1 - Bornemann-Pfeiffer, Martin A1 - Gräßer, Patrick A1 - Peters, Claudia A1 - Maiwald, Michael T1 - Quantitative NMR-Spektroskopie – Eine unverzichtbare Methode für die Analytische Chemie N2 - Die NMR-Spektroskopie stellt heutzutage eine der wichtigsten Analysenmethoden in der organischen Chemie dar. Während der Großteil aller Untersuchungen qualitativ mit dem Ziel der Stoffidentifikation und Strukturaufklärung erfolgt, erlangt die quantitative NMR-Spektroskopie (qNMR) zunehmend an Bedeutung in Forschung und Industrie. Der entscheidende Vorteil gegenüber anderen Analysenmethoden liegt in der direkten Proportionalität der Signalfläche zur Anzahl Kernspins im Messvolumen. Dies erlaubt eine kalibrationsfreie Relativquantifizierung. Zur Absolutquantifizierung reicht die Zugabe einer definierten Menge eines vom Analyten unabhängigen NMR-Standards aus. Trotz dieser Vorteile findet sich die qNMR bislang nur vereinzelt in Normen und Standardverfahren wieder. Zahlreiche Ringversuche in Metrologie und Industrie demonstrieren die Leistungsfähigkeit moderner NMR-Spektrometer und stärken das Vertrauen in die Methode. Die Entwicklung von Validierungskonzepten, sowie die kommerzielle Verfügbarkeit geeigneter zertifizierter Referenzmaterialien erleichtern die Anwendung, insbesondere im zumeist stark regulierten industriellen Umfeld. Neben etablierten Hochfeld-NMR Spektrometern hat sich in den letzten Jahren ein stark wachsender Markt für kompakte Benchtop-NMR Geräte auf Permanentmagnetbasis entwickelt. Die geringeren Anschaffungs- und Betriebskosten, sowie die einfache Bedienbarkeit erlaubt es auch kleineren Unternehmen in diese Analysenmethode einzusteigen. Weiterhin besteht die Möglichkeit diese mobilen Systeme näher an die Produktion zu bringen, welches von der klassischen Qualitätskontrolle bis hin zur Online-Prozesskontrolle als vollautomatisierter Analysator reicht. Die geringere Feldstärke der Systeme erfordert hier oft den Einsatz modellbasierter Ansätze zur Spektrenauswertung (z.B. Indirect Hard Modeling). Dieser Beitrag gibt eine Übersicht über aktuelle Anwendungen und Entwicklungen der qNMR von der universellen, hochgenauen Labormethode bis hin zur robusten Anwendung als Online-Analysator im Feld. T2 - ANAKON 2019 CY - Münster, Germany DA - 25.03.2019 KW - qNMR KW - NMR Spektroskopie KW - Messunsicherheit PY - 2019 N1 - Geburtsname von Bornemann-Pfeiffer, Martin: Bornemann, M. - Birth name of Bornemann-Pfeiffer, Martin: Bornemann, M. AN - OPUS4-47661 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kulow, Anicó A1 - Witte, S. A1 - Beyer, S. A1 - Streli, C. A1 - Radtke, Martin A1 - Reinholz, Uwe A1 - Riesemeier, Heinrich A1 - de Oliveira Guilherme Buzanich, Ana T1 - Time- and lateral-resolved X-ray absorption fine structure spectroscopy N2 - X-ray absorption fine structure (XAFS) spectroscopy is a powerful and widely used tool for material characterization. It is non-destructive, element-sensitive and requires no long-range order of the sample, making it suitable for the investigation of amorphous phases. XAFS includes the X-ray absorption near edge structure (XANES) and the extended X-ray absorption fine structure (EXAFS), providing information about the electronical state of the absorbing atom and the spatial order of the neighboring atoms respectively. Our new approach presented here is derived from the classical dispersive XAFS setup. The aim is to have a scanningless, stable and reproducible setup for applications, in which dynamic processes occur in the second time scale. A broad polychromatic beam passes through the sample and is dispersed afterwards by a convexly bent Si (111) crystal. All energies are reflected under different angles and thus spatially separated, allowing a position sensitive detector to record a spectrum over the energy range of the incoming beam in a single shot. Tests of this setup were performed at the BAMline @ BESSY-II (Berlin, Germany) with different metal foils. First in situ measurements comprised the investigation of the early stages of the zinc(II)2-methylimidazolate (ZIF-8) crystallization. This topic of metal-organic-frameworks (MOF) research is of interest for medical applications. Structural changes with a time resolution of 1 s could be followed. The second dimension of the broad beam can be used for a lateral resolution. T2 - ANAKON 2019 CY - Münster, Germany DA - 25.03.2019 KW - X-ray absorption fine structure KW - Synchrotron based methods KW - X-ray spectroscopy PY - 2019 AN - OPUS4-47660 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Wander, Lukas A1 - Kern, Simon A1 - Meyer, Klas A1 - Guhl, Svetlana A1 - Reddy Gottu Mukkula, A. A1 - Holtkamp, M. A1 - Salge, M. A1 - Fleischer, C. A1 - Weber, N. A1 - King, R. A1 - Engell, S. A1 - Paul, Andrea A1 - Pereira Remelhe, M. A1 - Maiwald, Michael T1 - NMR-Spektroskopie als Online-Referenzmethode in der Prozessindustrie N2 - In der Prozessindustrie findet die optische Spektroskopie (z. B. NIR- und Raman-Spektroskopie) als Online-Analytik zunehmend Anwendung zur Überwachung che-mischer Qualitäts¬attribute in der Produktion. Ihr ganzes Potential entfalten die Methoden aber meist nur in Kombination mit einer aufwendigen, multivariaten Kalibrierung. Diese muss alle relevanten Zustände des Systems abdecken und bedarf einer geeigneten Referenz¬analytik. Moderne instrumentelle Analysengeräte weisen eine hohe Empfind¬lich¬keit und Robustheit auf, sind aber dennoch stark von Fehler und Variabilität der Probennahme beeinflusst, was sich auf die Richtigkeit und Qualität des multivariaten Modells auswirkt. Diese Probleme lassen sich verringern, indem die Referenzanalytik ebenfalls online erfolgt. Eine mögliche Lösung stellt die hochauflösende NMR-Spektroskopie als quanti¬tative Online-Referenzanalytik dar. Insbesondere kom¬pakte NMR-Spektrometer auf Basis von Permanent¬magneten sind für diesen Zweck geeignet. Ausschlusskriterien für herkömmlicher NMR-Systeme, wie der große Wartungs-aufwand (Kryotechnik) und der Platz¬bedarf, werden damit vermieden. Im Rahmen des EU-Projekts CONSENS wurde die Nutzung einer Online-Referenz¬analytik mit NMR-Spektroskopie am Beispiel einer industriellen Pilotanlage erfolgreich realisiert. Untersuchungsgegenstand war die kontinuierliche Synthese eines Aus¬gangsstoffs für die pharmazeutische Industrie. Die enthaltenen metallorganischen Verbindungen sind für die bisher genutzte HPLC Analytik unzu-gänglich und die Analyse ausgewählter Proben erfolgte nach dem Quenchen der Lösung oft mit einem großen zeitlichen Abstand zur Probennahme. Konzen-trationswerte auf Basis von Online-NMR-Spektren standen hingegen mit einer zeitlichen Auflösung von drei Spektren pro Minute über den gesamten Reaktionsverlauf hinweg zur Verfügung. Außerdem konnten durch die NMR-Spektroskopie intermediär auftretende Spezies erstmal quantitativ bestimmt und diese Daten für die Kalibrierung eines NIR-Spektrometers genutzt werden. T2 - ANAKON 2019 CY - Münster, Germany DA - 25.03.2019 KW - NMR-Spektroskopie KW - Prozessanalytik KW - Online-Referenzmethode PY - 2019 AN - OPUS4-47659 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Wander, Lukas A1 - Vianello, A. A1 - Braun, Ulrike A1 - Vollertsen, J. A1 - Paul, Andrea T1 - Analyzing large μ-FTIR data sets in search of microplastics N2 - Working towards a comprehensive understanding of introduction pathways, number, and fate of micro¬plastics in the environment, suitable analytical methods are a precondition. Micro-spectroscopic methods are probably the most widely used techniques. Besides their ability to measure single spectra of a particle or fiber, most modern FTIR- and Raman microscopes are also capable of two-dimensional imaging. This is very appealing to microplastics research because it allows to simultaneously characterize the analytes chemically as well as their size (distribution) and shape. Two-dimensional imaging on extensive sample areas with FTIR-micros¬copes is facilitated by focal plane array (FPA) detectors resulting in large data sets comprised of up to several million spectra. With numbers too large for manual inspection of each individual spectrum, automated data evaluation is inevitable. Identifying different polymers based on the comparison with known reference spectra (library search) has proven to be a suitable approach. For that purpose, FTIR-spectra of common plastics can be collected to create an individual reference library. To Supplement this ‘targeted analysis’, looking for known substances via library search, an exploratory approach was tested. Principal component analysis (PCA) proved to be a helpful tool to drastically reduce the size of the data set while maintaining the significant information. Subsequently, cluster analysis was used to find groups of similar spectra. Spectra found in different clusters could be assigned to different polymer types. The variation observed within clusters gives a hint on chemical variability of microplastics of the same polymer found in the sample. Spectra labeled according to the respective cluster/polymer type were used to build a classification model which allowed to quickly predict the polymer type based on the FTIR spectrum. Classification was tested on a second, independent data set and results were compared to the spectral library search procedure. T2 - ANAKON 2019 CY - Münster, Germany DA - 25.03.2019 KW - Microplastics KW - FTIR KW - Principal component analysis (PCA) PY - 2019 AN - OPUS4-47658 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lange, Thorid A1 - Hidde, Gundula A1 - Beck, Uwe A1 - Naumann, F. A1 - Kärkkänen, I. A1 - Gargouri, H. T1 - Nanoskalige Haftvermittler zur Erhöhung der Haft- bzw. Klebfestigkeit unter Verwendung von ALD-Hybridprozessen N2 - Ziel des Projektes HARFE (Haftfestigkeit Reproduzierbarkeit Festigkeit) war es, eine Er-höhung der Haft- bzw. Klebfestigkeit auf Niedrigenergie-Polymeren (PE, PP, PTFE) zu erreichen. SENTECH realisierte dazu plasmachemische Oberflächenaktivierungen mit O2 und die Abscheidung von Aluminiumoxidschichten (Al2O3) mittels Atomic Layer Deposition (ALD), wobei die Ellipsometrie zum in-situ Monitoring der ALD-Prozesse diente. Die BAM charakterisierte die modifizierten Oberflächen bezüglich der Oberflächenenergie (OFE) und bestimmte die Verbund- bzw. Klebfestigkeit mittels der Zentrifugentechnologie T2 - 14. ThGOT Thementage Grenz- und Oberflächentechnik und 6. Kolloquium Dünne Schichten in der Optik CY - Zeulenroda, Germany DA - 12.03.2019 KW - Haftvermittler KW - ALD-Hybridprozesse KW - Klebfestigkeit KW - Atomic Layer Deposition KW - Al2O3-Schichten KW - Oberflächenenergie PY - 2019 SN - 978-3-00-062102-4 SP - 1 EP - 2 CY - Zeulenroda, Germany AN - OPUS4-47656 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Chao, Madlen A1 - Büchele, Dominique A1 - Ostermann, Markus T1 - Influence of moisture and grain sizes on the analysis of nutrients in German agricultural soils using DP-LIBS N2 - Over the last few years, there has been a growing interest to apply spectroscopic methods to the agricultural field for better understanding of soil properties and for efficient, sustainable management of arable land. Within the project I4S (intelligence for soil), funded by the BMBF, an integrated system for site-specific soil fertility management is developed, consisting of different sensors like X-Ray fluorescence analysis (XRF), near-infrared spectroscopy (NIR) and laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS). LIBS provides a fast and simultaneous multi-element analysis with little to no sample preparation, which makes it a suitable method for real-time analysis on the field. The quantification of macro and micro nutrients in soils with LIBS is challenging due to matrix effects, different levels of moisture content and varying grain sizes. First studies revealed that the problems with matrix effects can be overcome by using well characterised soils as reference materials and chemometric tools like Partial Least Squares Regression (PLSR) for calibration. The next step was to investigate the influence of moisture and grain sizes on the LIBS signal, which is a big issue when measuring directly on the field. The results showed that the LIBS signal decreases exponentially with increasing moisture content, as most of the laser energy is used for vaporising the water. With moisture contents of 30 % or higher almost no signal can be detected. This decrease is more severe for sandy soils than for clay soils. First tests of different grain size distributions indicate that the variation of the LIBS signal increases with growing amounts of larger grains. This results in a higher standard deviation, because of a poorer reproducibility of the plasma formation and plasma characteristic. With the help of chemometric tools the influence of moisture and grain sizes should be implemented in the calibration model for accurate analysis of nutrient composition in agricultural soils. T2 - Anakon 2019 CY - Münster, Germany DA - 25.03.2019 KW - LIBS KW - Soil KW - PCA KW - PLSR PY - 2019 AN - OPUS4-47655 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Chao, Madlen A1 - Büchele, Dominique A1 - Ostermann, Markus T1 - Influence of moisture and grain sizes on the analysis of nutrients in German agricultural soils using DP-LIBS N2 - Over the last few years, there has been a growing interest to apply spectroscopic methods to the agricultural field for better understanding of soil properties and for efficient, sustainable management of arable land. Within the project I4S (intelligence for soil), funded by the BMBF, an integrated system for site-specific soil fertility management is developed, consisting of different sensors like X-Ray fluorescence analysis (XRF), near-infrared spectroscopy (NIR) and laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS). LIBS provides a fast and simultaneous multi-element analysis with little to no sample preparation, which makes it a suitable method for real-time analysis on the field. The quantification of macro and micro nutrients in soils with LIBS is challenging due to matrix effects, different levels of moisture content and varying grain sizes. First studies revealed that the problems with matrix effects can be overcome by using well characterised soils as reference materials and chemometric tools like Partial Least Squares Regression (PLSR) for calibration. The next step was to investigate the influence of moisture and grain sizes on the LIBS signal, which is a big issue when measuring directly on the field. The results showed that the LIBS signal decreases exponentially with increasing moisture content, as most of the laser energy is used for vaporising the water. With moisture contents of 30 % or higher almost no signal can be detected. This decrease is more severe for sandy soils than for clay soils. First tests of different grain size distributions indicate that the variation of the LIBS signal increases with growing amounts of larger grains. This results in a higher standard deviation, because of a poorer reproducibility of the plasma formation and plasma characteristic. With the help of chemometric tools the influence of moisture and grain sizes should be implemented in the calibration model for accurate analysis of nutrient composition in agricultural soils. T2 - 13. Interdisziplinäres Doktorandenseminar Ak PAT CY - Berlin, Germany DA - 18.03.2019 KW - LIBS KW - Soil KW - PCA KW - PLSR KW - Moisture KW - Grain size PY - 2019 AN - OPUS4-47654 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lange, Thorid A1 - Hidde, Gundula A1 - Beck, Uwe A1 - Naumann, F. A1 - Kärkkänen, I. A1 - Gargouri, H. T1 - Nanoskalige Haftvermittler zur Erhöhung der Haft- bzw. Klebfestigkeit unter Verwendung von ALD-Hybridprozessen N2 - Ziel des Projektes HARFE (Haftfestigkeit Reproduzierbarkeit Festigkeit) war es, eine Er-höhung der Haft- bzw. Klebfestigkeit auf Niedrigenergie-Polymeren (PE, PP, PTFE) zu erreichen. SENTECH realisierte dazu plasmachemische Oberflächenaktivierungen mit O2 und die Abscheidung von Aluminiumoxidschichten (Al2O3) mittels Atomic Layer Deposition (ALD), wobei die Ellipsometrie zum in-situ Monitoring der ALD-Prozesse diente. Die BAM charakterisierte die modifizierten Oberflächen bezüglich der Oberflächenenergie (OFE) und bestimmte die Verbund- bzw. Klebfestigkeit mittels der Zentrifugentechnologie T2 - 14. ThGOT Thementage Grenz- und Oberflächentechnik und 6. Kolloquium Dünne Schichten in der Optik CY - Zeulenroda, Germany DA - 12.03.2019 KW - Haftvermittler KW - ALD-Hybridprozesse KW - Klebfestigkeit KW - Atomic Layer Deposition KW - Al2O3-Schichten KW - Oberflächenenergie PY - 2019 AN - OPUS4-47653 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Chao, Madlen A1 - Büchele, Dominique A1 - Ostermann, Markus T1 - Influence of moisture and grain sizes on the analysis of nutrients in German agricultural soils using DP-LIBS N2 - Over the last few years, there has been a growing interest to apply spectroscopic methods to the agricultural field for better understanding of soil properties and for efficient, sustainable management of arable land. Within the project I4S (intelligence for soil), funded by the BMBF, an integrated system for site-specific soil fertility management is developed, consisting of different sensors like X-Ray fluorescence analysis (XRF), near-infrared spectroscopy (NIR) and laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS). LIBS provides a fast and simultaneous multi-element analysis with little to no sample preparation, which makes it a suitable method for real-time analysis on the field. The quantification of macro and micro nutrients in soils with LIBS is challenging due to matrix effects, different levels of moisture content and varying grain sizes. First studies revealed that the problems with matrix effects can be overcome by using well characterised soils as reference materials and chemometric tools like Partial Least Squares Regression (PLSR) for calibration. The next step was to investigate the influence of moisture and grain sizes on the LIBS signal, which is a big issue when measuring directly on the field. The results showed that the LIBS signal decreases exponentially with increasing moisture content, as most of the laser energy is used for vaporising the water. With moisture contents of 30 % or higher almost no signal can be detected. This decrease is more severe for sandy soils than for clay soils. First tests of different grain size distributions indicate that the variation of the LIBS signal increases with growing amounts of larger grains. This results in a higher standard deviation, because of a poorer reproducibility of the plasma formation and plasma characteristic. With the help of chemometric tools the influence of moisture and grain sizes should be implemented in the calibration model for accurate analysis of nutrient composition in agricultural soils. T2 - BonaRes Statusseminar CY - Leipzig, Germany DA - 19.02.2019 KW - LIBS KW - Soil KW - PCA KW - PLSR KW - Moisture KW - Grain size PY - 2019 AN - OPUS4-47651 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Maiwald, Michael T1 - Die Digitalisierung der Prozessindustrie – Voll integrierte und intelligent vernetzte Sensoren und Prozesse für die kontinuierliche Produktion von Chemikalien und Pharmazeutika N2 - Um in einem veränderten Umfeld erfolgreich bestehen zu können, müssen Chemie-unternehmen neue Pfade beschreiten. Dazu gehört insbesondere das Potential digi-taler Technologien. Mit flexiblen, modularen chemischen Vielzweck-Produktionsanlagen lassen sich häufig wechselnde Produkte mit kürzeren Vorlauf- und Stillstandzeiten zwischen den Kampagnen und dennoch hoher Qualität realisie-ren. Intensivierte, kontinuierliche Produktionsanlagen erlauben auch den Umgang mit schwierig zu handhabenden Substanzen. Grundvoraussetzung für solche Konzepte ist eine hochautomatisierte "chemische" Prozesskontrolle zusammen mit Echtzeit-Qualitätskotrolle, die "chemische" Informati-onen über den Prozess bereitstellt. In einem Anwendungsbeispiel wurde eine phar-mazeutische Lithiierungsreaktion aus einer modularen Pilot-Anlage betrachtet und dabei die Vorzüge eines vollautomatischen NMR-Sensors untersucht. Dazu wurde ein kommerziell erhältliches Benchtop-NMR-Spektrometer mit Permanentmagnet auf die industriellen Anforderungen, wie Explosionsschutz, Feldkommunikation und voll-automatischer, robuster Datenauswertung angepasst. Der NMR-Sensor konnte schließlich erfolgreich im vollautomatischen Betrieb nach fortschrittlichen Regelkon-zepten und für die Echtzeitoptimierung der Anlage getestet werden. Die NMR-Spektroskopie erwies sich als hervorragende Online-Methode und konnte zusammen mit einer modularen Datenauswertung sehr flexibel genutzt werden. Die Methode konnte überdies als zuverlässige Referenzmethode zur Kalibrierung konventioneller Online-Analytik eingesetzt werden. Zukünftig werden voll integrierte und intelligent vernetzte "smarte" Sensoren und Pro-zesse eine kontinuierliche Produktion von Chemikalien und Pharmazeutika mit ver-tretbaren Qualitätskosten möglich machen. T2 - ANAKON 2019 CY - Münster, Germany DA - 25.03.2019 KW - Digitalisierung KW - Datenauswertung KW - Digitaler Zwilling KW - Prozessindustrie KW - Prozessanalytik PY - 2019 AN - OPUS4-47650 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Fischer, Daniel A1 - Beck, Uwe T1 - Visualisierung von mikro- und nanoskalierten Oberflächenstrukturen mittels abbildender Ellipsometrie N2 - In den letzten Jahren hat die Einbindung der abbildenden Ellipsometrie in die Gruppe der optischen Verfahren zur Oberflächencharakterisierung ein enormes Potential bei der Analyse von topologischen Strukturänderungen gezeigt. Der dabei abgebildete Kon-trast wurde typischerweise auf Änderungen im Brechungsindex, Absorptionseffekte oder Schichtdickenänderungen zurückgeführt. In späteren Studien wurde festgestellt, dass auch andere Faktoren, wie etwa die Krümmung der Oberfläche oder Kanten von Struktu-ren einen signifikanten Einfluss auf die Messung der ellipsometrischen Paramater haben. Um diese Effekte aus der ellipsometrischen Messung extrahieren zu können, wird auf die Analyse der Müller-Matrix zurückgegriffen. In dem hier vorliegenden Beitrag wird gezeigt, wie die Müller-Matrix-Imaging Ellipsomet-rie (MM-IE) zur Charakterisierung von Oberflächenstrukturen verwendet werden kann. Dazu werden mikro- und nanoskaliert gekrümmte Oberflächen zunächst mit verschiede-nen Referenzmethoden, wie Rasterelektronenmikroskopie (SEM), Lichtmikroskopie (OM), Weißlichtinterferenzmikroskopie (WLIM) und Rasterkraftmikroskopie (AFM) vali-diert erfasst. Der anschließende Vergleich mit den Ergebnissen der Müller-Matrix-Ima-ging-Ellipsometrie ermöglicht eine Korrelation der zugrunde liegenden Strukturphäno-mene mit den ellipsometrischen Daten. In diesem Artikel wird das Prinzip an drei industriell relevanten Strukturgruppen demonstriert: Sub-Mikropartikel, Mikropartikel und sub-mikroskalierte Vertiefungen. T2 - 14. ThGOT Thementage Grenz- und Oberflächentechnik und 6. Kolloquium Dünne Schichten in der Optik CY - Zeulenroda, Germany DA - 12.03.2019 KW - Ellipsometrie KW - Nanoskaliert KW - Mikroskaliert KW - Oberflächengeometrie KW - Brechungsindex KW - Müller-Matrix-Ellipsometrie PY - 2019 SN - 978-3-00-062102-4 SP - 1 EP - 5 AN - OPUS4-47646 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Fischer, Daniel A1 - Beck, Uwe A1 - Schneider, S. A1 - Duwe, M T1 - Visualisierung von mikro- und nanoskalierten Oberflächenstrukturen mittels abbildender Ellipsometry N2 - In den letzten Jahren hat die Einbindung der abbildenden Ellipsometrie in die Gruppe der optischen Verfahren zur Oberflächencharakterisierung ein enormes Potential bei der Analyse von topologischen Strukturänderungen gezeigt. Der dabei abgebildete Kon-trast wurde typischerweise auf Änderungen im Brechungsindex, Absorptionseffekte oder Schichtdickenänderungen zurückgeführt. In späteren Studien wurde festgestellt, dass auch andere Faktoren, wie etwa die Krümmung der Oberfläche oder Kanten von Struktu-ren einen signifikanten Einfluss auf die Messung der ellipsometrischen Paramater haben. Um diese Effekte aus der ellipsometrischen Messung extrahieren zu können, wird auf die Analyse der Müller-Matrix zurückgegriffen. In dem hier vorliegenden Beitrag wird gezeigt, wie die Müller-Matrix-Imaging Ellipsomet-rie (MM-IE) zur Charakterisierung von Oberflächenstrukturen verwendet werden kann. Dazu werden mikro- und nanoskaliert gekrümmte Oberflächen zunächst mit verschiede-nen Referenzmethoden, wie Rasterelektronenmikroskopie (SEM), Lichtmikroskopie (OM), Weißlichtinterferenzmikroskopie (WLIM) und Rasterkraftmikroskopie (AFM) vali-diert erfasst. Der anschließende Vergleich mit den Ergebnissen der Müller-Matrix-Ima-ging-Ellipsometrie ermöglicht eine Korrelation der zugrunde liegenden Strukturphäno-mene mit den ellipsometrischen Daten. In diesem Artikel wird das Prinzip an drei industriell relevanten Strukturgruppen demonstriert: Sub-Mikropartikel, Mikropartikel und sub-mikroskalierte Vertiefungen. T2 - 14. ThGOT Thementage Grenz- und Oberflächentechnik CY - Zeulenroda, Germany DA - 12.03.2019 KW - Ellipsometrie KW - Nanoskaliert KW - Mikroskaliert KW - Oberflächengeometrie KW - Brechungsindex KW - Müller-Matrix-Ellipsometrie PY - 2019 AN - OPUS4-47645 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Topolniak, Ievgeniia A1 - Hodoroaba, Vasile-Dan A1 - Braun, Ulrike A1 - Pfeifer, Dietmar A1 - Sturm, Heinz T1 - Reinforced UV curable cycloaliphatic epoxy oligosiloxane resin nanocomposite for coating applications N2 - Coating materials are nowadays often required to deliver not only sufficient barrier performance and suited optical appearance but a broad range of other functional properties. The incorporation of inorganic nanoparticles (NPs) is known to improve many key characteristics and provide new functionalities in polymer materials. Presented work aims to prepare and characterize an organic-inorganic coating material designed to bring together advantageous properties of hybrid materials and reinforcement effect delivered from the inorganic NPs embedment. Siloxane-based hybrid resins hold great advantages as coating materials as their properties can be tuned between those of polymers and those of glasses, thus, the compositions with superior thermal and mechanical properties can be achieved. We used Cycloaliphatic Epoxy Oligosiloxane (CEOS) resin as a polymeric matrix where the network formation was achieved by UV induced cationic polymerisation. Boehmite Alumina (BA) nanoparticles were added to CEOS resin as a reinforcing agent and resultant material was processed into films either by bar-coating or by spin-coating depending on further characterization procedure. Two different types of BA NPs, hydrophilic and organophilic, were used in order to assess the impact of particles surface on the resin characteristics. CEOS synthesis by condensation reaction was confirmed using 13C and 29Si NMR. Changes in CEOS photocuring process, resulting from particles incorporation, were monitored by real-time IR spectroscopy. At the same time, the thermal behaviour was evaluated by DSC and TGA methods. Morphology of the coatings was investigated by means of SEM operated in transmission mode. It was observed that BA presence increased the epoxy conversion degree and glass transition temperature. Material formulations providing best film characteristics were determined with regard to the particle type and loading. Compared to the hydrophilic nanoparticles, organophilic BA NPs yield superior overall performance of the foils. T2 - HYMA Conference CY - Sitges, Spain DA - 11.03.2019 KW - Cycloalyphatic epoxy oligosiloxane KW - Nanocomposite KW - Boehmite KW - Photocuring PY - 2019 AN - OPUS4-47641 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Topolniak, Ievgeniia A1 - Ghasem Zadeh Khorasani, Media A1 - Hodoroaba, Vasile-Dan A1 - Braun, Ulrike A1 - Silbernagl, Dorothee A1 - Sturm, Heinz T1 - Versatile role of boehmite particles in epoxy-based nanocomposites N2 - Thermosetting materials are gaining increasing attention in many structural composite applications. However, the incorporation of inorganic nanoparticles (NPs) into polymer matrix is a promising approach to enhance their functional characteristics, and thus, to enable the development of thermosets advanced application. It has been shown that Boehmite Alumina (BA) used as nanofillers can improve different parameters of polymers. This NPs can be easily tailored enabling desirable interactions with a big range of polymers. However, the overall effect of nanofiller depends on many factors, therefore, making it hard to predict the resulted performance of nanocomposites. In the current contribution we would like to discuss the impact of Boehmite NPs on two different epoxy resin nanocomposite systems with the focus on the possible influence mechanisms of this nanofiller. As the first system, UV curable Cycloaliphatic-Epoxy Oligosiloxane (CEOS) resin/Boehmite nanocomposites were investigated by FTIR, TGA, DSC and T-SEM. It was observed that incorporation of BA leads to the reinforcement of glass transition (Tg) and overall thermal stability indicating the attractive interactions between BA and CEOS network. In addition, an increase in epoxy conversion of CEOS was concluded for nanocomposites assuming that particles are involved in UV polymerisation processes. The second epoxy/Boehmite nanocomposite is based on the bisphenol-A-diglycidyl ether (DGEBA) cured with methyl tetrahydrophtalic acid anhydride (MTHPA). Thermomechanical as well as nanomechanical properties of this material were investigated by DMTA and IR spectroscopy and the advanced Intermodulation AFM, respectively. In contrast to the first system, it was found that BA leads to a decrease of Tg and crosslink density of the polymer while the young’s modulus of the composite and local stiffness of polymer matrix increase significantly. As a result, the versatile role of Boehmite was detected depending on the investigated systems. Based on the obtained results, the parameters indicating property-efficient epoxy/Boehmite system are suggested. T2 - HYMA Conference CY - Sitges, Spain DA - 11.03.2019 KW - Epoxy KW - Boehmite KW - Curing KW - Nanocomposite PY - 2019 AN - OPUS4-47640 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Carl, Peter A1 - Schwaar, Timm T1 - Spheriplex multiplexed immunoassays: A practical tool for environmental, food and bioanalysis N2 - Clinical, environmental, and food analysis, require efficient and accurate quantitative analysis. Immunoassays take advantage of highly selective and affine binding of an antibody towards an antigen, being easy-to-use and allowing for high sample throughput. However, common immunoassays, e. g. ELISA are not capable of multiplexed analysis, thus limiting possible applications. On the other hand, multi-analyte methods, e.g. liquid chromatographytandem mass spectrometry requires expensive equipment, trained analysts and the time of analysis usually limits sample throughput. This bottleneck can be overcome combining the suspension array technology, where particles are encoded to allow multiplexed detection, with fluorescence immunoassays to create suspension array fluorescence immunoassays (SAFIA). Polystyrene core/silica shell microparticles serve as platform for SAFIA. While an encoding dye is introduced in the polystyrene core, the silica shell is used for immobilization: For competitive hapten immunoassays small molecules are immobilized on the surface, serving as a competitive binding site for selective antibodies. For quantification of proteins, antibodies can be immobilized on the surface and the sandwich immunoassay format can be employed. All mentioned immunoassays can be executed wash-free and highly parallelized, allowing up to 500 determinations within three hours. In contrast to ELISA, short incubation times, a wash-free mix-and-read procedure and automated flow-cytometric read-out makes SAFIA applicable for even non-trained personal. SAFIA showed excellent performance in studies on the origin and fate of drug residues in waste water, which is important to assess clearance rates of wastewater treatment plants. Furthermore, SAFIA can be employed in environmental screenings, detecting pollution of natural river waters by tracking anthropogenic marker substances. It was successfully employed in clinical and food analysis applications, e.g. the quantification of the anti-inflammatory drug diclofenac in breast milk or the quantification of caffeine in beverages. Due to multiplexing capacities, SAFIA can significantly improve biotechnological processes, as in the screening of hybridoma cells for selective and efficient antibody production. For small molecule analytes, limits of detection down to 4 ng/L and for proteins below 25 ng/mL (IgG) were observed, which makes SAFIA applicable to all addressed analytical issues. Moreover, in the analysis of real-world samples, SAFIA shows higher accuracy in contrast to ELISA, indicating higher matrix stability and thus higher robustness in analysis. T2 - Industry on Campus 2019 CY - Berlin, Germany DA - 27.03.2019 KW - Bead-based-assay KW - SAFIA KW - Immunoassay KW - Flow cytometry KW - Diclofenac PY - 2019 AN - OPUS4-47639 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Carl, Peter A1 - Schneider, Rudolf T1 - Multiplexed immunoassays on polystyrene core/silica shell microparticles: Applications in environmental and food analysis, and biotechnology N2 - Clinical, environmental, and food analysis, require efficient and accurate quantitative analysis. Immunoassays take advantage of highly selective and affine binding of an antibody towards an antigen, being easy-to-use and allowing for high sample throughput. However, common immunoassays, e. g. ELISA are not capable of multiplexed analysis, thus limiting possible applications. On the other hand, multi-analyte methods, e.g. liquid chromatographytandem mass spectrometry requires expensive equipment, trained analysts and the time of analysis usually limits sample throughput. This bottleneck can be overcome combining the suspension array technology, where particles are encoded to allow multiplexed detection, with fluorescence immunoassays to create suspension array fluorescence immunoassays (SAFIA). Polystyrene core/silica shell microparticles serve as platform for SAFIA. While an encoding dye is introduced in the polystyrene core, the silica shell is used for immobilization: For competitive hapten immunoassays small molecules are immobilized on the surface, serving as a competitive binding site for selective antibodies. For quantification of proteins, antibodies can be immobilized on the surface and the sandwich immunoassay format can be employed. All mentioned immunoassays can be executed wash-free and highly parallelized, allowing up to 500 determinations within three hours. In contrast to ELISA, short incubation times, a wash-free mix-and-read procedure and automated flow-cytometric read-out makes SAFIA applicable for even non-trained personal. SAFIA showed excellent performance in studies on the origin and fate of drug residues in waste water, which is important to assess clearance rates of wastewater treatment plants. Furthermore, SAFIA can be employed in environmental screenings, detecting pollution of natural river waters by tracking anthropogenic marker substances. It was successfully employed in clinical and food analysis applications, e.g. the quantification of the anti-inflammatory drug diclofenac in breast milk or the quantification of caffeine in beverages. Due to multiplexing capacities, SAFIA can significantly improve biotechnological processes, as in the screening of hybridoma cells for selective and efficient antibody production. For small molecule analytes, limits of detection down to 4 ng/L and for proteins below 25 ng/mL (IgG) were observed, which makes SAFIA applicable to all addressed analytical issues. Moreover, in the analysis of real-world samples, SAFIA shows higher accuracy in contrast to ELISA, indicating higher matrix stability and thus higher robustness in analysis. T2 - ANAKON 2019 CY - Münster, Germany DA - 25.03.2019 KW - Bead-based-assay KW - SAFIA KW - Immunoassay KW - Flow cytometry KW - Diclofenac PY - 2019 AN - OPUS4-47638 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Spranger, Felix A1 - Hilgenberg, Kai A1 - Rethmeier, Michael T1 - Anwendung der Laserimplantation zur Strukturierung verschleißgefährdeter Werkzeuge N2 - In einer Vielzahl technischer Anwendungen spielt die Aufrechterhaltung eines definierten Reibungs- und Verschleißverhaltens zwischen bewegten Oberflächen für die Sicherheit und Funktionalität eine ent-scheidende Rolle. Die Oberflächentechnik versucht durch geeignete Verfahren die Randschichten zu ertüchtigen, um Reibung und Verschleiß zu kontrollieren. Eine Verbesserung der Materialeigenschaften kann durch flächige Beschichtungen erreicht werden. Zusätzlich ermöglichen Oberflächenstrukturierun-gen breite Möglichkeiten zur Beeinflussung des Schmierungszustandes bzw. der Kontaktbedingungen. Neben Negativstrukturen bieten ebenfalls erhabene Mikrostrukturen großes Potenzial zur Beeinflussung des tribologischen Verhaltens. Ihr Einsatz ist aber aufgrund der besonderen Verschleißproblematik er-habener Strukturen momentan limitiert, so dass in der Regel zusätzliche verschleißreduzierende Be-schichtungen notwendig werden. In diesem Beitrag wurde das Verfahren der Laserimplantation angewandt, mit dem erhabene und sepa-rierte Oberflächenstrukturen hoher Verschleißfestigkeit in einem Fertigungsschritt erzeugbar sind. Das Verfahren basiert auf einem lokalisierten Dispergieren von Hartstoffpartikeln. Hierfür wurde erstmalig ein gepulster Faserlaser mit hoher Strahlqualität zur Erzeugung punkt- und linienförmiger Mikrostrukturen angewandt. Versuche wurden auf dem Kaltarbeitsstahl X153CrMoV12 unter Anwendung von Titandibo-rid als Hartstoff durchgeführt. Anhand von Härtemessungen konnte gezeigt werden, dass sowohl punkt- als auch linienförmige Strukturen mit Härten über 1000 HV1 und einer feinkörnigen Mikrostruktur mit feinverteilten Hartstoffpartikeln herstellbar sind. Des Weiteren war es möglich, die Implantgeometrien, welche an Querschliffen und durch Weißlichtinterferometeraufnahmen erfasst wurden, durch die Puls-leistung und Pulsdauer zu steuern. T2 - 38. Assistentenseminar Füge- und Schweißtechnik CY - Rabenau, Germany DA - 06.10.2017 KW - Laserimplantation PY - 2019 UR - https://www.dvs-media.eu/de/neuerscheinungen/3646/38.-assistentenseminar-fuegetechnik SN - 978-3-96144-028-3 VL - 342 SP - 24 EP - 34 PB - DVS Media GmbH CY - Düsseldorf AN - OPUS4-47637 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Sturm, Heinz A1 - Ghasem Zadeh Khorasani, Media A1 - Silbernagl, Dorothee T1 - Grenzflächen als Material: Konzepte und Beispiele zu nanoverstärkten Duroplasten N2 - Nachdem Jahrzehnte die Grenzfläche zwischen Kohlefaser und Duroplastmatrix optimiert wurde liegt das Augenmerk heute auf der Polymermatrix selbst. Diese lässt sich hinsichtlich ihres Elastizitätsmoduls und ihrer Bruchfestigkeit verbessern, indem Nanopartikel aus Böhmit (AlOOH) eindispergiert werden. Der Vortrag geht auf integrale und hochauflösend-bildgebende Methoden ein die ein Verständnis der komplexen Zusammenhänge ermöglichen. Nach einer chemischen in-situ Analyse des Aushärtvorgangs, aus welchem sich die Bedeutung der externer Parameter ablesen lässt, werden diverse hochauflösende, neue Methoden der Rasterkraftmikroskopie (AFM) eingeführt. Der lokalen Bestimmung des E-Moduls der Nanopartikel folgen Ausführungen zum temperaturabhängigen Chemismus des Böhmits, der während der Aushärtung Wasser freisetzt. Die hochauflösende Bestimmung der Oberflächenpotentiale, der Steifigkeit, der attraktiven Kräfte zwischen Spitze und Probe sowie der Energiedissipation im Kontakt stellen auf der Nanoskala eine komplexe Datenquelle dar, die auf der Makroskala einer Ergänzung bedarf: Durch Kombination von dynamisch-mechanisch-thermischer Analyse einerseits und Kartierung physikalischer Eigenschaften auf der Nanoskala andererseits kann der Zusammenhang zwischen chemischer Steuerung der Netzwerkbildung und den mechanischen Eigenschaften des Nanokomposits geklärt werden. Überraschend ist, dass bei geeigneter Steuerung der lokale E-Modul der Polymermatrix den des Füllstoffs übersteigt. Die Rissfortschrittsenergie wird in Böhmit-modifiziertem Epoxy verbessert absorbiert, die These dazu ist, dass die (010)-Gleitebenen, die nur durch Wasserstoffbrücken zusammen gehalten werden, einigermaßen schadlos geschert werden können. Daraus folgt, dass das System auf der Nanoskala über einen, wenn auch begrenzten, Selbstheilmechanismus verfügt. Zudem wird durch die hohe Heterogenität der Steifigkeit und Energiedissipation des Nanokomposits eine Risstrajektorie vielfach umgelenkt und somit früher gestoppt. Ergebnisse dieses Vortrags stammen aus einer Zusammenarbeit innerhalb des DFG-Forscherverbundes FOR2021 „Wirkprinzipien nanoskaliger Matrixadditive für den Faserverbundleichtbau“. T2 - Niedersächsisches Symposium Materialtechnik - NSM 2019 CY - Clausthal, Germany DA - 14.02.1019 KW - Nanokomposit KW - Böhmit KW - Risstrajektorie KW - Oberflächenpotential KW - Energiedissipation im Kontakt KW - Oberflächensteifigkeit KW - attraktive Wechelwirkung KW - Epoxy-Anhydrid Duroplast KW - Leichtbau PY - 2019 AN - OPUS4-47636 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schmidt, Alexandra A1 - Bresch, Harald T1 - OECD test guideline on particle size and size distribution: Comparability of measurement results N2 - OECD-Prüfrichtlinien werden weltweit für regulatorische Zwecke angewandt, da sie eine harmonisierte und über internationale Ringversuche validierte Vorschrift zur Analyse vorgeben. Die bestehende Prüfrichtlinie TG 110 zur Größencharakterisierung von Partikeln und Fasern ist für viele Methoden und Materialklassen nicht geeignet, weswegen es Bedarf an einer Neuentwicklung gibt. Im Fokus der neuen TG steht die reproduzierbare und vergleichbare Anwendung von Methoden zur Bestimmung von Partikelgröße sowie Größenverteilung annährend sphärischer und faserförmiger Nanomaterialien im Bereich 1-1000 nm. Berücksichtigt werden die häufig angewandten Methoden zur Größencharakterisierung mit ihren unterschiedlichen physikalisch-technischen Limitierungen und die Bestimmung unterschiedlicher Durchmesser (hydrodynamischer, Feret…). Weiterhin sind materialspezifische Einflüsse durch die Partikel sowie das Messmedium zu berücksichtigen. Jede der Methoden soll unter Berücksichtigung von ISO-Standards und den materialspezifischen Limitierungen in der neuen Prüfrichtlinie beschrieben und über einen Ringversuch validiert werden. T2 - BAM BfR Workshop CY - Berlin, Germany DA - 21.03.2019 KW - OECD KW - Nanoparticle KW - Particle Size KW - Nano KW - Characterization PY - 2019 AN - OPUS4-47633 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Resch-Genger, Ute T1 - Luminescence measurements, calibration strategies and photoluminescence quantum yields N2 - Different types of optical spectroscopies are introduced with special emphasis on method-inherent limitations and reliable instrument calibration and performance validation. In addition, procedures for the determination of spectroscopic key parameters like the photoluminescence quantum yield are presented including required instrument calibrations and material-specific effects related to certain emitters. T2 - Fakultät der University of Ottawa CY - Ottawa, Canada DA - 11.12.2018 KW - Quality assurcance KW - Optical spectroscopy KW - Method comparison KW - Photoluminescence KW - Calibration KW - Performance validation KW - Dye KW - Nanoparticle KW - Quantum dots KW - Quantum yields KW - Uncertainty KW - Method validation PY - 2019 AN - OPUS4-47630 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Resch-Genger, Ute A1 - Nirmalananthan-Budau, Nithiya A1 - Moser, Marko A1 - Roloff, Alexander A1 - Rühle, Bastian A1 - Borcherding, H. A1 - Thiele, T. A1 - Schedler, U. T1 - Cleavable probes and catch and release assays for surface group quantification on 2D- and 3D-supports N2 - Surface functionalization of 2D- and 3D-supports and nanomaterials are nowadays at the core of many applications of functional materials in the life and material sciences. Examples range from membranes and microarrays over bead-based assays, immunoseparation, and next generation sequencing to nanometer-sized optical reporters, nanosensors, and magnetic and optical contrast agents. Typically performed functionalization procedures include silanization and grafting reactions with reactive monomers to introduce functional groups like amino or carboxylic acid groups and the attachment of ligands like polyethylene glycol (PEG) molecules and biomolecules such as peptides, proteins, and DNA.[1-3] We present here a versatile concept to quantify the number of bioanalytically relevant functional groups like carboxyl, amino, and aldehyde moieties through the specific binding and subsequent release of small reporter molecules such as fluorescent dyes and non-fluorescent chromophores utilizing cleavable linkers or the formation of cleavable bonds as a reversible covalent labeling strategy. This is representatively demonstrated for different types of nano- and microparticles with different labeling densities of carboxyl, amino, and aldehyde groups. This strategy enables to separate the signal-generating molecule from the bead surface, thereby circumventing uncertainties associated with light scattering, binding-induced changes in reporter fluorescence, and fluorescence quenching dye-dye interactions on crowded material surfaces.[1-3] Moreover, the reporters are chosen to be detectable with different analytical methods as prerequisite for straightforward validation via method compari-sons and mass balances. Applications of these assays and multimodal cleavable probes range from a quantitative comparison of bead batches and process control to a qualitative prediction of the coupling efficiencies in bioconjugation reactions. T2 - ANAKON 2019 CY - Münster, Germany DA - 25.03.2019 KW - Nanoparticle KW - Surface group KW - Surface analysis KW - Cleavable probe KW - Optical assay KW - Quality assurance KW - Conductometry KW - Dye labeling KW - Methos comparision PY - 2019 AN - OPUS4-47628 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hüsken, Götz A1 - Shamsuddoha, M. A1 - Schmidt, Wolfram A1 - Kühne, Hans-Carsten A1 - Baeßler, Matthias T1 - Long-term mechanical and shrinkage properties of cementitious grouts for structural repair N2 - Grouts are particularly favoured in rehabilitation of structures due to penetrability and convenience of application. Grouts for repair applications typically require high-performance properties such as rapid strength development and superior shrinkage characteristics. Sometimes industrial by-products referred as supplementary cementitious materials (SCM) are used with neat cement due to their capabilities to provide binding properties at delayed stage. Micro silica, fly ash and metakaolin are such SCMs, those can modify and improve properties of cement products. This study aims at investigating long-term mass loss and linear shrinkage along with long-term compressive and flexural strength for grouts produced from ultrafine cement and SCMs. A series of mixtures were formulated to observe the effect of SCMs on these grout properties. Properties were determined after 365 days of curing at 23 °C and 55% relative humidity. The effect of SCMs on the properties are characterised by statistical models. Response surfaces were constructed to quantify these properties in relation to SCMs replacement. The results suggested that shrinkage was reduced by metakaolin, while micro silica and fly ash had positive effects on compressive and flexural strength, respectively. T2 - International Conference on Sustainable Materials, Systems and Structures (SMSS 2019) CY - Rovinj, Croatia DA - 20.03.2019 KW - Grout KW - Long-term shrinkage KW - Micro silica KW - Fly ash KW - Metakaolin PY - 2019 AN - OPUS4-47625 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Cuéllar, Pablo T1 - Deep foundations for offshore wind turbines T1 - Cimentaciones profundas para aerogeneradores marinos N2 - This presentation deals with the phenomenology and design of pile foundations for offshore wind turbines, and is divided into two lectures. The first lecture presents a brief introduction to the context and peculiarities of such foundations, and then focuses on the particular case of axially loaded piles. This part is most relevant for the relatively slender piles of the multi-pile substructures (i.e. jackets and tripods). A clear distinction between physical phenomenology and practical design is drawn here. The second lecture continues with the case of lateraly loaded offshore piles, which bears most relevance for the case of the monopile foundations. Here again, a clear separation between physical reality and design methods is intended. Finally, the last part of the second lecture introduces several advanced topics which lie outside the classical design approaches, namely the hydromechanical coupling effects (i.e. the excess pore-pressure generation around the monopiles), the cyclic pile fatigue and the so-called pile Setup (i.e. the time effects on the axial pile capacity). The relevance of the latter two topics is illustrated with experimental results from a field testing campaign on real large-scale piles. T2 - MASTERS COURSE 2019 CEDEX-UNED: MECÁNICA DEL SUELO E INGENIERÍA GEOTÉCNICA CY - Laboratorio de Geotecnia, CEDEX, Madrid, Spain DA - 25.03.2019 KW - Pile foundations KW - Offshore wind turbines KW - Physical phenomenology KW - Design methods KW - Numerical modelling KW - Physical testing PY - 2019 AN - OPUS4-47624 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Fritzsche, André A1 - Hilgenberg, Kai A1 - Rethmeier, Michael T1 - Elektromagnetische Porenreduktion beim Laserstrahlschweißen von Aluminium-Druckgusslegierungen N2 - Innerhalb der vorliegenden Untersuchung wurde ein elektromagnetisches Schmelzbadbeeinflussungssys-tem zur Reduktion des Porenanteils beim Laserstrahlschweißen von Aluminium-Druckguss verwendet. Hierbei wird der Unterschied der elektrischen Leitfähigkeiten zwischen Gas- bzw. Lufteinschlüssen und geschmolzenem Aluminium gezielt genutzt, um die im Schmelzbad eingeschlossenen Poren während des Laserstrahlprozesses zur Oberfläche zu verdrängen. Die dafür erforderlichen Lorentzkräfte werden durch ein oszillierendes Magnetfeld erzeugt. Bei den Laserstrahlschweißversuchen handelt es sich um Ein-schweißungen in Wannenlage (PA-Position) von 6 mm dickem Aluminium-Druckguss AC-AlSi9MnMg. Über einen zuvor optimierten Laserschweißprozess wurde durch zusätzlichen Einsatz eines elektromag-netischen Feldes dessen Wirkung hinsichtlich des Porengehaltes und der Oberflächenrauheit untersucht. Die Auswertung der Schweißnähte erfolgte anhand von Querschliffaufnahmen, Röntgenbildern sowie Computer-Tomographie (CT) Aufnahmen. In Abhängigkeit von der verwendeten magnetischen Fluss-dichte konnte eine Reduktion des Porenanteils von bis zu 75 % erzielt werden, wobei vor allem großvolu-mige Poren erfolgreich aus dem Schmelzbad entfernt werden konnten. Zudem konnte eine Reduktion der Oberflächenrauigkeit von ebenfalls bis zu 75 % erreicht werden. T2 - Assistentenseminar 2017 der Wissenschaftlichen Gesellschaft Fügetechnik e.V. im DVS CY - Rabenau bei Dresden, Sachsen, Germany DA - 06.09.2017 KW - Laserstrahlschweißen KW - Aluminium-Druckguss KW - Auftriebskräfte KW - Elektromagnetische Porenreduktion PY - 2019 SN - 978-3-96144-028-3 VL - 342 SP - 103 EP - 110 PB - DVS Media GmbH CY - Düsseldorf AN - OPUS4-47622 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hlavacek, Petr A1 - Reinemann, Steffi A1 - Gluth, Gregor A1 - Ebell, Gino A1 - Mietz, Jürgen T1 - Behaviour of reinforced alkali-activated fly ash mortars under leaching conditions N2 - Corrosion of steel reinforcement in concrete is one of the major deterioration mechanisms limiting the service life of reinforced concrete structures. While for conventional (Portland cement-based) concretes a great amount of experience exists in this regard, the factors that determine the onset of reinforcement corrosion in alkali-activated materials are incompletely understood yet. One aspect of corrosion protection is leaching and the accompanying changes of the concrete pore solution. In the present study, alkali-activated fly ash mortars with embedded carbon steel rebars were exposed to de-ionised water for periods up to 330 days, and the electrochemical response of the steel (free corrosion potential, polarisation resistance), the alteration of the mortar (ohmic resistance, mechanical strength, pore size distribution) as well as the pore solu¬tion composition were monitored. Although substantial alkali leaching was observed, the pH of the pore solution remained at values sufficient to protect the embedded steel from depassivation. The mortar did not exhibit indications of significant deterioration. Thus, the present results suggest that leaching is not critical for pro¬tec¬tion of steel reinforcement in alkali-activated fly ash mortars and concretes. T2 - International Conference on Sustainable Materials, Systems and Structures (SMSS 2019) CY - Rovinj, Croatia DA - 20.03.2019 KW - Alkali-activated materials KW - Leaching KW - Steel corrosion PY - 2019 AN - OPUS4-47621 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Hahn, Michael A1 - Buzanich, Günter A1 - Jähn, Katharina A1 - Reinholz, Uwe A1 - Radtke, Martin T1 - Analysis of cobalt deposition in periprosthetic bone specimens by high-resolution synchroton XRF in undecalcified histological thin sections N2 - Increasing numbers of implant revisions are a current clinical issue. Interactions of the endoprosthesis biomaterial with the body affect implantation time by wear processes, i.e. corrosion and abrasion. Previously, cobalt-chrome implants were shown to cause high levels of cobalt ions being deposited in the bone matrix. To determine a poten- tial functional role of these ions on bone homeostasis, we have developed a non-destructive dual analysis of highly sensitive elemental analysis by synchrotron XRF directly in undecalcified histological bone thin sections (4 μm). In this study, samples from 28 bone samples from hip endoprosthesis carriers (Surface Replacement Arthroplasty, metal-on-metal bearing) with an implant lifetime of 17–1750 days were used. Results were compared to age- matched control specimens. The histological analysis identified areas of bone cell activity and assigned them for XRF measurements. Co-Cr wear particles were identified in the bone marrow. In addition, Co ions were highly enriched in the mineralized bone matrix. The cobalt deposits were not homogeneously distributed, and areas of high signal intensity were identified. Co was distinctly deposited in the newly formed osteoid layer, but also within deeper layers of the bone matrix, whereby the Co concentration increased with higher degrees of bone matrix mineralization. In the current study, we determined cobalt accumulations in the bone matrix and showed for the first time via synchrotron XRF with a high spatial resolution direct on histological slides, that cobalt deposits in the mineralized bone matrix in a mineral-specific way that is dependent upon the implant lifetime. KW - Implant material KW - Cobalt deposition KW - Bone matrix KW - High-resolution synchrotron XRF KW - Histology PY - 2019 DO - https://doi.org/10.1016/j.mtla.2019.100290 SN - 2589-1529 VL - 6 SP - 100290, 1 EP - 8 PB - Elsevier Inc. CY - Amsterdam, Niederlande AN - OPUS4-47620 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gluth, Gregor A1 - Sturm, Patrick A1 - Brouwers, H.J.H. A1 - Kühne, Hans-Carsten T1 - Shrinkage and bond behaviour of one-part alkali-activated mortars N2 - Mortars for application on concrete, e.g. repair mortars or protective coatings, need to have a durable bond to the substrate. This bond is determined by the adhesion between the two materials and by the differential deformations of the mortar and the substrate. In the present contribution, the hygric deformations (shrinkage/expansion) of novel one-part alkali-activated mortars and their bond to concrete substrates are studied. Shrinkage of the mortars was studied at 50 % r.H., while expansion was studied on mortars stored over an open water surface (> 99% r.H.). The bond behaviour was studied by pull-off tests according to DIN EN 1542 and by optical microscopy. The alkali-activated mortars exhibit hygric deformations much lower than the deformations of an established, commercial mortar for sewer maintenance that was tested as reference in parallel with the alkali-activated mortars. The bond behaviour of the alkali-activated mortars depends strongly on their mix-design and curing. Optical microscopy showed that in the mortars with lower bond strength, cracks developed in the mortar during curing. Mortars with appropriate mix-design and curing did not exhibit cracking, and their pull-off strength (up to > 3 MPa) conformed to the requirements of relevant standards. T2 - International Conference on Sustainable Materials, Systems and Structures (SMSS 2019) CY - Rovinj, Croatia DA - 20.03.2019 KW - Alkali-activated materials KW - Bond strength KW - Hygric deformations KW - Repair mortars KW - Sewer repair PY - 2019 AN - OPUS4-47618 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -