TY - CONF A1 - Weise, Frank T1 - AKR an Betonfahrbahndecken – ausgewählte Einflussgrößen und neuartige AKR-Vermeidungsstrategie N2 - In den letzten Jahren sind im deutschen Bundesautobahnnetz vermehrt Schäden an vor 2005 hergestellten Betonfahrbahndecken aufgetreten, die mit einer Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR) in Verbindung gebracht werden. Vor diesem Hintergrund werden in diesem Beitrag zunächst die Voraussetzungen und ausgewählte Einflussgrößen für eine schädigende AKR aufgezeigt. Besondere Aufmerksamkeit wird dabei der Rolle des Tausalzeintrags durch den Winterdienst bei Betonfahrbahndecken geschenkt. So wird mit Löseversuchen in 1 M KOH-Lösung zweier Gesteinskörnungen bei 80 °C gezeigt, dass mit zunehmender NaCl-Zugabe die Löslichkeit von SiO2 zunimmt und die von Al2O3 eine Verminderung erfährt. Basierend auf dem so exemplarisch erbrachten Nachweis für die Verstärkung der schädigenden AKR durch das Tausalz wird die Notwendigkeit und Richtigkeit der Durchführung von AKR-Betonversuchen mit Alkalizufuhr im ARS 04/2013 zur zukünftigen Vermeidung von AKR-Schäden an Betonfahrbahndecken im Rahmen von Neubau- und Erneuerungsmaßnahmen im Bundesfernstraßennetz belegt. Zusätzlich durchgeführte WS-Grundprüfungen nach dem ARS 04/2013 mit den beiden Gesteinskörnungen der Löseversuche veranschaulichen, dass die nach der Alkali-Richtlinie des DAfStb als unbedenklich eingestuften Gesteinskörnungen bei den Betonversuchen mit Alkalizufuhr durchaus als alkaliempfindlich bewertet werden können. Dies wiederum führt zu einer Verminderung der für den Betonstraßenbau verfügba-ren Gesteinskörnungen. Vor diesem Hintergrund wird nach neuartigen AKR-Vermeidungsstrategien gesucht, die auch eine Verwendung der als grenzwertig alkaliemp-findlich eingestuften Gesteinskörnungen erlaubt. Einen möglichen Lösungsansatz stellt in diesem Kontext die Innenhydrophobierung des Fahrbahndeckenbetons dar. Es soll so durch die Behinderung des Feuchte- und Tausalzeintrags in den Beton der AKR-Schädigungsprozess signifikant vermindert werden. Für die Bewertung der Leistungsfähigkeit der Innenhydrophobierung zur Vermeidung bzw. Verminderung einer schädigenden AKR in Betonfahrbahndecken wird zurzeit im Auftrage der BASt an der BAM ein Forschungsvorha-ben bearbeitet. Im Rahmen dieses Beitrags werden erste Ergebnisse dieses Projekts vorge-stellt. So wird exemplarisch an einem Oberbeton (D > 8)/Unterbeton und einem Oberbeton 0/8 mit einer alkaliempfindlichen Gesteinskörnung der Einfluss zweier Hydrophobierungsmit-tel auf die Frisch- und Festbetoneigenschaften ganzheitlich aufgezeigt und bewertet. Bei Letz-teren stehen zunächst die mechanischen und hygrischen Parameter sowie der Frost-Tausalzwiderstand im Vordergrund. In einem weiteren Schritt wird der Einfluss beider Hydro-phobierungsmittel auf die schädigende AKR mittels AKR-Betonversuchen mit Alkalizufuhr beleuchtet. Dabei gelangen ergänzend zur Beurteilung des Tausalzeintrags die Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) und zur Bewertung der Ausprägung der AKR und sekundä-ren Ettringitbildung (SEB) die Dünnschliffmikroskopie zum Einsatz. T2 - 9. Betonfachtagung CY - Berlin, Germany DA - 12.11.2019 KW - AKR, Betonfahrbahndecke, Tausalzeintrag, Innenhydrophobierung PY - 2019 SN - 978-3-7640-0633-4 SP - 159 EP - 175 PB - Verlag Bau + Technik GmbH CY - Erkrath AN - OPUS4-51563 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schmid, Thomas A1 - Dariz, P. T1 - Raman Microspectroscopic Imaging of Binder Remnants in Historical Mortars Reveals Processing Conditions N2 - Binder remnants in historical mortars represent a record of the connection between the raw materials that enter the kiln, the process parameters, and the end product of the calcination. Raman microspectroscopy combines high structural sensitivity with micrometre to sub-micrometre spatial resolution and compatibility with conventional thin-sectional samples in an almost unique fashion, making it an interesting complementary extension of the existing methodological arsenal for mortar analysis. Raman spectra are vibrational fingerprints of crystalline and amorphous compounds, and contain marker bands that are specific for minerals and their polymorphic forms. Relative intensities of bands that are related to the same crystalline species change according to crystal orientations, and band shifts can be caused by the incorporation of foreign ions into crystal lattices, as well as stoichiometric changes within solid solution series. Finally, variations in crystallinity affect band widths. These effects are demonstrated based on the analysis of three historical mortar samples: micrometric distribution maps of phases and polymorphs, crystal orientations, and compositional variations of solid solution series of unreacted clinker grains in the Portland cement mortars of two 19th century castings, and the crystallinities of thermal anhydrite clusters in a high-fired medieval gypsum mortar as a measure for the applied burning temperature were successfully acquired. KW - Cement clinker remnants KW - High-fired gypsum KW - Thermal anhydrite KW - Spectroscopic imaging KW - Raman microscopy PY - 2019 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-515038 DO - https://doi.org/10.3390/heritage2020102 VL - 2 IS - 2 SP - 1662 EP - 1683 PB - MDPI CY - Basel AN - OPUS4-51503 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Panne, Ulrich T1 - Analytical Sciences: From Ostwald's maid to enabling science N2 - The talk will address the paradigm shift in Analytical Sciences in regard to chemistry as a discipline. To illustrate this metamorphose examples from spectroschemical analysis, ufluidics, bioanalysis, and the didgital transformation of analytical sciences are discussed. T2 - GDCh-Wissenschaftsforum 2019 CY - Aachen, Germany DA - 15.09.2019 KW - Spectrochemical analysis KW - Analytical Sciences PY - 2019 AN - OPUS4-51471 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schaumann, P. A1 - Schürmann, K. A1 - Pittner, Andreas A1 - Rethmeier, Michael T1 - Automatically Welded Tubular X-Joints for Jacket Substructures N2 - To increase the competitiveness of jacket substructures compared to monopiles a changeover from an individual towards a serial jacket production based on automated manufactured tubular joints combined with standardized pipes has to be achieved. Therefore, this paper addresses fatigue tests of automatically welded tubular X-joints focusing on the location of the technical fatigue crack. The detected location of the technical crack is compared to numerical investigations predicting the most fatigue prone notch considering the structural stress approach as well as the notch stress approach. Besides, the welding process of the automated manufactured tubular X-joints is presented. KW - Tubular X-joints KW - Fatigue tests KW - Technical crack detection KW - Local fatigue spproaches PY - 2019 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-513228 DO - https://doi.org/10.1002/cepa.1140 VL - 3 IS - 3-4 SP - 823 EP - 828 PB - Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG CY - Berlin AN - OPUS4-51322 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Javaheri, E. A1 - Pittner, Andreas A1 - Graf, B. A1 - Rethmeier, Michael T1 - Instrumented indentation technique and its application for the determination of local material properties of welded steel structures N2 - The determination of mechanical properties of welded Steel structures such as strength or ductility is a subject of high interest for the majority of Companies in the area of metal Processing. The material Parameters can be obtained by performing the tensile test on the samples made from a part of a component. In some cases, it is highly expensive to produce the tensile specimens especially from the weld metal, which contains different type of microstructure such as weld seam or heat affected zone in an extremely small area. Therefore, a method is described in this paper to determine the material Parameters of high strength Steel structures and welded joints locally and without any additional effort to perform the tensile test. In this method, instrumented indentation technique (IIT), an indenter is pushed on the flat surface of a specimen in a certain period of time and simultaneously the applied force and the corresponding indentation path are measured. The data related to the force-indentation diagram is given as input to an artificial neural network (ANN) to obtain the material Parameters. The ANN can be trained by generating the large qualitative data sets with numerical Simulation of the IIT procedure. The Simulation must be run several times with the different material model parameter sets to generate the numerous force-indentation diagrams as the inputs of ANN. Then, the trained ANN is validated by performing the IIT on the welded joints and comparing the obtained material Parameters from ANN with the tensile test. Consequently, the mechanical properties of welded joints can be determined by performing the IIT and evaluating the resulting data by the ANN. T2 - 39. Assistentenseminar CY - Eupen, Germany DA - 12.09.2018 KW - Steel PY - 2019 SN - 978-396144-070-2 SP - 146 EP - 152 PB - DVS Media GmbH AN - OPUS4-51317 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schnieder, V. A1 - Gumenyuk, Andrey A1 - Rethmeier, Michael T1 - Additive Fertigung von Nickel-Titan-Formgedächtnislegierungen aus den Elementpulvern mittels Laserpulverauftragschweißen N2 - Additive Fertigungsverfahren gewinnen aufgrund der schnellen, flexiblen und kosten-günstigen Fertigung von Bauteilen zunehmend an Bedeutung. Das Laserpulverauf-tragschweißen (LPA) wurde anfangs hauptsächlich als Beschichtungsverfahren ein-gesetzt. Diese Technologie bewerkstelligt aber auch das Reparieren von verschlisse-nen Bauteilen, sodass diese zeitsparend und ressourcenschonend erneuert werden können. Die hohe Aufbaurate, die flexible Pulverzusammensetzung sowie die hohe Endkonturnähe ermöglichen heutzutage die Entwicklung und additive Fertigung von neuen Materialien, wie zum Beispiel Nickel-Titan-Formgedächtnislegierungen. T2 - 39. Assistentenseminar CY - Eupen, Germany DA - 12.09.2018 KW - Laserpulverauftragschweißen PY - 2019 SN - 978-3-96144-070-2 SP - 27 EP - 33 PB - DVS Media GmbH AN - OPUS4-51316 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bühling, Benjamin A1 - Strangfeld, Christoph A1 - Maack, Stefan T1 - OsciCheck - Fluidische Erzeugung eines luftgekoppelten Ultraschallpulses N2 - Das ZIM-Projekt OsciCheck wird vorgestellt, die Funktionsweise eines fluidischen Oszillators erläutert und die nächsten Arbeitsschritte im Projekt dargestellt. T2 - Herbstworkshop der jungen DEGA CY - Berlin, Germany DA - 01.11.2019 KW - Fluidischer Oszillator KW - Ultraschall KW - Luftgekoppelter Ultraschall KW - Zerstörungsfreie Prüfung PY - 2019 AN - OPUS4-51294 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Knorr, Annett A1 - Fayet, G. A1 - Rotureau, P. A1 - Wehrstedt, Klaus-Dieter T1 - Predictive Methods for Determining the Thermal Decomposition Properties of Hazardous Substances N2 - Due to the fast development and availability of computers, predictive approaches are increasingly used in the evaluation process of hazardous substances complementary to experiments. Their use was recommended as alternative to experimental testing by the REACH regulation to complete the lack of knowledge on properties for existing substances that must be registered before 2018 (upon quantities). Among the proposed predictive approaches, Quantitative Structure Property Relationships (QSPR) are powerful methods to predict macroscopic properties from the only molecular structure of substances. In that context, the HAZPRED project (2015-2018, founded by the SAF€RA consortium) aims to develop theoretical models (e.g. QSPR) and small-scale tests to predict complex physico-chemical properties (e.g. thermal stability, explosivity) of hazardous substances to complete the lack of knowledge on these hazardous substances quickly or to understand their decomposition behaviour better. In particular, this contribution will present the work done in this project on the physical hazards of organic peroxides and self-reactive substances: gathering of existing experimental data, new experimental campaigns, review of existing models and proposition of new estimation methods. KW - QSPR KW - HAZPRED KW - Organic peroxides KW - Self-reactive substances PY - 2019 UR - https://www.aidic.it/ DO - https://doi.org/10.3303/CET1977057 SN - 2283-9216 VL - 77 SP - 337 EP - 342 PB - AIDIC CY - Milano AN - OPUS4-51282 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Pimentel, A. S. O. A1 - Guesser, W. L. A1 - Portella, Pedro Dolabella A1 - Woydt, Mathias A1 - Burbank, J. T1 - Slip-rolling behavior of ductile and austempered ductile iron containing niobium or chromium N2 - The use of high niobium alloyed cast iron alloys is a relatively new approach in which the niobium addition intends to improve the properties of the material by the precipitation of hard niobium carbides during solidification. Steels can be replaced by ductile cast iron in some rolling applications, such as gears and cams, in order to reduce material costs. The aim of this work is to evaluate ductile iron alloyed with 1 weight percent (wt.%) niobium for the as cast specimens and with 1.8 wt.% and 2.4 wt.% niobium for the austempered specimens under lubricated slip-rolling tests using mixed/boundary conditions in an Amsler-type machine. Austempered ductile iron (ADI) alloyed with 1 wt.% chromium, or Carbidic ADI, was tested for comparison. For the as cast conditions, the niobium addition resulted in an increase of wear resistance owing to the low contact pressure of these tests. However, for the austempered specimens, the best performance was found for unalloyed ADI. The main factor acting in the initiation and propagation of cracks in ductile iron is the presence of the graphite nodules. The coarse carbides also contributed to the initiation of cracks and spalling of the material. KW - Ductile iron KW - Niobium alloying KW - Slip-rolling KW - Carbidic austempered ductile iron PY - 2019 DO - https://doi.org/10.1520/MPC20180188 SN - 2165-3992 SN - 2379-1365 VL - 8 IS - 1 SP - 402 EP - 418 PB - ASTM International CY - West Conshohocken, Pa. AN - OPUS4-51209 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Linnemann, Konrad A1 - Quercetti, Thomas A1 - Ballheimer, Viktor A1 - Rolle, Annette A1 - Wille, Frank A1 - Kalinina, Elena T1 - Experimentelle und numerische Untersuchungen zur Bewertung der Integrität abgebrannter Brennelemente unter Transportbedingungen N2 - Packages for the transport of spent nuclear fuel shall meet the International Atomic Energy Agency regulations to ensure safety under different transport conditions. The physical state of the spent fuel and the fuel rod cladding as well as the geometric configuration of fuel assemblies are important inputs for the evaluation of the package capabilities under these conditions. The mechanical behavior of spent fuel assemblies shall be analyzed with regard to the assumptions which are used in the containment and criticality safety analysis. The package as a mechanical system is characterized by a complex set of interactions, e. g. between the fuel rods within the assembly as well as between the fuel assemblies, the basket, and the cask containment. This complexity makes it difficult to assume appropriate mechanical loads for the spent fuel inside the package. Another challenge is the assumption of material properties which represent the variation of the fuel rods regarding cladding material, burn-up and the operation history sufficiently. The objective of this paper is to give an overview about the current approaches and research for the evaluation of spent fuel behavior within the package design approval procedure. In this context, analytical, numerical and experimental results are discussed. The presented work is achieved within a collaboration of BAM with national and international partners. T2 - BGZ Fachworkshop Zwischenlagerung CY - Berlin, Germany DA - 22.10.2019 KW - Transportbehälter KW - Radioaktive Stoffe KW - Brennelementverhalten KW - FE-Berechnungen PY - 2019 AN - OPUS4-51174 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Linnemann, Konrad A1 - Quercetti, Thomas A1 - Ballheimer, Viktor A1 - Rolle, Annette A1 - Wille, Frank T1 - Experimental and numerical analyses of spent nuclear fuel behavior under transport conditions N2 - Packages for the transport of spent nuclear fuel shall meet the International Atomic Energy Agency regulations to ensure safety under different transport conditions. The physical state of the spent fuel and the fuel rod cladding as well as the geometric configuration of fuel assemblies are important inputs for the evaluation of the package capabilities under these conditions. The mechanical behavior of spent fuel assemblies shall be analyzed with regard to the assumptions which are used in the containment and criticality safety analysis. The package as a mechanical system is characterized by a complex set of interactions, e. g. between the fuel rods within the assembly as well as between the fuel assemblies, the basket, and the cask containment. This complexity makes it difficult to assume appropriate mechanical loads for the spent fuel inside the package. Another challenge is the assumption of material properties which represent the variation of the fuel rods regarding cladding material, burn-up and the operation history sufficiently. The objective of this paper is to give an overview about the current approaches and research for the evaluation of spent fuel behavior within the package design approval procedure. In this context, analytical, numerical and experimental results are discussed. The presented work is achieved within a collaboration of BAM with national and international partners. T2 - Abteilungskolloquium 3.3 CY - Berlin, BAM Fabeckstraße DA - 02.10.2019 KW - Transportbehälter KW - Radioaktive Stoffe KW - Brennelementverhalten KW - FE-Berechnungen PY - 2019 AN - OPUS4-51173 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Luco Colilles, Arnau T1 - Evaluation of two compact near-infrared spectrometers for the detection of microplastics in soil samples N2 - In the last years, the Process Analytical Technology (PAT) research field has become of great importance due to its connection with the industrial world. This industry related research, along with the evolutionary progress that technology has seen lately, has allowed that key analytical techniques in an industrial environment have undergone a radical development. One of these techniques has been the near-infrared spectroscopy (NIRS). This technique, currently common in "online" industrial analysis, has seen a remarkable revolution, especially since the introduction of the microelectromechanical systems technology (MEMS) in the spectroscopy field. Nowadays it is possible to find compact spectrometers no bigger than a wristwatch in the market. Although there is an unavoidable question: can these compact spectrometers actually compete against the traditional spectrometers? In this project different calibration parameters of two compact NIR spectrometers ("Spectral Engines Oy NIR-One Sensor NM2.0", with 1550 to 1950 nm range; and "NeoSpectra Si-ware", with 1300 to 2550 nm range) were evaluated, and the obtained results were compared with a reference spectrometer ("Bruker Optik GmbH Matrix-F", with 15000 to 4000 cm–1 range). In order to obtain the different calibration parameters, a sequence of quality performance tests were conducted. The results obtained after the different experiments carried out with both compact spectrometers prove that their performance is more than acceptable for routine analysis. Afterward, model samples of different microplastics in soil at different known concentration were analyzed with all three spectrometers. Chemometric models capable to identify and classify microplastics in soil were established. For this analysis five of the most used plastics worldwide were used: polyethylene (PE), polyethylene terephthalate (PET), polypropylene (PP), polystyrene (PS), and polyvinyl chloride (PVC). After the Principal component analysis (PCA), it can be seen that only the NIR-One NM2.0 is capable to differentiate all types of microplastics in soil at concentrations of 1–2 %, while the NeoSpectra Si-ware is unable to identify the PET sample. KW - Near-infrared KW - Microplastics KW - Compact spectrometers PY - 2019 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-511626 UR - http://hdl.handle.net/2445/138198 SP - 1 EP - 29 PB - Universitat de Barcelona CY - Barcelona AN - OPUS4-51162 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Huismann, Sven A1 - Zeiml, M. A1 - Korzen, Manfred A1 - Millard, A. ED - Millard, A. ED - Pimienta, P. T1 - Engineering Modelling N2 - This chapter presents the most commonly used approach to analyse the thermo-mechanical behaviour of concrete structures subjected to high temperatures as in the case of fire loading. Prescriptions of the Eurocode are detailed for the thermal as well as the mechanical analysis. Finally, recommendations from two national (Austrian and German) guidelines give some improvements for Underground infrastructure. KW - Concrete KW - High temperature KW - Stress-strain-relation PY - 2019 SN - 978-3-030-11995-9 DO - https://doi.org/10.1007/978-3-030-11995-9 SN - 2213-204X SN - 2213-2031 SP - 15 EP - 25 PB - Springer CY - Cham, Switzerland AN - OPUS4-51186 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Meftah, F. A1 - Pesavento, F. A1 - Davie, C. A1 - Dal Pont, S. A1 - Zeiml, M. A1 - Korzen, Manfred A1 - Millard, A. ED - Millard, A. ED - Pimienta, P. T1 - Advanced Modelling N2 - In this chapter, advanced models based on a General thermo-Hydro-Mechanical (THCM) Framework are considered. In These approaches, the concrete is considered as a porous medium, the pores of which are partly filled by gas (a mixture of air and vapour) and water. KW - Concrete KW - High temperature KW - Stress-strain-relation PY - 2019 SN - 978-3-030-11994-2 SN - 978-3-030-11995-9 DO - https://doi.org/10.1007/978-3-030-11995-9 SN - 2213-204X SN - 2213-2031 SP - 27 EP - 65 PB - Springer CY - Cham, Switzerland AN - OPUS4-50174 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - THES A1 - Vandrich, Jasmina T1 - Metabolic engineering in Halomonas elongata N2 - Halomonas elongata is a halophilic γ-proteobacterium that synthesizes and accumulates the compatible solute ectoine to cope with osmotic stress in saline environments. Ectoine possesses protecting properties and stabilizes proteins as well as whole cells against stresses like ionizing radiation and cytotoxins. These properties make ectoine a highly demanded ingredient in cosmetics and pharmaceuticals. To date H. elongata is the industrial Producer strain of ectoine, but several metabolic factors for optimum ectoine production remain to be explored. In this work, we used up to date Metabolic engineering approaches following the ‘Push, Pull, Block – strategy’ to examine targets that contribute to ectoine synthesis. Firstly, the basics of glucose catabolism were inspected to PUSH and enhance carbon flow towards ectoine synthesis. Secondly, lysine biosynthesis was targeted to BLOCK a pathway that is competing for precursors with ectoine synthesis. Thirdly, the mechanosensitive (MS) channels of H. elongata have been examined as possible excretion routes for ectoine. An overexpression of the ectoine excretion channels potentially could PULL out product at the end of ectoine synthesis and increase overall ectoine flux. For the interrogation of central metabolic pathways, we established the new molecular tool CRISPR-mediated interference (CRISPRi) for targeted modulation of gene expression. PUSH Glucose catabolism through the Entner-Doudoroff (ED) and Emden-Meyerhof-Parnas (EMP) pathway was targeted with CRISPRi and examined on gene expression level for ist response to changing salinity and different carbon sources. Changing salinity did not influence gene expression levels of glucose catabolism but the carbon source glucose triggered glycolysis through the (ED) pathway. When gene expression of the ED pathway was downregulated with CRISPRi, the growth rates remained constant. The observations indicate a metabolic overflow mechanism for glycolysis, in which fluxes are constantly high - even at lower salinity when no resources are demanded for ectoine synthesis. The further analysis of glucose to product conversion rates will advise optimum conditions for future industrial cultivation processes. BLOCK Lysine biosynthesis was downregulated with CRISPRi, which led to a significant increase in ectoine production. Hence, the blockage of lysine biosynthesis would be a valuable strategy for the optimization of the industrial producer strain in future studies. PULL MS channels and ectoine regulation are inevitably connected in osmoadaptation. Therefore, ectoine excretion, growth performance and gene expression levels of the MS channels were monitored in steady state conditions and in response to osmotic shock in the wildtype strain and in a MS channel deletion mutant. We observed that the MS channels were essential for the survival of osmotic shock but surprisingly their presence reduced cell growth under high salinity. The MS channels were only partially responsible for ectoine excretion. Thus, alternative ectoine excretion channels must exist and remain to be explored. KW - Halomonas elongata KW - Ectoine KW - CRISPR dCas9 PY - 2019 SP - 1 EP - 94 CY - Potsdam AN - OPUS4-51094 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Scholtz, G. A1 - Staude, Andreas A1 - Dunlop, J.A. T1 - Trilobite compound eyes with crystalline cones and rhabdoms show mandibulate affinities N2 - Most knowledge about the structure, function, and evolution of early compound eyes is based on investigations in trilobites. However, these studies dealt mainly with the cuticular lenses and little was known about internal anatomy. Only recently some data on crystalline cones and retinula cells were reported for a Cambrian trilobite species. Here, we describe internal eye structures of two other trilobite genera. The Ordovician Asaphus sp. reveals preserved crystalline cones situated underneath the cuticular lenses. The same is true for the Devonian species Archegonus (Waribole) warsteinensis, which in addition shows the fine structure of the rhabdom in the retinula cells. These results suggest that an apposition eye with a crystalline cone is ancestral for Trilobita. The overall similarity of trilobite eyes to those of myriapods, crustaceans, and hexapods corroborates views of a phylogenetic position of trilobites in the stem lineage of Mandibulata. KW - Trilobite compound eyes KW - Computed Tomography PY - 2019 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-510784 DO - https://doi.org/10.1038/s41467-019-10459-8 SN - 2041-1723 VL - 10 SP - 2503 PB - Nature AN - OPUS4-51078 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Oesch, Tyler A1 - Stenzel, Ludwig A1 - Weise, Frank T1 - Non-destructive Evaluation of the Contribution of Polymer-Fibre Orientation and Distribution Characteristics to Concrete Performance during Fire N2 - Although concrete itself is not a combustible material, concrete mixtures with high density, such has high-performance concretes (HPCs), are susceptible to significant damage during fires due to explosive spalling. Past research has shown that the inclusion ofpolymer fibres in high density concrete can significantly mitigate this fire damage. The exact mechanisms causing this increased spalling resistance are not yet fully understood, but it is thought that the fibres facilitate moisture transport during fire exposure, which in turn contributes to relief of internal stresses in the spalling-susceptible region. In this study, X-ray Computed Tomography (CT) was applied to observe the interaction between polymer fibres and cracking during thermal exposure. For this purpose, two concrete samples containing different polymer fibre types were subjected to incremental application of a defined thermal exposure. CT images were acquired before and after each thermal exposure and powerful image processing tools were used to segment the various material components. This enabled a detailed analysis of crack formation and propagation as well as the visualization and quantification of polymer fibre characteristics within the concrete. The results demonstrated that the orientation of both fibres and cracks in polymerfibre reinforced concrete tend to be anisotropic. The results also indicated that crack geometry characteristics may be correlated with fibre orientation, with cracks tending to run parallel to fibre beds. Clear quantitative relationships were also observed between heating and increasing cracking levels, expressed in terms of both crack surface area and crack volume. KW - Concrete KW - Fire resistance KW - Polymer fibre PY - 2019 SN - 978-3-030-00867-3 DO - https://doi.org/10.1007/978-3-030-00868-0_4 VL - 95 SP - 51 EP - 73 PB - Springer Nature Switzerland AG CY - Zürich AN - OPUS4-51077 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Khrapov, D. A1 - Surmeneva, M. A1 - Koptioug, A. A1 - Evsevleev, Sergei A1 - Léonard, Fabien A1 - Bruno, Giovanni A1 - Surmenev, R. T1 - X-ray computed tomography of multiple-layered scaffolds with controlled gradient cell lattice structures fabricated via additive manufacturing N2 - In this paper we report on the characterization by X-ray computed tomography of calcium phosphate (CaP) and polycaprolactone (PCL) coatings on Ti-6Al-4V alloy scaffolds used as a material for medical implants. The cylindrical scaffold has greater porosity of the inner part than the external part, thus, mimicking trabecular and cortical bone, respectively. The prismatic scaffolds have uniform porosity. Surface of the scaffolds was modified with calcium phosphate (CaP) and polycaprolactone (PCL) by dip-coating to improve biocompatibility and mechanical properties. Computed tomography performed with X-ray and synchrotron radiation revealed the defects of structure and morphology of CaP and PCL coatings showing small platelet-like and spider-web-like structures, respectively.  KW - Mechanical Engineering KW - Maskinteknik PY - 2019 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-510763 DO - https://doi.org/10.1088/1742-6596/1145/1/012044 SN - 17426588 VL - 1145 SP - 012044 PB - IOP AN - OPUS4-51076 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - THES A1 - Berchtold, Florian T1 - Metamodel for complex scenarios in fire risk analysis of road tunnels N2 - The risk analysis of road tunnels faces a growing complexity in fire scenarios, e.g. caused by new energy carriers. Essentially, such complex scenarios involve many interactions between the tunnel users, the fire source and the safety measures. One example is the alarm of tunnel users either initiated by the perception of smoke or by the fire alarm system. To consider these interactions for the quantification of consequences, e.g. fatalities, risk analysis requires a complex model. However, the complex model can compute in practice only few discrete scenarios due to its high computational cost, whereas risk analysis generally needs the consequences of a high number of random scenarios. Metamodels can solve this contradiction. They are able to approximate the consequences of many random scenarios with low computational cost based on the consequences of few discrete scenarios computed with the complex model. The efficiency of metamodels depends on the required number of these discrete scenarios. In this sense, this dissertation proposes an efficient metamodel within an innovative methodology for risk analysis of road tunnels to allow to consider an increased complexity of scenarios. This metamodel applies the following methods or models: the projection array-based design method specifies the experimental design for the discrete scenarios; the combination of the fire model FDS and the microscopic evacuation model FDS+Evac constitutes the complex model; and moving least squares produces the response surface model. The response surface model approximates the consequences of the random scenarios and therewith introduces an uncertainty, called metamodel uncertainty, which is quantified with the prediction interval method. Additionally, stochastic individual characteristics of tunnel users in discrete scenarios computed with FDS+Evac attribute evacuation uncertainties to the consequences. An original development in this dissertation, the ’direct approach’, directly transfers the evacuation uncertainties of the discrete scenarios to any random scenario. The evaluation of the metamodel in this dissertation shows following results. Firstly, the response surface model sufficiently represents the consequences of the complex model. Secondly, the metamodel uncertainty is also essential for this representation, but the prediction interval method reveals a drawback in the risk analysis. Potential approaches to deal with this drawback are discussed. Finally, the direct approach reproduces the evacuation uncertainty of the complex model which then clearly affects the consequences of random scenarios. Therefore, the consideration of the evacuation uncertainty plays an important role for the risk analysis. Furthermore, the projection array-based design method was adapted in this dissertation with two approaches, namely the combination of the experimental designs for FDS and FDS+Evac as well as their sequential refinement. Both approaches contribute to the efficiency of the metamodel. These results lead to following conclusions. Firstly, the metamodel efficiently integrates the consequences of discrete scenarios into risk analysis and thus allows to consider an increased complexity. Secondly, the metamodel is an advancement for risk analysis not only for road tunnelsbutalsomoregeneralinfiresafetyengineering. Forthesetworeasons,themetamodel might be interesting for other methodologies for risk analysis. In addition, the metamodel is generic and is therefore widely applicable on other issues beside from risk analysis, e.g. to assess the safety of structures related to time-consuming experiments depending on multiple variables. N2 - Risikoanalysen für Straßentunnel müssen eine immer größere Komplexität in Brandszenarien berücksichtigen, beispielsweise verursacht durch neue Energieträger. Dabei hängt die Komplexität von Szenarien mit einer Vielzahl von Interaktionen zwischen den Tunnelnutzern, der Brandquelle und den Sicherheitsmaßnahmen zusammen. Zum Beispiel werden Tunnelnutzer entweder direkt durch Rauch oder durch die Brandmeldeanlage alarmiert. Um die Interaktionen bei der Berechnung der Konsequenzen, wie z.B. getötete Personen, zu berücksichtigen, benötigen Risikoanalysen komplexe Modelle. Allerdings können komplexe Modelle wegen ihres hohen Zeitaufwandes nur wenige diskrete Szenarien simulieren, wohingegen Risikoanalysen auf Konsequenzen einer Vielzahl von Zufallsszenarien basieren. Als Lösung dieses Widerspruchs kommen Metamodelle in Betracht. Sie können die Konsequenzen von vielen Zufallsszenarien innerhalb kurzer Zeit näherungsweise berechnen und verwenden dafür die Konsequenzen von wenigen mit dem komplexen Modell simulierten diskreten Szenarien. Die Effizienz von Metamodellen hängt dabei mit der nötigen Anzahl von diskreten Szenarien zusammen. Demnach wird in dieser Dissertation ein effizientes Metamodell in eine selbst erstellteMethodikzurRisikoanalysefürStraßentunnelintegriert,umdamiteinehöhereKomplexität der Szenarien einbeziehen zu können. Das Metamodell setzt sich aus folgenden Methoden und Modellen zusammen: die ’projection array-based design’-Methode definiert den Simulationsplan für die diskreten Szenarien; eine Kombination aus dem Brandmodell FDS und dem mikroskopischen Evakuierungsmodell FDS+Evac bildet das komplexe Modell; und ’moving least squares’ dient zur Erstellung des Antwortflächenmodells. DasAntwortflächenmodellberechnetnäherungsweisedieKonsequenzen der Zufallsszenarien und erzeugt dadurch eine Unsicherheit, die Metamodellunsicherheit. Sie wird mit der ’prediction interval’-Methode bestimmt. Zusätzlich verursachen individuelle Eigenschaften der Tunnelnutzer in den mit FDS+Evac simulierten diskreten Szenarien Evakuierungsunsicherheiten in den Konsequenzen. Ein in der Dissertation neu entwickelter Ansatz, der ’direkte Ansatz’, überträgt die Evakuierungsunsicherheit der diskreten Szenarien unmittelbar auf die Zufallsszenarien. Die Untersuchung des Metamodels in der Dissertation führte zu folgenden Ergebnissen. Erstens,dasAntwortflächenmodellbildetdieKonsequenzenderdiskretenSzenarienausreichend genau ab. Zweitens, dazu trägt die Metamodellunsicherheit wesentlich bei. Allerdings zeigt die ’prediction-interval’-Methode einen Nachteil für die Risikoanalyse. Zur Lösung dieses Nachteils werden potentielle Ansätze diskutiert. Und drittens, der direkte Ansatz gibt die Evakuierungsunsicherheiten des komplexen Modells wieder, welche dann die Konsequenzen der Zufallsszenarien deutlich beeinflussen. Aus diesem Grund ist die Evakuierungsunsicherheit für die Risikoanalyse wichtig. Zusätzlich wurde die ’projection array-based design’Methode in dieser Dissertation mit zwei Ansätzen angepasst: der Verknüpfung beider Simulationspläne für FDS und FDS+Evac sowie deren schrittweisen Verfeinerung. Die Effizienz des Metamodels wird durch beide Ansätze erhöht. Diese Ergebnisse führen zu folgenden Schlussfolgerungen: erstens, das Metamodell integriert die Konsequenzen der diskreten Szenarien auf eine effiziente Weise in die Risikoanalyse und ermöglicht dadurch die Berücksichtigung einer höheren Komplexität; und zweitens, das Metamodell stellt einen Fortschritt für Risikoanalysen nicht nur für Straßentunnel sondern auch allgemein im Brandingenieurwesen dar. Aus diesen beiden Gründen kann das Metamodell für andere Methodiken zur Risikoanalyse interessant sein. Zudem ist das Metamodel flexibel auf andere Problemstellungen außerhalb der Risikoanalyse anwendbar, wie z.B. der Bewertung der Bauwerkssicherheit, welche von zeitaufwändigen Untersuchung und mehreren Variablen abhängt. KW - Metamodel KW - Surrogate KW - Uncertainty KW - Risk KW - Consequence KW - Fire KW - Evacuation KW - Tunnel PY - 2019 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:468-20200114-101029-6 DO - https://doi.org/10.25926/evq8-h241 SP - 1 EP - 171 PB - Bergische Universität Wuppertal CY - Wuppertal AN - OPUS4-51039 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - THES A1 - Otto, Peter T1 - Explicit dynamics and regularization in impact simulation N2 - Die Simulation des Materialverhaltens für ein Aufprallproblem erfordert sowohl präzise Methoden für die Kontaktformulierung als auch für die Wellenausbreitung nach dem Aufprall. Das numerische Modell des Aufprallproblems ist schlecht gestellt, weil die plötzliche Änderung der Geschwindigkeiten im Kontaktbereich zu unbegrenzten Beschleunigungen bei gleichzeitig kleiner werdenden Zeitschritten führt. Daraus resultieren Oszillationen in den Kontaktspannungen, die sich im Material ausbreiten. Bei einem dehnratenabhängigen Material, wie z.B. Beton, führen diese Oszillationen zu erheblichen numerischen Fehlern und falschen Vorhersagen für die Festigkeit des Materials. Eine Regularisierung ist daher erforderlich, um die Oszillationen zu vermeiden. Ein weiterer wichtiger Punkt ist die numerische Lösung des Kontaktproblems. Bei der Simulation des Aufprallproblems muss das nichtlineare Kontaktproblem in jedem Zeitschritt gelöst werden. Die Mortar-Methode mit der Segmentierung des Kontaktbereichs hat sich als sehr präzise erwiesen, stellt aber ein rechen- und entwicklungstechnisch aufwendiges Verfahren, vor allem für 3D Probleme, dar. Die numerische Modellierung des nachfolgenden Wellenausbreitungsproblems erfordert kleine Zeitschritte, um die Ausbreitung der Welle genau zu erfassen. Implizite Verfahren sind deshalb zu aufwendig. Explizite Verfahren sind effizient, allerdings nur wenn die Massenmatrix diagonal ist. In diesem Fall wird die Lösung eines linearen Gleichungssystems in jedem Zeitschritt vermieden. In dieser Arbeit wird für die numerische Lösung des Kontaktproblems ein gekoppelter finite Elemente - Non-Uniform Rational B-Spline (FE-NURBS) Ansatz verwendet. In dem gekoppelten Ansatz, wird eine NURBS Kurve bzw. Oberfläche zwischen die im Kontakt befindlichen Körper gebracht. Die Körper sind mit finiten Elementen vernetzt und die NURBS Schicht wird verwendet, um die Kontaktkräfte zu berechnen. Dadurch wird eine glatte isogeometrische Kontaktformulierung erreicht. Folglich kann eine Segmentierung des Kontaktbereichs vermieden und eine effiziente elementweise Integration zur Berechnung der Kontaktkräfte eingesetzt werden. Die Regularisierung des Aufprallproblems erfolgt mit einer nichtlinearen Penalty-Formulierung. Die Penalty-Funktion ist ein Polynom, was einen glatten Übergang zwischen Nicht-Kontakt und Kontakt während des Aufpralls ermöglicht. Die Penalty-Formulierung ist netzabhängig und wird steifer mit feiner werdendem Netz, wobei Oszillationen in den Kontaktpannungen weiterhin nicht auftreten. Zur effizienten Raum- und Zeitdiskretisierung für das Wellenausbreitungsproblem werden Verfahren höherer Ordnung eingesetzt. Explizite Zeitintegration wird kombiniert mit Raumdiskretisierung, die mit spektralen finiten Elementen erfolgt. N2 - The simulation of the structural response for impact scenarios strongly requires an accurate simulation of both the impact event as well as the subsequent wave propagation. The numerical modeling of the impact event is intrinsically ill-posed due to the instantaneous changes of velocities in the contact area, leading to unbounded accelerations for decreasing time steps which causes oscillations in the contact stresses. These oscillations then propagate into the bulk material. Using a rate dependent material model, like concrete, they might lead to significant errors and a wrong prediction of the structural response. A regularization is thus required to avoid oscillations in the contact stresses. Another issue is related to the numerical computation of the contact conditions. In impact simulations, the nonlinear contact computation needs to be evaluated in every time step. A segmentation technique of the contact area is accurate but time consuming and may result in a bottleneck for the simulation and implementation, especially for 3D problems. The modeling of the subsequent wave propagation requires small time steps, which is primarily due to accuracy reasons. Implicit schemes are thus not affordable. Explicit time integration schemes are efficient only for diagonal mass matrices, as in this case no solution of a linear system is required. In this work, a coupled finite element - Non-Uniform Rational B-Spline (FE-NURBS) approach is applied to impact problems. The coupled approach uses an intermediate NURBS layer to compute the contact forces between the contacting bodies discretized by FEs. The advantages of a smooth isogeometric contact formulation are used to compute the contact forces. A segmentation of the contact area is avoided and an efficient element-based integration is used. The impact event is regularized using a mesh dependent nonlinear penalty approach. The penalty function is a polynomial which ensures a smooth transition between the noncontact and the contact state during the impact. For finer meshes, the penalty regularization becomes stiffer while still avoiding artificial oscillations in the contact stresses. Efficient higher order space and time discretizations are used to model the wave propagation. Explicit time integration is combined with higher order spectral element spatial discretization. KW - Explicit dynamics KW - Impact simulation KW - Isogeometric analysis KW - Mortar method KW - Spectral elements PY - 2019 SN - 978-3-920395-70-8 SP - 1 EP - 104 CY - Braunschweig AN - OPUS4-51032 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schilling, Markus A1 - Marschall, Niklas A1 - Niebergall, Ute A1 - Böhning, Martin T1 - An optical criterion for the assessment of Full-Notch Creep Test (FNCT) fracture surfaces N2 - The full-notch creep test (FNCT) is a common method to evaluate the environmental stress cracking (ESC) behavior of high-density polyethylene (PE-HD) container materials . The test procedure as specified in ISO 16770 provides a comparative measure of the resistance against ESC using the time to failure of specimens mechanically loaded in a well-defined liquid environment. Since the craze-crack damage mechanism underlying the ESC process is associated with brittle failure, the occurrence of globally brittle fracture surfaces is a prerequisite to consider an FNCT measurement as representative for ESC . Therefore, an optical evaluation of FNCT fracture surfaces concerning their brittleness is essential. Due to the experimental setup, an inevitable increase of the true mechanical stress and the associated appearance of small ductile parts on fracture surfaces is induced in any case. Hence, an FNCT experiment is considered as 'valid', if the corresponding fracture surface is predominantly brittle . Based on laser scanning microscopy (LSM) height data of FNCT fracture surfaces , a universal and easy-to-use phenomenological criterion was developed to assess the validity of distinct FNCT experiments. This criterion is supposed to facilitate a quick evaluation of FNCT results in practical routine testing. T2 - PPS Europe-Africa 2019 Regional Conference (PPS 2019) CY - Pretoria, South Africa DA - 18.11.2019 KW - Full-Notch Creep Test (FNCT) KW - Polyethylene, PE-HD KW - Fracture surface analysis KW - Environmental stress cracking (ESC) KW - Optical criterion KW - Brittle fracture PY - 2019 AN - OPUS4-50940 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schilling, Markus A1 - Niebergall, Ute A1 - Böhning, Martin T1 - Addressing ESC using FNCT enhanced by optical fracture surface analysis N2 - During their lifetime, polymer components subjected to mechanical loads and environmental influences show a loss of their mechanical properties required for their specific applications. In this respect, the craze-crack damage mechanism slow crack growth (SCG) is relevant for PE-HD components used in high-performance applications such as pipes and containers for the storage and transport of dangerous goods. SCG is considered to be the major failure mechanism in polyolefins and it typically occurs suddenly and unexpectedly. Due to the fields of application, SCG is a safety relevant issue. To test for the resistance of PE-HD pipe and container materials against SCG, the full-notch creep test (FNCT) is widely applied in Europe. In this study, SCG phenomena in PE-HD are investigated in detail based on an improved FNCT, especially including the consideration of the influence of environmental liquids effecting the damage mechanism. Using an enhanced fracture surface and a crack propagation analysis with imaging techniques such as light microscopy (LM), laser scanning microscopy (LSM), X-ray computed tomography (CT-scan) and scanning electron microscopy (SEM), detailed data concerning SCG are obtained. The combined application of FNCT and such imaging techniques is explicitly advantageous and recommended to gain important information on damage occurring to PE-HD induced by mechanical stress and the influence of environmental liquids, which is essential within the Fourth Industry Revolution. T2 - PPS Europe-Africa 2019 Regional Conference (PPS 2019) CY - Pretoria, South Africa DA - 18.11.2019 KW - Polyethylene, PE-HD KW - Full-Notch Creep Test (FNCT) KW - Fracture surface analysis KW - Slow crack growth KW - Environmental stress cracking KW - Laser Scanning Microscopy (LSM) KW - Scanning Electron Microscopy (SEM) PY - 2019 AN - OPUS4-50939 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ahmadi, Samim A1 - Thiel, Erik A1 - Karagianni, Christina A1 - Hirsch, Philipp Daniel A1 - Burgholzer, P. A1 - Mayr, G. A1 - Jung, P. A1 - Caire, G. A1 - Ziegler, Mathias T1 - Photothermal super resolution image reconstruction using structured 1D laser illumination N2 - The separation of two closely spaced defects in fields of Thermographic NDE is very challenging. The diffusive nature of thermal waves leads to a fundamental limitation in spatial resolution. Therefore, super resolution image reconstruction can be used. A new concerted ansatz based on spatially structured heating and joint sparsity of the signal ensemble allows for an improved reconstruction of closely spaced defects. This new technique has been studied using a 1D laser array with randomly chosen illumination pattern. This paper presents the results after applying super resolution algorithms, such as the iterative joint sparsity (IJOSP) algorithm, to our processed measurement data. Different data processing techniques before applying the IJOSP algorithm as well as the influence of regularization parameters in the data processing techniques are discussed. Moreover, the degradation of super resolution reconstruction goodness by the choice of experimental parameters such as laser line width or number of measurements is shown. The application of the super resolution results in a spatial resolution enhancement of approximately a factor of four which leads to a better separation of two closely spaced defects. T2 - Quantitative Nondestructive Evaluation Conference 2019 CY - Portland, OR, USA DA - 14.07.2019 KW - Super resolution KW - Photothermal KW - Thermography KW - Laser PY - 2019 SP - Paper 8593, 1 PB - ASME AN - OPUS4-50924 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Kluge, Martin T1 - Experimentelle Untersuchungen zu Schäden an Folien- und Membranabdeckungen im Biogasbereich N2 - Bei Störfallauswirkungsbetrachtungen an Biogasanlagen muss das Versagen der Folien- oder Membranabdeckung des Fermenters untersucht werden. Hierbei sind insbesondere Risse in derselben hinsichtlich des austretenden Massenstromes an Biogas zu bewerten, ebenso wie der durch eine Zündung resultierende Flammenstrahl. Zurzeit existieren für Folien- oder Membranabdeckungen jedoch keine Erkenntnisse zu realistischen Ausflussziffern für die Massenstromberechnung. Im Leitfaden KAS-32 wird für Störfallauswirkungsbetrachtungen für die Berechnung des austretenden Massenstromes eine Ausflussziffer von 1 und eine „Leckfläche“ von 0,6 m2 vorgegeben. Die Anwendbarkeit verfügbarer Modelle zur Berechnung des Flammenstrahls ist bisher ebenso ungeklärt. Um diese Fragestellungen zu untersuchen, wurden in der BAM Versuche zur Bestimmung der Ausflussziffer, sowie der Zündung des austretenden Gases an einem 80 m3 Sack zur Speicherung von Biogas durchgeführt, der aus demselben Material besteht wie die in Biogasanlagen verwendeten Folien- und Membranabdeckungen. T2 - 14. Fachtagung Anlagen-, Arbeits- und Umweltsicherheit CY - Köthen, Germany DA - 07.11.2019 KW - Biogas KW - Riss KW - Folie KW - Ausflussziffer PY - 2019 AN - OPUS4-50864 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Kluge, Martin T1 - Experimentelle Untersuchungen zu Schäden an Membranabdeckungen im Biogasbereich N2 - Bei Störfallauswirkungsbetrachtungen an Biogasanlagen muss das Versagen der Membranabdeckung des Fermenters untersucht werden. Hierbei sind insbesondere Risse in derselben hinsichtlich des austretenden Massenstromes an Biogas zu bewerten, ebenso wie der durch eine Zündung resultierende Flammenstrahl. Zurzeit existieren für Membranabdeckungen jedoch keine Erkenntnisse zu realistischen Ausflussziffern für die Massenstromberechnung. Im Leitfaden KAS-32 wird für Störfallauswirkungsbetrachtungen für die Berechnung des austretenden Massenstromes eine Ausflussziffer von 1 und eine „Leckfläche" von 0,6 m2 vorgegeben. Die Anwendbarkeit verfügbarer Modelle zur Berechnung des Flammenstrahls ist bisher ebenso ungeklärt. Um diese Fragestellungen zu untersuchen, wurden in der BAM Versuche zur Bestimmung der Ausflussziffer, sowie der Zündung des austretenden Gases an einem 80 m3 Sack zur Speicherung von Biogas durchgeführt, der aus demselben Material besteht wie die in Biogasanlagen verwendeten Membranabdeckungen. T2 - 14. Fachtagung Anlagen-, Arbeits- und Umweltsicherheit CY - Köthen, Germany DA - 07.11.2019 KW - Biogas KW - Ausflussziffer KW - Membranabdeckung PY - 2019 SN - 978-3-89746-220-5 VL - 2019 SP - 142 EP - 152 AN - OPUS4-50857 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Nazarzadehmoafi, Maryam A1 - Zscherpel, Uwe A1 - Metz, Christian A1 - Li, Zongshu A1 - Jaenisch, Gerd-Rüdiger A1 - Waske, Anja T1 - Zerstörungsfreie Defekterkennung in additiv gefertigten Stufenkeilen aus Kunststoff mittels Röntgen-Rückstreuung N2 - Die Additive Fertigung (AM) wird eingesetzt, um komplexe Bauteile für die Luftfahrt-, Medizin- und Automobilindustrie kostengünstig und zeitsparend herzustellen. Der Einsatz von AM in der Industrie erfordert eine strenge Qualitätskontrolle der hergestellten Teile, um die geforderten Normen erfüllen zu können. Aus diesem Grund spielen die Prozessüberwachung und die Anwendung von Methoden der zerstörungsfreien Prüfung eine große Rolle, was im Fokus unserer aktuellen Forschung steht. In dieser Arbeit benutzen wir Röntgenrückstreuung, welche lediglich einen einseitigen Zugang zum Objekt benötigt, um innenliegende, künstlich hergestellte Defekte in additiv gefertigten Stufenkeilen aus Polyamid 12 (PA 12, Laser Sintering) sowie Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS, Fused Layer Modeling) zu untersuchen. Dafür wurde ein von der Firma AS&E (Boston, USA) konstruierter Prototyp verwendet, der ursprünglich für den Sicherheitsbereich entwickelt wurde. Die Messung der Rückstreuung basiert auf der Flying-Spot Technik mit einem stark kollimierten Nadelstrahl, erzeugt von einem rotierenden Kollimator, wobei großflächige Detektoren die rückgestreute Strahlung sammeln. Da die Anforderungen an die räumliche Auflösung sowie die Kontrastempfindlichkeit in der zerstörungsfreien Prüfung (ZfP) über denen im Sicherheitsbereich liegen, ist eine Optimierung des Prototyps notwendig, um eine Bildqualität zu erreichen, wie sie in der ZfP gefordert ist. Darüber hinaus wurden klassische Durchstrahlungsprüfungen durchgeführt, um die Fähigkeit des Rückstreusystems bei der Defekterkennung in den untersuchten Objekten einschließlich innenliegender Defekte vergleichen und bewerten zu können. Die nachweisbaren Poren und Lufteinschlüsse sind in den Durchstrahlungsaufnahmen, besonders bei den PA 12 Proben, kleiner als in den mittels Rückstreuung erzeugten Bildern. Daher ist eine weitere Optimierung des AS&E- Prototypen notwendig und zusätzliche Untersuchungen sind erforderlich, um die ZfP-Anforderungen zu erfüllen und die Anwendungsgrenzen dieses Geräts zu ermitteln. Jedoch zeigen Vergleichsmessungen mit gedruckten Leichtmetallen (Al), dass die Rückstreutechnik eine vielversprechende Methode zur in-situ Qualitätssicherung mehrerer cm großer Bauteile mit inneren Defekten ab ca. 400 μm Größe ist. T2 - Werkstoffwoche 2019 CY - Dresden, Germany DA - 18.09.2019 KW - Kunststoff und Röntgen-Rückstreuung KW - ZfP KW - Additive Fertigung PY - 2019 AN - OPUS4-50854 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kranzmann, Axel A1 - Midtlyng, Jan A1 - Schlitte, I.-V. A1 - Escoda de Pablo, S. T1 - Corrosion of VM12 SHC in Salt melt N2 - Alkali and alkaline earth chlorides are discussed as heat storage media and are characterized by their low price and high availability. Disadvantages are a high corrosion rate and formation of Cr6+ ions in the melt, as observed in various binary chlorine salt melts. In our work the system NaCl-KCl-MgCl2 is considered. The storage capacity in this salt system is between 2 and 3 MWh per 10 t salt, depending on composition, melting temperature and working temperature. At the same time the system offers a eutectic line, which allows a high variance of the composition and possibly different corrosion rates can be observed. Corrosion tests in melts were carried out and the corrosion layers investigated. The tests with chloride melts on 12% Cr steel show an inner corrosion zone of up to 40 µm depth after 96 hours. The corrosion mechanisms and potential solutions are discussed. T2 - EUROCORR 2019 CY - Sevilla, Spain DA - 09.09.2019 KW - Salt melt KW - Corrosion KW - VM12 SHC PY - 2019 AN - OPUS4-50759 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bayane, I. A1 - Long, Lijia A1 - Thöns, Sebastian A1 - Brühwiler, E. T1 - Quantification of the conditional value of SHM data for the fatigue safety evaluation of a road viaduct N2 - Fatigue safety verification of existing bridges that uses ‘‘re-calculation’’ based on codes, usually results in insufficient fatigue safety, triggering invasive interventions. Instead of “re-calculation”, Structural Health Monitoring (SHM) should be used for the assessment of the existing bridges. Monitoring systems provide data that can reduce uncertainties associated with the fatigue loading process and the structural resistance. The objective of this paper is to quantify the value of the SHM system implemented in a 60-years-old road viaduct to investigate its fatigue safety, through modeling of the fundamental decisions of performing monitoring in conjunction with its expected utility. The quantification of the conditional value of information is based on the decision tree analysis that considers the structural reliability, various decision scenarios as well as the cost-benefit assessments. This leads to a quantitative decision basis for the owner about how much time and money can be saved while the viaduct fulfills its function reliably and respects the safety requirements. The originality of this paper stands in the application of the value of information theory to an existing viaduct considering the fatigue failure of the system based on the monitoring data and the cost-benefit of monitoring method. T2 - 13th International Conference on Applications of Statistics and Probability in Civil Engineering CY - Seoul, South Korea DA - 26.05.2019 KW - Fatigue safety KW - Value of information PY - 2019 SP - 275 EP - 288 CY - Seoul, South Korea AN - OPUS4-50809 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schmidt, Anita T1 - Aktuelles zur Sicherheit von Lithium-Ionen Akkus - Lagerung, Transporte, Brandschutzkonzepte N2 - Sicherheitskonzepte werden für die verschiedenen Szenarien für Lithiumakkus benötigt: Vor allem für den Bereich der Lagerung gibt es im Moment nur wenige Vorgaben. Im Vortrag werden verschiedene Brandschutzkonzepte vorgestellt. Für die Lagerung werden Empfehlungen ausgesprochen, die teilweise an die Vorgaben der Transportvorschriften anknüpfen. T2 - Forum 2019 zur Schadenverhütung der Arbeitsgemeinschaft Berlin Brandenburg (AGS) und AGBB Berlin e.V. CY - Berlin, Germany DA - 23.10.2019 KW - Lithiumbatterien KW - Brandschutzkonzepte KW - Lagerung KW - Gefahrguttransport PY - 2019 AN - OPUS4-50807 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schmidt, Anita T1 - Zulassungsregeln für Verpackungen von Lithiumbatterien N2 - Sicherer Transport defekter Batterien im Aufgabenbereich der BAM. T2 - 12. Fachkonferenz Lithiumbatterien CY - Frankfurt a.M., Germany DA - 21.01.2019 KW - Lithiumbatterien KW - ADR KW - Gefahrguttransport PY - 2019 AN - OPUS4-50803 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schmidt, Anita T1 - Aktuelle Forschung - Technik für sichere Gefahrguttransporte N2 - Lithiumbatterien, Tanks und Druckgasflaschen: Ihnen ist gemeinsam, dass Gefahrguttransporte mit Ihnen sicher erfolgen müssen. Um dies zu gewährleisten, führt die BAM verschiedene Untersuchungen und Forschungsvorhaben durch. T2 - 35. Internationale Gefahrgut-Tage Hamburg CY - Hamburg, Germany DA - 17.02.2019 KW - Lithiumbatterien KW - Druckgefäße KW - Gefahrguttransport KW - ADR KW - Sicherheit PY - 2019 AN - OPUS4-50802 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schmidt, Anita T1 - New ADR regulations for critical lithium batteries N2 - End of life batteries may be damaged or defective and may cause the risk of dangerous reactions. New ADR regulations allow them nevertheless to be tansported with the specifications of the national competent authority. BAM's approach. T2 - End-of-Life Batteries from Electrified Vehicles CY - Fredrikstad Oslo, Norway DA - 13.06.2019 KW - Dangerous goods KW - Defective Lithium batteries KW - ADR KW - Transport PY - 2019 AN - OPUS4-50801 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schmidt, Anita T1 - Alles über Lithiumbatterien (I) N2 - Der Auftakt der Artikelserie beschäftigt sich mit den neuen Verpackungsvorschriften für defekte Lithiumbatterien, die beim Transport gefährlich reagieren können. Die Antworten auf die wichtigsten Fragestellungen. KW - Gefahrgutverpackungen KW - Lithiumbatterien KW - Gefahrgut KW - ADR PY - 2019 SN - 0016-5808 VL - 2019 IS - 06 SP - 20 EP - 23 PB - Storck Verlag CY - Hamburg AN - OPUS4-50800 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Gerrits, Ruben T1 - Data of "An experimental study of fungal olivine weathering" N2 - This file contains all the data used for the figures shown in the Dissertation of Ruben Gerrits with the title "An experimental study of fungal olivine weathering". In this study, the weathering-affecting, rock-inhabiting fungus, Knufia petricola A95 and the Fe-bearing olivine (Fe0.2Mg1.8SiO4) were selected to investigate fungi-induced effects on mineral dissolution. The availability of a melanin-deficient mutant (ΔKppks) of K. petricola A95, that produced more extracellular polymeric substances (EPS) than the wild type (WT), enabled comparative studies of the role of melanin and EPS in weathering processes. KW - Olivine KW - Weathering KW - Fungus PY - 2019 DO - https://doi.org/10.26272/opus4-48770 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-48770 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Qiao, Linan A1 - Herbrich, Uwe A1 - Nagelschmidt, Sven A1 - Keller, Christian T1 - A New Time-Temperature Equivalent Formulation for the Description of Thermo-rheologically Complex Behaviour N2 - Compared with the original time-temperature superposition (TTS) principle, an extended non-linear time-temperature equivalent (TTE) principle is suggested in this work. Results shown us, all application of TTS and most of the TTE parameters, for example, the Orr-Sherby-Dorn, Manson-Succop, Larson-Müller, Manson-Haferd, Mendelson-Roberts-Manson parameters and the more general ‘single metamodel’ from Haque–Stewart are special cases of the new suggested principle. The merits of this new method are discussed. T2 - 4th International Conference on Rheology and Modeling of Materials CY - Miskolc-Lillafüred, Hungary DA - 07.10.2019 KW - Scale/shift factor and form/stretchFactor of time-temperature relation KW - Time-temperature superposition/equivalent principle KW - Thermo-rheologically simple/complex behaviour PY - 2019 AN - OPUS4-50772 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Suárez Ocano, Patricia A1 - Fries, S. G. A1 - Agudo Jácome, Leonardo T1 - Thermodynamic study of a refractory complex concentrated alloy (rCCA) using the CALPHAD method N2 - Multi-principal-element alloys (MPEAs), have recently come to the attention of the scientific community due to their potential for improving properties such as, e.g. mechanical strength and oxidation resistance in high temperature structural applications. The AlMo0.5NbTa0.5TiZr refractory (r)CCA is one such candidate, showing a two-phase microstructure after a two-stage heat treatment under argon atmosphere at a controlled cooling rate. Since the application conditions intended for this alloy require a long-term high temperature (> 700 °C) mechanical and oxidation resistance, it becomes necessary to assess the possible phase development in this regime. The diagrams reveal that two BCC-based phases could form during alloy solidification, where one phase would be enriched with Mo, Nb and Ta while the other phase, with Al, Ti and Zr. Activity oxides diagrams show that a stable form of aluminum oxide (α-Al2O3, Pearson symbol: hR10, corundum) can be formed. T2 - EUROMAT 2019 CY - Stockholm, Sweden DA - 01.09.2019 KW - Chemically Complex Alloy KW - CALPHAD KW - Electromicroscopy PY - 2019 AN - OPUS4-50730 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Rabe, Torsten A1 - Schulz, Bärbel A1 - Salehi, M. T1 - Alterungsbeständige keramische Federsensoren durch nanostrukturierte Werkstoffe, Präzisionsbearbeitung und hochdielektrische Nanosuspensionen N2 - Das Ziel des Gesamtvorhabens bestand darin, einen neuartigen kapazitiven Sensortyp zur hochauflösenden Bestimmung von Masse- und Gravitationskraftänderungen zu entwickeln. Bisherige Technologien nutzten dafür Federn oder Biegebalken aus gehärteten metallischen Werkstoffen, deren Alterungsverhalten die Präzision der Kräftemessung begrenzen. Grundprinzip des neuen Sensortyps ist es, eine auf die keramische Feder einwirkenden Änderung der Gewichts- oder Gravitationskraft durch eine Erfassung der Kapazitätsänderung am Sensor zu bestimmen. Dazu muss die durch Stauchung oder Dehnung der Feder entstehende Kapazitätsänderung mit hoher Auflösung reproduzierbar gemessen werden. Neben einem geeigneten Sensordesign waren Lösungen für Messsignalerfassung und -auswertung (Elektronik/Software) und die Systemintegration zu entwickeln. Die wichtigsten im Rahmen des BAM-Teilvorhabens erzielten Ergebnisse sind: - Ausgehend von kommerziellen High-end Keramikpulvern wurden durch Optimierung der keramischen Technologie nahezu porenfreie Al2O3, ZrO2 und Si3N4-Werkstoffe hergestellt und bezüglich Gefüge und Phasenbestand sowie mechanischen, thermischen und elektrischen Eigenschaften bewertet. Insbesondere die defektfreie Herstellung von nanostrukturierten Werkstoffen erforderte umfangreiche Variationen der Prozessparameter. Geeignete Werkstoffvarianten wurden für die Federherstellung ausgewählt. - Gemeinsam mit den Projektpartnern wurden Layoutvarianten für Schraubendruckfedern mit rechteckigem Windungsquerschnitt und für die Federeinbindung in das Sensorsystem erarbeitet. - 4 Federvarianten wurden an der BAM durch Hartbearbeitung von gesinterten Hohlzylindern umgesetzt. Fertigungstoleranzen von < ±10 µm für Windungsbreite, Windungshöhe und Windungsabstand und dünnfilm-kompatible innere Windungsflächen (Ra < 0,2 µm) wurden erreicht. Al2O3- und ZrO2-Federn können rissfrei und mit sehr guter Kantenqualität gefertigt werden, bei Si3N4-Federn konnten Kantenschädigungen nicht vollständig verhindert werden. - Mit der entwickelten Herstellungstechnologie können sowohl „harte“ als auch sehr „weiche“ Federn produziert werden. Federkonstanten zwischen 0,02 N/mm und 10 N/mm wurden realisiert. Die Reproduzierbarkeit der Federfertigung ist gegeben, innerhalb einer Charge unterschieden sich die Federkonstanten der gefertigten Federn nur um etwa +/- 1%. - An einem speziell entwickelten Versuchsstand wurden die Federn unter zyklischer Druckbelastung im Temperaturbereich von -20 bis +80 °C untersucht. An den Al2O3- und ZrO2-Federn wurden keine Schädigungen beobachtet, die Federkonstante wird durch die zyklische Langzeitbelastung nicht verändert. - Die Eignung der keramischen Federn für den Applikationsfall wurde mit zahlreichen Spannungs-Dehnungs-Experimenten, teilweise an speziell aufgebauten Versuchsapparaturen, untersucht. An Al2O3- und Si3N4-Federn wurde – wie erwartet – gefunden, dass die Federkonstante unabhängig von der Belastungsgeschwindigkeit ist und unter konstanter Last auch über lange Zeiträume keine Verformung auftritt. Überraschenderweise zeigten ZrO2 (TZP)-Federn ein zeitabhängiges Verhalten unter Last. Dieses ist besonders stark bei Y-stabilisierten Werkstoffvarianten ausgebildet, wurde aber mit Hochpräzisionsmessungen auch bei Ce-stabilsierten Werkstoffen nachgewiesen. Die Deformation ist reversibel, eine vollständige Relaxation wird erst nach Tagen erreicht. Aufgrund der zeitabhängigen Verformung können ZrO2 (TZP)-Federn, trotz ihrer hervorragenden Festigkeit und Bruchzähigkeit, nicht für die konzipierten Sensorfedern eingesetzt werden. - Das durch die Fa. Siegert TFT entwickelte Metallisierungs-Schichtsystem, bestehend aus aufgesputterten Ti-, Pt- und Au-Schichten verstärkt durch eine galvanisch aufgebrachte Au-Schicht, wurde an der BAM umfassend bewertet. Die Schichten sind untereinander und mit der Keramik weitgehend defektfrei verbunden, die lokale Schichtdicke schwankt jedoch bedingt durch Abschattungseffekte während der Beschichtungsvorgang. Es wurden Schichtwiderstände zwischen 50 und 90 Ohm und damit die Zielvorgabe des Projektes (< 100 Ohm) erreicht. In statischen und dynamischen Belastungstests wurden keine Veränderungen der Leitungswiderstände festgestellt. - Zur Erhöhung der Kapazität des Kondensators kann der Raum zwischen den Federwindungen statt mit Luft mit einer Flüssigkeit mit hoher Dielektrizitätskonstante gefüllt werden. Als geeignete Flüssigkeit wurde Propylencarbonat mit einer Dielektrizitätskonstante von 65, einem hohen Siedepunkt und einer geringen Viskosität identifiziert. Um eine noch höhere Dielektrizitätskonstante zwischen den Federwindungen zu erreichen. wurden Suspensionen aus Silikonöl und nanokristallinem Bariumtitanat hergestellt und bezüglich ihrer Langzeitstabiltät charakterisiert. - Gemäß den Anforderungen des Projektpartners KOMPASS wurden maßgeschneiderte Al2O3-Federn mit einer Federkonstante < 0,1 N/mm hergestellt und für den Aufbau des finalen Demonstrator eingesetzt. Die prinzipielle Funktionsfähigkeit des neuen Sensorkonzeptes auf Basis keramischer Federn wurde mit dem im Projekt aufgebauten Demonstrator nachgewiesen. Die Umsetzung der F+E-ergebnisse in eine industrielle Nutzung zur Herstellung von Gravimetern wird vom Projektpartner KOMPASS angestrebt und ist bereits mit detaillierten Zeitplänen untersetzt. KW - Langzeitstabilität KW - Sensorik KW - Keramikfeder KW - Spannungs-Dehnungs-Verhalten PY - 2019 UR - https://www.gbv.de/dms/tib-ub-hannover/1681417375.pdf UR - https://www.tib.eu/de/suchen/id/TIBKAT%3A1681417375/Alterungsbest%C3%A4ndige-keramische-Federsensoren-durch/ SP - 1 EP - 64 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung CY - Berlin AN - OPUS4-50742 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ghasem Zadeh Khorasani, Media A1 - Silbernagl, Dorothee A1 - Elert, Anna Maria T1 - Combination of advanced atomic force microscopy methods to investigate mechanical and chemical interphases in epoxy-boehmite nanocomposites N2 - Formation of interphases between inorganic nanofillers and thermoplastic matrices are usually correlated to short-range interactions which does not exceed more than tens of nanometers away from the surface of the filler. Nevertheless, in nanocomposites with thermosetting matrices, the effect of nanofillers on the properties of the matrix is not limited to the immediate vicinities, but a long-range property alteration of the bulk polymer may be observed. The interaction between nanofillers and the polymer can disturb the curing reaction and alters the chemical, physical and mechanical properties of the polymer network in the matrix phase. In our studies, we aim to investigate short and long-range interphases of a nanocomposite system consisting of a thermosetting matrix (DGEBA) filled with an inorganic nanoparticle (boehmite). For this purpose, a combination of atomic force microscopy (AFM)-based approaches is implemented. Scanning kelvin probe microscopy (SKPM) was used to map the compositional contrast and the interphase with different electrical properties than the bulk. The mechanical properties of the interphase were probed by high resolution intermodulation AFM. (ImAFM). Furthermore, infrared spectroscopy AFM (AFM-IR) is used to investigate the chemical structure of the matrix at different distances from the nanoparticle. SKPM and (AFM-IR) measurements both show a long-range (to 10 µm) effect of boehmite on the chemical structure and surface potential of the bulk epoxy, respectively, whereas ImAFM force measurements reveals a short-range mechanical interphase between the filler and the matrix. The AFM-IR demonstrated the existence of unreacted anhydride hardener at the interphase. This indicates the preferential absorption of anhydride on the surface of boehmite. The consequence of such a selective interaction between the inorganic filler and the epoxy components is disturbance of the epoxy-hardener stoichiometric ratio, the curing mechanism. and the alteration of bulk properties of the matrix. T2 - EUROMAT CY - Stockholm, Sweden DA - 01.09.2019 KW - AFM KW - SKPM KW - AFM-IR KW - ImAFM KW - Boehmite PY - 2019 AN - OPUS4-50693 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ghasem Zadeh Khorasani, Media A1 - Silbernagl, Dorothee A1 - Sturm, Heinz T1 - Mechanical and chemical alteration of polymer matrix induced by nanoparticles in epoxy-boehmite nanocomposites N2 - Inorganic nanoparticles are used to improve the performance of epoxy as the matrix phase in fiber-reinforced composites used for aerospace applications. The effectiveness of nanofillers on property enhancement of thermosetting polymers depends on many factors including the interaction between the functional groups of nanofillers and the polymer reactants. In the current work, we study the effect of boehmite nanoparticles (BNPs) on properties of anhydride-cured bisphenol-A-diglycidyl ether (DGEBA). Dynamic mechanical thermal analysis (DMTA) and a high-resolution force measurement approach called intermodulation atomic force microscopy (ImAFM) were carried out to investigate the thermomechanical and nanomechanical properties of this material, respectively. It was found that BNPs lead to decrease of glass transition temperature (Tg) and crosslink density of the polymer network meanwhile significantly enhancing the Young’s modulus. Besides formation of a soft interphase near the particles, significant changes in local stiffness of polymer matrix far from the interphase was observed with ImAFM. Thus, boehmite induces long-range chemical alteration on the matrix. This effect has a higher impact on overall composite properties compared to the formation of interphase which is only a short-range effect. The local chemical evaluations on the soft interphase using an infrared-AFM method (NanoIR) revealed the accumulation of anhydride hardener near the boehmite interface. Based on these observations the effect of boehmite on the curing of epoxy is hypothesized to be governed by the strong interaction between boehmite and the anhydride. This interaction causes changes the ratio of reactants in the epoxy mixture and hence alteration of curing pathway and the network architecture. In future studies we examine this hypothesis by measuring the thermomechanical properties of cured epoxies in which the epoxy-hardener ratio is systematically altered and further comparing to those properties of nanocomposites shown in the current study. T2 - HYMA 6th International Conference on Multifunctional, Hybrid and Nanomaterials CY - Sitges, Spain DA - 11.03.2019 KW - Nanomechanics KW - Polymer nanocomposites KW - Boehmite KW - AFM KW - Epoxy PY - 2019 AN - OPUS4-50692 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hothan, Sascha A1 - Häßler, Dustin T1 - Reaktive Brandschutzsysteme für Stahlbauteile N2 - Die Erkenntnisse zu reaktiven Brandschutzsystemen (RBS) werden kontinuierlich erweitert, was sich in der Entwicklung neuer Produkte und der Ausweitung des durch technische Regelungen abgedeckten Anwendungsbereichs äußert. Der hier vorliegende Beitrag konzentriert sich auf die Verwendung von RBS auf Stahlkonstruktionen. In den vergangenen zehn Jahren wurden, abgesichert durch neue Erkenntnisse aus der Forschung, die Anwendung auf Stahlzuggliedern mit offenem Profil präzisiert und im Rahmen allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassungen (abZ) neu geregelt. Ferner wurde die Grundlage geschaffen, die Anwendung von RBS auf Zuggliedern mit kreisrundem Vollprofil zu bewerten und auf Basis der abZ zu ermöglichen. Neben einer umfassenden Darstellung der aktuellen nationalen und europäischen Regelungen zu RBS, werden technologische Besonderheiten und deren Einfluss auf den Regelungsinhalt im Beitrag thematisiert. In der jüngsten Vergangenheit stellt sich mit zunehmender Dringlichkeit die Frage nach der Bewertung der Dauerhaftigkeit von RBS für lange Zeiträume, wobei damit Nutzungsdauern weit jenseits der in den nationalen und europäischen Regelungen bereits etablierten 10 Jahre gemeint sind. In diesem Zusammenhang ist zu klären, wie der Feuerwiderstand von Konstruktionen zu bewerten ist, die bereits über lange Zeiträume mit RBS versehen sind. T2 - Fortbildungsseminar "Vorbeugender Brandschutz” an der Hessischen Landesfeuerwehrschule Kassel CY - Kassel, Germany DA - 04.12.2019 KW - Brandschutz KW - Stahl KW - Reaktive Brandschutzsysteme PY - 2019 AN - OPUS4-50672 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Quercetti, Thomas A1 - Scheidemann, Robert A1 - Komann, Steffen A1 - Ballheimer, Viktor A1 - Wille, Frank T1 - Drop Testing of a New Package Design for the Transport of SNF from German Research Reactors N2 - A new dual purpose cask design was developed for the safe transport and interim storage of spent fuel elements of German research reactors. In the framework of the safety assessment within the package approval procedure the Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM) as competent authority performed a series of drop tests according with the IAEA Transport Regulations. The package consists of a cylindrical thick-walled ductile cast iron cask body closed by a bolted lid system with metallic seals. A lid and bottom sided impact limiter consisting of a wood/steel construction limit the mechanical impact loading. The full-scale test specimen was equipped with a basket and assembled with dummy-fuel elements. The package and test specimen, respectively have a total mass of approximately 24 metric tons. The mechanical drop test program included three 9m free drop tests, in horizontal, vertical and oblique cask orientation onto the lid system. Additionally, a 1m-puncture bar drop test followed the horizontal drop test to consider an IAEA-drop test sequence. The horizontal and vertical drop tests were performed at a temperature of minus 40°C. During the oblique drop test the upper impact limiter was heated up to +80°C. The tests were conducted onto an unyielding target, fulfilling the IAEA requirements. The test specimen was considerably instrumented with strain gauges and accelerometers. Transient strains at selected locations of the inner and outer container walls, of the primary and secondary lid, as well as of the corresponding lid bolts were measured during the drop tests. Furthermore, decelerations in different locations at the cask body and the lids were measured. The complex geometrical deformation of the impact limiters due to the impact were determined by optical 3D- measurements. Before and after the drop tests the leakage rate of the lid system was determined by helium leakage testing. The experimental results contribute to the evaluation of the package response to mechanical tests, demonstrating safety under normal and accident conditions of transport and especially to the verification of the dynamic finite-element model of the package used in the package design safety report. T2 - PATRAM 2019 CY - New Orleans, LA, USA DA - 04.08.2019 KW - SNF KW - Drop testing KW - New package design PY - 2019 AN - OPUS4-50623 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Quercetti, Thomas A1 - Scheidemann, Robert A1 - Komann, Steffen A1 - Ballheimer, Viktor A1 - Wille, Frank T1 - Package testing of a dual purpose cask for SNF from german research reactors N2 - A new dual purpose cask design was developed for the safe transport and interim storage of spent fuel elements of German research reactors. In the framework of the safety assessment within the licensing procedure the Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM) as competent authority performed a series of drop tests according to the IAEA-Regulations. The package consists of a cylindrical thick-walled ductile cast iron cask body closed by a double lid system with metallic seals. A lid and bottom sided impact limiter consisting of a wood/steel construction limit the mechanical impact loading. The full-scale test specimen was equipped with a basket and assembled with dummy-fuel elements. The package and test specimen, respectively have a total mass of approximately 24 metric tons. The mechanical test program included three 9m free drop tests, in horizontal, vertical and oblique cask orientation onto the lid system. Additionally, a 1m-puncture drop test followed the horizontal drop test to consider an IAEA-test sequence. The horizontal and vertical drop tests were performed at a temperature of minus 40°C. During the oblique drop test the upper impact limiter was heated to +80°C. The tests were conducted onto an unyielding target, fulfilling the requirements of the IAEA regulations. The test specimen was considerably instrumented with strain gauges and accelerometers. Transient strains at selected locations of the inner and outer container walls, of the primary and secondary lid, as well as of the corresponding lid bolts were measured during the drop tests. Furthermore, decelerations in different locations at the cask body and the lids were measured. The complex geometrical deformation of the impact limiters due to the impact were determined by optical 3d- measurements using the projected fringe method in combination with multi-image photogrammetry. Before and after the drop tests the leakage rate of the lid system was determined by helium leakage testing. The experimental results contribute to the evaluation of the package response to mechanical tests, demonstrating safety under normal and accident conditions of transport. Especially to the verification of the dynamic finiteelement model of the package used in the package design safety report. The paper describes the performance of the drop tests, selected test results focusing on the lid screws and the cask body and the deformation of the impact limiters as well as impact kinematics, respectively. T2 - Workshop ORNL/BAM CY - Oak Ridge National Laboratory, TN, USA DA - 11.04.2019 KW - Package testing KW - Drop test PY - 2019 AN - OPUS4-50621 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Quercetti, Thomas A1 - Scheidemann, Robert A1 - Komann, Steffen A1 - Ballheimer, Viktor A1 - Wille, Frank T1 - Package testing of a dual purpose cask for SNF from german research reactors N2 - A new dual purpose cask design was developed for the safe transport and interim storage of spent fuel elements of German research reactors. In the framework of the safety assessment within the licensing procedure the Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM) as competent authority performed a series of drop tests according to the IAEA-Regulations. The package consists of a cylindrical thick-walled ductile cast iron cask body closed by a double lid system with metallic seals. A lid and bottom sided impact limiter consisting of a wood/steel construction limit the mechanical impact loading. The full-scale test specimen was equipped with a basket and assembled with dummy-fuel elements. The package and test specimen, respectively have a total mass of approximately 24 metric tons. The mechanical test program included three 9m free drop tests, in horizontal, vertical and oblique cask orientation onto the lid system. Additionally, a 1m-puncture drop test followed the horizontal drop test to consider an IAEA-test sequence. The horizontal and vertical drop tests were performed at a temperature of minus 40°C. During the oblique drop test the upper impact limiter was heated to +80°C. The tests were conducted onto an unyielding target, fulfilling the requirements of the IAEA regulations. The test specimen was considerably instrumented with strain gauges and accelerometers. Transient strains at selected locations of the inner and outer container walls, of the primary and secondary lid, as well as of the corresponding lid bolts were measured during the drop tests. Furthermore, decelerations in different locations at the cask body and the lids were measured. The complex geometrical deformation of the impact limiters due to the impact were determined by optical 3d- measurements using the projected fringe method in combination with multi-image photogrammetry. Before and after the drop tests the leakage rate of the lid system was determined by helium leakage testing. The experimental results contribute to the evaluation of the package response to mechanical tests, demonstrating safety under normal and accident conditions of transport. Especially to the verification of the dynamic finiteelement model of the package used in the package design safety report. The paper describes the performance of the drop tests, selected test results focusing on the lid screws and the cask body and the deformation of the impact limiters as well as impact kinematics, respectively. T2 - IHLWM 2019 CY - Knoxville, TN, USA DA - 14.04.2019 KW - Package testing KW - Drop test PY - 2019 AN - OPUS4-50620 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Dietz, Georg T1 - Papieranalysen für die kunstgeschichtliche Forschung N2 - Wasserzeichen und Papierstrukturen können einen wesentlichen Beitrag bei der Analyse von Kunstobjekten auf Papier darstellen. An Fallbeispielen aus der gutachterlichen Praxis und Forschungsprojekten der Vergangenheit sollen die Möglichkeiten der Papier- und Wasserzeichenforschung bei Datierungen und Authentizitätsprüfungen demonstriert werden. T2 - PTS-Workshop in Heidenau zu Thema: Materialwissenschaftliche Untersuchungsmethoden zur Charakterisierung und Authentifizierung von Dokumenten und Kunstwerken auf Papier CY - Dreden-Heidenau, Germany DA - 07.11.2019 KW - Papier KW - Fälschungserkennung KW - ZfP PY - 2019 AN - OPUS4-50634 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Dietz, Georg T1 - Sieb und Filz - Entwicklungsgeschichtliche Meilensteine des Papiermaschinenbaus / der Papiermaschinenbespannungen N2 - Im Jahr 2019 jährt sich die Inbetriebnahme der ersten Papiermaschine in Deutschland zum 200. Male. Mit dem Vortrag wird eine Einführung in die Technologie der Maschinenpapierherstellung, samt entwicklungsgeschichtlicher Meilensteine gegeben. Es gilt die Produktvielfalt von Papier und die Gründe für die enormen Produktionssteigerungen bei der Papierherstellung aufzuzeigen. T2 - 27. Tagung des Deutschen Arbeitskreises für Papiergeschichte CY - Düren, Germany DA - 24.10.2019 KW - Papier KW - ZfP KW - Archäometrie PY - 2019 AN - OPUS4-50633 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Paul, Martin A1 - Weller, Michael G. T1 - Antibody Screening by Microarray Technology – Direct Identification of Selective High-Affinity Clones N2 - The primary screening of hybridoma cells is a time-critical and laborious step during the development of monoclonal antibodies. Often critical errors occur in this phase, which supports the notion that the generation of monoclonal antibodies with hybridoma technology is difficult to control and hence a risky venture. We think that it is crucial to improve the screening process to eliminate most of the immanent deficits of the conventional approach. With this new microarray-based procedure, several advances could be achieved: Selectivity for excellent binders, high throughput, reproducible signals, avoidance of misleading avidity (multivalency) effects, and simultaneous performance of competition experiments. The latter can directly be used to select clones of desired cross-reactivity properties. In this paper, a model system with two excellent clones against carbamazepine, two weak clones and blank supernatant has been designed to examine the effectiveness of the new system. The excellent clones could be detected largely independent of the IgG concentration, which is unknown during the clone screening since the determination and subsequent adjustment of the antibody concentration is not possible in most cases. Furthermore, in this approach, the enrichment, isolation, and purification of IgG for characterization is not necessary. Raw cell culture supernatant can be used directly, even when fetal calf serum (FCS) or other complex media had been used. In addition, an improved method for the oriented antibody-immobilization on epoxy-silanized slides is presented. Based on the results of this model system, we conclude that this approach should be preferable to most other protocols leading to many of false positives, causing expensive and lengthy confirmation steps to weed out the poor clones. KW - Hybridoma KW - Monoclonal Antibodies KW - Clones KW - Competitive Immunoassay KW - Hapten Immunoassay KW - False Positives PY - 2019 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-506621 DO - https://doi.org/10.20944/preprints201911.0023.v1 SN - 2310-287X SP - 1 EP - 17 PB - MDPI CY - Basel AN - OPUS4-50662 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Quercetti, Thomas A1 - Scheidemann, Robert A1 - Komann, Steffen A1 - Ballheimer, Viktor A1 - Wille, Frank T1 - Package testing of a dual purpose cask for SNF from German research reactors N2 - A new dual purpose cask design was developed for the safe transport and interim storage of spent fuel elements of German research reactors. In the framework of the safety assessment within the licensing procedure the Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM) as competent authority performed a series of drop tests according to the IAEA-Regulations [1]. The package consists of a cylindrical thick-walled ductile cast iron cask body closed by a double lid system with metallic seals. A lid and bottom sided impact limiter consisting of a wood/steel construction limit the mechanical impact loading. The full-scale test specimen was equipped with a basket and assembled with dummy-fuel elements. The package and test specimen, respectively have a total mass of approximately 24 metric tons. The mechanical test program included three 9m free drop tests, in horizontal, vertical and oblique cask orientation onto the lid system. Additionally, a 1m-puncture drop test followed the horizontal drop test to consider an IAEA-test sequence. The horizontal and vertical drop tests were performed at a temperature of minus 40°C. During the oblique drop test the upper impact limiter was heated to +80°C. The tests were conducted onto an unyielding target, fulfilling the requirements of the IAEA regulations [1]. The test specimen was considerably instrumented with strain gauges and accelerometers. Transient strains at selected locations of the inner and outer container walls, of the primary and secondary lid, as well as of the corresponding lid bolts were measured during the drop tests. Furthermore, decelerations in different locations at the cask body and the lids were measured. The complex geometrical deformation of the impact limiters due to the impact were determined by optical 3d- measurements using the projected fringe method in combination with multi-image photogrammetry. Before and after the drop tests the leakage rate of the lid system was determined by helium leakage testing. The experimental results contribute to the evaluation of the package response to mechanical tests, demonstrating safety under normal and accident conditions of transport. Especially to the verification of the dynamic finiteelement model of the package used in the package design safety report [2]. The paper describes the performance of the drop tests, selected test results focusing on the lid screws and the cask body and the deformation of the impact limiters as well as impact kinematics, respectively. T2 - IHLRWM2019 CY - Knoxville, TN, USA DA - 14.04.2019 KW - Drop test KW - Package testing KW - Dual purpose cask PY - 2019 SN - 978-0-89448-761-3 VL - 2019 SP - paper 27283, 1 EP - 7 PB - ANS AN - OPUS4-50619 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Quercetti, Thomas A1 - Scheidemann, Robert A1 - Komann, Steffen A1 - Ballheimer, Viktor A1 - Wille, Frank T1 - Drop Testing of a New Package Design for the Transport of SNF from German Research Reactors N2 - A new dual purpose cask design was developed for the safe transport and interim storage of spent fuel elements of German research reactors. In the framework of the safety assessment within the package approval procedure the Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM) as competent authority performed a series of drop tests according with the IAEA Transport Regulations. The package consists of a cylindrical thick-walled ductile cast iron cask body closed by a bolted lid system with metallic seals. A lid and bottom sided impact limiter consisting of a wood/steel construction limit the mechanical impact loading. The full-scale test specimen was equipped with a basket and assembled with dummy-fuel elements. The package and test specimen, respectively have a total mass of approximately 24 metric tons. The mechanical drop test program included three 9m free drop tests, in horizontal, vertical and oblique cask orientation onto the lid system. Additionally, a 1m-puncture bar drop test followed the horizontal drop test to consider an IAEA-drop test sequence. The horizontal and vertical drop tests were performed at a temperature of minus 40°C. During the oblique drop test the upper impact limiter was heated up to +80°C. The tests were conducted onto an unyielding target, fulfilling the IAEA requirements. The test specimen was considerably instrumented with strain gauges and accelerometers. Transient strains at selected locations of the inner and outer container walls, of the primary and secondary lid, as well as of the corresponding lid bolts were measured during the drop tests. Furthermore, decelerations in different locations at the cask body and the lids were measured. The complex geometrical deformation of the impact limiters due to the impact were determined by optical 3D- measurements. Before and after the drop tests the leakage rate of the lid system was determined by helium leakage testing. The experimental results contribute to the evaluation of the package response to mechanical tests, demonstrating safety under normal and accident conditions of transport and especially to the verification of the dynamic finite-element model of the package used in the package design safety report. T2 - PATRAM 2019 CY - New Orleans, LA, USA DA - 04.08.2019 KW - SNF KW - Drop testing KW - New package design PY - 2019 SP - Paper 19-A-1142,1 EP - 10 AN - OPUS4-50622 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Strangfeld, Christoph A1 - Bühling, Benjamin A1 - Maack, Stefan T1 - Entwicklung eines luftgekoppelten Ultra-schall-Echo-Prüfverfahrens mittels fluidischer Anregung N2 - In vielen technischen Bereichen werden Ultraschallverfahren zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung eingesetzt. Dabei wird ein Schallpuls von einem Prüfkopf in ein Prüfobjekt eingebracht. Der Puls kann unter anderem durch Membranen oder Pie-zoelemente erzeugt werden und wird in der Regel durch direkten Kontakt oder über ein Koppelmittel an das Objekt übertragen. Luftgekoppelter Ultraschall spielt in kommerziellen Anwendungen bisher eine untergeordnete Rolle, da die Differenz der akustischen Impedanzen von Luft und Festkörpern immense Verluste beim Über-gang des Schallsignals hervorruft. In diesem Beitrag soll ein neuartiges Anregungsprinzip vorgestellt werden, mit dem ein Großteil dieser Verluste vermieden wird. Anstelle eines Festkörpers soll mit Hilfe einer fluidischen Düse Druckluft zur Signalerzeugung eingesetzt werden. In dieser Düse wird eine selbsterhaltende Strömungsinstabilität erzeugt, die einen Schallpuls von bis zu 100 kHz hervorruft, sodass der Impedanzverlust in die Umge-bungsluft entfällt. Da die charakteristische Frequenz eines fluidisch generierten Pul-ses maßgeblich von der Bauform der Düse und dem anliegenden Druck abhängt, lässt sich mittels einer geeigneten Strömungsregelung ein breiter Frequenzbereich zur Abtastung nutzen. Die so emittierten Pulse werden auf das Prüfobjekt gerichtet und die reflektierten Signale mit einem Laservibrometer an der Oberfläche des Objekts im Echo-Verfahren abgetastet. Von drei signalmindernden Materialübergängen bei gewöhnlichem luftgekoppeltem Ultraschall bleibt in dem hier vorgeschlagenen Mes-system lediglich die Grenzfläche von Luft zu Prüfkörper, sodass eine höhere Signal-ausbeute als bisher erwartet werden kann. T2 - DACH-Jahrestagung 2019 CY - Friedrichshafen, Germany DA - 27.05.2019 KW - Berührungsloser Ultraschall KW - Fluidische Oszillatoren KW - ZfP im Bauwesen KW - Beton PY - 2019 AN - OPUS4-50569 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Strangfeld, Christoph A1 - Niederleithinger, Ernst A1 - Mielentz, Frank A1 - Effner, Ute A1 - Friedrich, C. A1 - Maulke, R. A1 - Büttner, C. T1 - Qualitätssicherung von Verschlussbauwerken in Endlagern mit Ultraschall N2 - Zur Versiegelung von Endlagern für radioaktive oder chemische Abfälle in ehemaligen Salzbergwerken werden Verschlussbauwerke aus Salzbeton auf ihre Eignung geprüft. Seit einigen Jahren werden durch die Bundesgesellschaft Endlagerung (BGE) und der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) an Versuchsbauwerken Erfahrungen mit der Ultraschalltechnik zur Qualitätssicherung unter Tage gesammelt. Hierbei kommen sowohl kommerzielle und experimentelle Geräte zur Echoprüfung als auch eigens entwickelte Bohrlochsonden zum Einsatz. Alle Geräte basieren auf niederfrequenten s-Wellen-Punktkontaktprüfköpfen (25 kHz– 50 kHz), die in unterschiedlichen Arrays kombiniert werden. In mehreren Versuchsreihen gelang es, unverfüllte und teilverfüllte Risse über mehrere Meter zu verfolgen und in ihrer Lage abzubilden. Technische Einbauten konnten bis in ca. 8 m Tiefe im Bauwerk detektiert werden. Mit Hilfe aus der Geophysik adaptierte Abbildungsverfahren gelang es, einige bisher nicht detektierbare Features sichtbar zu machen. Die Ergebnisse dienen sowohl der Analyse des Versuchsbauwerks als auch der Entwicklung eines Qualitätssicherungssystems für zukünftige reale Verschlussbauwerke. T2 - DACH-Jahrestagung 2019 CY - Friedrichshafen, Germany DA - 27.05.2019 KW - Ultraschall KW - Verschlussbauwerk KW - Endlager KW - Salzbeton PY - 2019 AN - OPUS4-50568 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Zscherpel, Uwe A1 - Ewert, Uwe T1 - Aktuelle Entwicklungen in der Standardisierung N2 - In den letzten zwei Jahren wurden 11 neue Standards/Standardrevisionen zur RT veröffentlicht (ohne Strahlenschutz) und 5 werden dafür gestrichen. Es wird über die neuen Anforderungen ausgewählter Normen bzw. Normrevisionen informiert und insbesondere auch über die veränderten Parameter, die bei Prüfpraxis und bei der Klassifizierung zu berücksichtigen sind. Das wichtigste Projekt ist die Revision der DIN EN ISO 17636-1, -2, RT von Schweißverbindungen, in ISO TC 44 SC 5 WG 1. Die Standards zur Schweißnahtprüfung in der Kerntechnik, DIN 25435, wurden ins Englische übertragen und bei ISO TC 85 SC 6 bearbeitet. Hauptaktivität bei ASTM ist gegenwärtig die Überarbeitung der CT-Standards und die Berücksichtigung der Anforderungen an das dimensionelle Messen. Der Guide ASTM E 1441 zur Bestimmung von MTF, Kontrast-Detail-Funktion (CDF) und Kontrast-Diskrimination-Diagramm (CDD) wird revidiert. E 2445 zur CR Long Term Stability wird ebenfalls revidiert. Die Revision soll auch in die ISO 16371-1 eingehen. Dazu ist ein Round Robin-Test geplant. Auch die Standards zur Durchstrahlungsprüfung auf Korrosion und Ablagerungen in Rohren mit Röntgen- und Gammastrahlen (EN 16407-1, -2, 2014) wurden revidiert. Diese Revision wurde als DIN EN ISO 20769-1, -2 2018 veröffentlicht und EN 16407 wird zurückgezogen. Die Revision der Standards EN 12543 und EN 12679 zur Messung der Brennfleckgröße und der Strahlergröße ist mit Verzögerung in Überarbeitung, um die digitalen Detektoren und Messmöglichkeiten mit Bildverarbeitungsprogrammen zu berücksichtigen. Ein Entwurf zur Messung der Brennfleckgröße von nano-Fokusröhren wird derzeit vom Europäischen Metrologie-Programm EMPIR gefördert. Zur radiographischen Gussteilprüfung wurde der Standard EN 12681 revidiert und 2018 veröffentlicht. Er wurde um Zulässigkeitsgrenzen erweitert und die digitale Radiographie wurde in Teil 2 berücksichtigt. T2 - 17. Seminar der DGZfP "Aktuelle Fragen der Durchstrahlungsprüfung und des Strahlenschutzes" CY - Kassel, Germany DA - 28.03.2019 KW - Digitale Radiographie KW - Standards KW - Bildqualität KW - Klassifizierung PY - 2019 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-505371 UR - https://www.ndt.net/search/docs.php3?id=24807 VL - 24 IS - 12 SP - 1 EP - 5 PB - NDT.net CY - Kirchwald AN - OPUS4-50537 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF ED - Zscherpel, Uwe ED - Kasperl, S. T1 - Proceedings of the International Symposium on Digital Industrial Radiology and Computed Tomography (DIR) 2019 N2 - This international symposium is devoted to promote a broad exchange of information on technologies, applications and quality assurance in the area of digital industrial radiology and computed tomography. The meeting provides a unique opportunity for users, scientists, equipment suppliers and all who are interested to discuss the present and future possibilities for industrial applications of the following topics: - Xray detectors and sources - Image processing algorithms - Quantitative imaging - Defect detection & localisation - Feature extraction - Dimensional control - CT, multi-angle - radiography - Laminography & Tomosynthesis - Modelling - Film replacement - Phase contrast - Multi-energies and photon counting - Other radiation techniques (e.g. - neutrons) - Multi-techniques fusion - Standardisation - Qualification & system reliability - Inspection for Additive Manufacturing - Scattering T2 - International Symposium on Digital Industrial Radiology and Computed Tomography (DIR) 2019 CY - Fürth, Germany DA - 02.07.2019 KW - Digital Industrial Radiology KW - Computed Radiography KW - Image Processing PY - 2019 UR - https://www.ndt.net/search/docs.php3?MainSource=264 VL - 264 SP - Paper 24743-1 EP - Paper 24764-17 PB - NDT.net CY - Bad Breisig AN - OPUS4-50519 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Zscherpel, Uwe A1 - Stegemann, Robert T1 - Revision of ISO 24497 – NDT – Metal Magnetic Memory (MMM) N2 - The revision of ISO 24497:2007 started in 2017 (by decision of Com-V at the IIW annual assembly in Shanghai). After 3 years of discussions and incorporation of many comments from all over the world the working group C-V-E-b headed by Uwe Zscherpel finalized the work with a final draft to be forwarded for final vote at ISO TC 44. The working group C-V-E-b finalised the work and can be resolved. The chair thanks for all the successfully work done, the vote to forward the latest draft to ISO for final vote was done without any negative. T2 - 72. Annaul assebly of the international institute of welding CY - Bratislava, Slovakia DA - 07.07.2019 KW - International Institute of Welding KW - General Assembly KW - Revision of ISO 24497 KW - Metal Magnetic Memory PY - 2019 AN - OPUS4-50535 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Zscherpel, Uwe A1 - Nazarzadehmoafi, Maryam A1 - Yuan, Mingchuan A1 - Waske, Anja T1 - X-ray back scatter techniques for additive manufacturing N2 - X-ray back scatter imaging is rarely applied compared to classical X-ray projection imaging. 20 years ago the company Philips developed “COMSCAN”, a first application case in the aircraft industry, which allowed even a depth resolution using back scatter imaging. The company AS&E in Boston offers back scatter imaging solutions for the security market. Their principle is to scan the object with a highly collimated X-ray needle beam from one side only and detect the backscattered radiation by a large area detector side by side with the collimation wheel. A new prototype is investigated at BAM for application and optimization in non-destructive testing. As modern industrial application field in-situ testing in additive manufacturing is targeted. The accessibility of the printed part during the production process is very limited. This prevent the application of a two sided X-ray inspection or Computed Tomography, were an rotation of the object is required to acquire projections from 360 degrees. An important advantage for the X-ray back scatter technique are also the materials used in additive manufacturing (polymers, ceramics, light metals like Aluminum or Titanium). These materials with lower density and lower Z values give better scatter signals than metals with higher densities and Z values. The back scatter intensity decreases with increasing density and Z value of the material. But the requirements on spatial resolution and contrast sensitivity are more stringent for non-destructive testing of additive manufactured parts compared to the security area. In NDT sizes of indications smaller than 1 mm have to be detected clearly. The investigation of these limits on a stateof-the-art prototype for X-ray back scattering using rotating collimated X-ray needle beams is a part of the BAM project “ProMoAM”. The contribution shows first results of the optimization for NDT and the achieved application limits for several example cases. T2 - 72. annual assembly of the international institute of welding 2019 CY - Bratislava, Slovakia DA - 07.07.2019 KW - Nondestructive tesing KW - X-ray back scattering KW - Additive manufacturing PY - 2019 AN - OPUS4-50534 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Zscherpel, Uwe A1 - Ewert, Uwe T1 - Annual report of sub commission V-A “Radiography-based weld inspection” N2 - Report on the annual activities of IIW commission V, Sub-Commission V-A "Radiography based weld inspection" chaired by Uwe Zscherpel, BAM Berlin T2 - 72. Annual Assembly of the International Institute of Welding 2019 CY - Bratislava, Slovakia DA - 07.07.2019 KW - International Institute of Welding KW - Sub-Commission V-A KW - Radiography based weld inspection PY - 2019 AN - OPUS4-50533 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Osterloh, Kurt A1 - Röhrs, S. A1 - Schwabe, A. A1 - Radujcovic, S. A1 - Bücherl, T. A1 - Dangendorf, V. A1 - Zscherpel, Uwe A1 - Reiche, I. A1 - Nüsser, A. ED - Zscherpel, Uwe ED - Kasperl, S. T1 - Elucidating the distribution of organic consolidants in wood by Neutron Tomography N2 - While the absorption of X-rays and gamma radiation is determined by the Z-number of the elements a specimen is composed of, it is the hydrogen making an effective contrast with neutron imaging. As a consequence, interrogating with neutrons presents a suitable tool to study the distribution of organic consolidants in materials such as wood as encountered in impregnated wooden artworks. Four different examples of objects are presented here to demonstrate the potential of neutron CT: 1) small wooden pieces of ship wrecks (< 2 cm thickness) interrogated with cold neutrons (0.5 meV at the ANTARES facility of the FRM II in Garching) to demonstrate the potential and the limitation of using low energy neutrons, 2) a wooden statue soaked with carbolineum (fission neutrons 1.8 MeV at the NECTAR facility of the FRM II), 3) a smaller wooden figure of a skull heavily soaked with carbolineum so it was too tight for the fission neutrons used before with accelerator neutrons (broad range about 5.5 MeV at the PTB in Braunschweig) and 4) pieces of charred wood to study the impregnation with a consolidant (NECTAR, FRM II). With the exception of the last example, all results have been combined with X-ray tomography (BAM 8.3 in Berlin). In the case of the charred wood specimens (example 4) the density histograms of the neutron tomography results were compared with those obtained from untreated references. The observed gain in specific density of the soaked specimens corresponded with an increase of specific weight. All results obtained so far showed distinct distribution patterns attributable to structural peculiarities or organic consolidants providing valuable support for subsequent restoration works. T2 - International symposium on digital industrial radiography and computed tomography DIR2019 CY - Fürth, Germany DA - 02.07.2019 KW - Neutron Imaging KW - Cold to fast neutron testing KW - Tomography of wood samples KW - Art restauration PY - 2019 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-505326 UR - https://www.ndt.net/search/docs.php3?id=24740 SN - 1435-4934 VL - 24 IS - 11 SP - 1 EP - 8 PB - NDT.net CY - Kirchwald AN - OPUS4-50532 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Zscherpel, Uwe T1 - X-ray back scatter techniques for additive manufacturing N2 - X-ray back scatter imaging is rarely applied compared to classical X-ray projection imaging. 20 years ago the company Philips developed “COMSCAN”, a first application case in the aircraft industry, which allowed even a depth resolution using back scatter imaging. The company AS&E in Boston offers back scatter imaging solutions for the security market. Their principle is to scan the object with a highly collimated X-ray needle beam from one side only and detect the backscattered radiation by a large area detector side by side with the collimation wheel. A new prototype is investigated at BAM for application and optimization in non-destructive testing. As modern industrial application field in-situ testing in additive manufacturing is targeted. The accessibility of the printed part during the production process is very limited. This prevent the application of a two sided X-ray inspection or Computed Tomography, were an rotation of the object is required to acquire projections from 360 degrees. An important advantage for the X-ray back scatter technique are also the materials used in additive manufacturing (polymers, ceramics, light metals like Aluminum or Titanium). These materials with lower density and lower Z values give better scatter signals than metals with higher densities and Z values. The back scatter intensity decreases with increasing density and Z value of the material. But the requirements on spatial resolution and contrast sensitivity are more stringent for non-destructive testing of additive manufactured parts compared to the security area. In NDT sizes of indications smaller than 1 mm have to be detected clearly. The investigation of these limits on a stateof-the-art prototype for X-ray back scattering using rotating collimated X-ray needle beams is a part of the BAM project “ProMoAM”. The contribution shows first results of the optimization for NDT and the achieved application limits for several example cases. T2 - International symposium on digital industrial radiology and computed tomography DIR2019 CY - Fürth, Germany DA - 02.07.2019 KW - Radiographic testing KW - X-ray back scattering KW - Additive manufacturing PY - 2019 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-505317 UR - https://www.ndt.net/search/docs.php3?id=24760 AN - OPUS4-50531 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Zscherpel, Uwe A1 - Ewert, Uwe T1 - Aktuelle Entwicklungen in der Standardisierung N2 - In den letzten zwei Jahren wurden 11 neue Standards/Standardrevisionen zur RT veröffentlicht (ohne Strahlenschutz) und 5 werden dafür gestrichen. Es wird über die neuen Anforderungen ausgewählter Normen bzw. Normrevisionen informiert und insbesondere auch über die veränderten Parameter, die bei Prüfpraxis und bei der Klassifizierung zu berücksichtigen sind. Das wichtigste Projekt ist die Revision der DIN EN ISO 17636-1, -2, RT von Schweißverbindungen, in ISO TC 44 SC 5 WG 1. Die Standards zur Schweißnahtprüfung in der Kerntechnik, DIN 25435, wurden ins Englische übertragen und bei ISO TC 85 SC 6 bearbeitet. Hauptaktivität bei ASTM ist gegenwärtig die Überarbeitung der CT-Standards und die Berücksichtigung der Anforderungen an das dimensionelle Messen. Der Guide ASTM E 1441 zur Bestimmung von MTF, Kontrast-Detail-Funktion (CDF) und Kontrast-Diskrimination-Diagramm (CDD) wird revidiert. E 2445 zur CR Long Term Stability wird ebenfalls revidiert. Die Revision soll auch in die ISO 16371-1 eingehen. Dazu ist ein Round Robin-Test geplant. Auch die Standards zur Durchstrahlungsprüfung auf Korrosion und Ablagerungen in Rohren mit Röntgen- und Gammastrahlen (EN 16407-1, -2, 2014) wurden revidiert. Diese Revision wurde als DIN EN ISO 20769-1, -2 2018 veröffentlicht und EN 16407 wird zurückgezogen. Die Revision der Standards EN 12543 und EN 12679 zur Messung der Brennfleckgröße und der Strahlergröße ist mit Verzögerung in Überarbeitung, um die digitalen Detektoren und Messmöglichkeiten mit Bildverarbeitungsprogrammen zu berücksichtigen. Ein Entwurf zur Messung der Brennfleckgröße von nano-Fokusröhren wird derzeit vom Europäischen Metrologie-Programm EMPIR gefördert. Zur radiographischen Gussteilprüfung wurde der Standard EN 12681 revidiert und 2018 veröffentlicht. Er wurde um Zulässigkeitsgrenzen erweitert und die digitale Radiographie wurde in Teil 2 berücksichtigt. T2 - 18. Seminar der DGZfP zu aktuellen Fragen der Durchstrahlungsprüfung und des Strahlenschutzes CY - Kassel, Germany DA - 28.03.2019 KW - Radiographische Prüfung KW - Standardisierung bei DIN, CEN und ISO KW - DGZfP-Richtlinien PY - 2019 AN - OPUS4-50529 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Zscherpel, Uwe A1 - Jakubek, J. A1 - Uher, J. T1 - Neue Trends bei Photonen zählenden und Energie auflösenden Detektoren N2 - Die Technologie der hybriden Teilchen (oder Photonen) zählenden Bilddetektoren wurde seit mehr als 2 Jahrzehnten durch Institutionen wie das CERN (MediPix-/ TimePix-Chips) oder das Paul-Scherrer-Institut (Pilatus-/ Eiger-Chips) entwickelt. Die Ursprünge dieser Technologie kommen aus der Hochenergie-Physik mit ihren Beschleuniger-basierten Experimenten, bei denen ein zuverlässiger und rauschfreier Nachweis jedes ionisierten Teilchens gefordert wird. Eine Energieauflösung wird ebenfalls oft verlangr. Das ist auch in der klassischen Radiographie von Nutzen, so wurden diese Detektoren auch dafür optimiert. Neueste Photonen zählenden Detektoren besitzen folgende exzellenten Bildeigenschaften: rauschfreie Photonen-Detektion in einem hohen Dynamikbereich (SNR >2500 erreichbar), hohe räumliche Auflösung (bis zu 10 µm Pixelgröße), Energieschwellen bis zur vollen spektralen Auflösung und eine sehr hohe Geschwindigkeit (bis zu Tausenden Bildern pro Sekunde). Diese hybriden Detektoren können mit hochabsorbierenden Sensorschichten aus CdTe, CZT oder GaAs bestückt werden, um bildgebende Anwendungen mit Gamma- oder harten Röntgenstrahlen zu realisieren, in denen bisher Szintillator basierende Bilddetektoren dominierten (z.B. für NDT, SPECT, PET). Im Beitrag wird der erste wirklich große Photonen zählende Detektor mit CdTe und einer lückenlosen Detektionsfläche, die aus einer theoretisch unbegrenzten Anzahl von MediPix-/ TimePix-Modulen besteht, gezeigt. Die erste kommerzielle Version eines solchen Detektors hat eine Fläche von 7cm x7cm, 1,6 Megapixel und erfüllt die Anforderungen der Prüfklasse „B“ in der industriellen Radiographie. Die Energie auflösenden Fähigkeiten dieses Detektors erlauben eine „Farb-Radiographie“, in der verschiedene Materialien in verschiedene Farben dargestellt werden. Der 2. Teil dieses Beitrags stellt einen voll spektral auflösenden Gamma- und Röntgen-Bilddetektor mit dickem CdTe und 2,4 Megapixel vor, der auf TimePix3-Chips basiert und eine sehr hohe Ortsauflösung von ~10 µm erreicht. Die hohe Zeitauflösung von TimePix3 wird mit großem Nutzen für eine substantielle Verbesserung der erhaltenen Bilder und Spektren zur Unterdrückung interner Fluoreszenzstrahlung sowie Comptonstreuungsanteilen, die die Bildinformation verschmieren, verwendet. T2 - 18. Seminar der DGZfP zu aktuellen Fragen der Durchstrahlungsprüfung und des Strahlenschutzes CY - Kassel, Germany DA - 28.03.2019 KW - Radiographische Prüfung KW - Direktumwandelnde Detektoren KW - Energieauflösende Detektoren PY - 2019 AN - OPUS4-50528 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Zscherpel, Uwe A1 - Ewert, Uwe A1 - Pittlik, A. T1 - Status of Digital RT Education in Germany considering ISO 9712:2012, the IAEA guidline on DIR and ISO/TS 25107.2:2019 N2 - Status Report on education of personnel for radiographic testing in Germany according to ISO 9712:2012, the IAEA Guideline and ISO/TS 25107 T2 - Seminar NDT Niva 3-Personell CY - Oslo, Norway DA - 11.11.2019 KW - Nondestructive Testing KW - Radiographic Testing KW - Personnel Education KW - Status in Germany KW - Requirements of Standards PY - 2019 AN - OPUS4-50527 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Zscherpel, Uwe A1 - Ewert, Uwe T1 - Digitale industrielle Radiographie im Anlagenbau N2 - Der Ersatz von Röntgenfilmen durch digitale Detektoren in der Zerstörungsfreien Prüfung im Anlagenbau wird seit 2013 durch neue ISO-Normen unterstützt. Nach der Erfolgsgeschichte der digitalen Photographie und der fast vollständigen Ablösung der Filmtechnik in der optischen Bilderfassung wird erwartet, dass sich der Übergang von der Filmradiographie zur digitalen Radiographie schnell vollzieht. Dieser Trend ist derzeit so noch nicht zu beobachten. Zur mobilen Prüfung wird in Europa immer noch vorrangig die Filmradiographie und nur teilweise die Computerradiographie mit Speicherfolien eingesetzt. Im Bereich der stationären Prüftechnik haben sich die Matrixdetektoren (DDA) weitgehend durchgesetzt, wobei es auch hier noch alternative Detektoren wie Bildverstärker und Fluoroskope gibt. Mit Einführung der DIN EN ISO 17636-2 zur Schweißnahtprüfung wird seit 2013 erstmalig geregelt, wie man einen digitalen Detektor für die technische Radiographie auswählen soll, um im Vergleich zur Filmradiographie eine äquivalente Bildqualität zu erhalten. Essentielle Parameter bestimmen, ob die geforderte Bildgüte (Fehlernachweißempfindlichkeit) erreicht wird. Ein Überblick zeigt, welche Parameter für den praktischen Einsatz wichtig sind und wie sie ermittelt werden. Praktische Einsatzbeispiele im Anlagenbau werden diskutiert. T2 - 47. Sondertagung: Schweißen im Anlagen- und Behälterbau CY - Munich, Germany DA - 19.02.2019 KW - Industrielle Radiographie KW - Digitaler Filmersatz KW - Stand der Normung KW - Bildqualitätsnachweis PY - 2019 SN - 978-3-96144-055-9 VL - 350 SP - 19 EP - 22 PB - DVS Media CY - Düsseldorf AN - OPUS4-50526 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Zscherpel, Uwe A1 - Ewert, Uwe T1 - Digitale industrielle Rdiographie im Anlagenbau N2 - Der Ersatz von Röntgenfilmen durch digitale Detektoren in der Zerstörungsfreien Prüfung im Anlagenbau wird seit 2013 durch neue ISO-Normen unterstützt. Nach der Erfolgsgeschichte der digitalen Photographie und der fast voll-ständigen Ablösung der Filmtechnik in der optischen Bilderfassung wird erwartet, dass sich der Übergang von der Filmradiographie zur digitalen Radiographie schnell vollzieht. Dieser Trend ist derzeit so noch nicht zu beobachten. Zur mobilen Prüfung wird in Europa immer noch vorrangig die Filmradiographie und nur teilweise die Computerra-diographie mit Speicherfolien eingesetzt. Im Bereich der stationären Prüftechnik haben sich die Matrixdetektoren (DDA) weitgehend durchgesetzt, wobei es auch hier noch alternative Detektoren wie Bildverstärker und Fluorosko-pe gibt. Mit Einführung der DIN EN ISO 17636-2 zur Schweißnahtprüfung wird seit 2013 erstmalig geregelt, wie man einen digitalen Detektor für die technische Radiographie auswählen soll, um im Vergleich zur Filmradiographie eine äquivalente Bildqualität zu erhalten. Essentielle Parameter bestimmen, ob die geforderte Bildgüte (Fehlernachweiß-empfindlichkeit) erreicht wird. Ein Überblick zeigt, welche Parameter für den praktischen Einsatz wichtig sind und wie sie ermittelt werden. Praktische Einsatzbeispiele im Anlagenbau werden diskutiert. T2 - 47. Sondertagung - Schweißen im Anlagenbau CY - Munich, Germany DA - 17.02.2019 KW - Industrielle Radiographie KW - Filmersatz KW - Normung KW - Bildqualitätsnachweis PY - 2019 UR - www.sondertagung.de AN - OPUS4-50525 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ewert, Uwe A1 - Zscherpel, Uwe A1 - Roth, H. A1 - Matern, D. A1 - Suppes, A. A1 - Schüller, S. A1 - Herlod, F. A1 - Kropas-Hughes, C. T1 - Prediction of the visibility of indications in X-ray computed tomography by the contrast detail diagram N2 - X-Ray Computed Tomography (CT) is applied in industry for flaw detection, flaw evaluation and dimensional measurement. This requires the correct CT system settings for sufficient visibility and detectability of flaws and structure elements. The visibility of indications for human observers on a monitor depends on the square root of the reconstructed flaw area (here pores with diameter < ½ inch) in the cross sectional 2D images, the Contrast to Noise Ratio (CNR) and the Modulation Transfer Function (MTF). This applies also to 2D-projections, meaning also to “normal” digital radiographs. The ASTM guide E 1441 describes three essential functions for prediction of the visibility of small circular indications in slice images of a 3D reconstruction or a 2D reconstruction. This is the Contrast Discrimination Function (CDF), the MTF (see also the revision of ASTM E 1695), and the Contrast Detail Dose (CDD) function. The prediction of the visibility of circular indications in reconstructed slice images can be determined from the Contrast Detail Dose function, which is the combination of CDF and MTF and a physiological factor c. The measurement procedures and formulas for the prediction of the detail visibility by CDD will be corrected, tested and verified by modelling and in a Round Robin Test with modern commercial 3D CT systems of different manufacturers. Conclusions will be reported and recommendations will be given for the correct psychological factor c and the consideration of the influence of artefacts, as e.g. cupping and scatter. T2 - International Symposium on Nondestructive Characterization of Materials CY - Portoroz, Slovenia DA - 17.09.2019 KW - Nondestructive Testing KW - Computed Tomography KW - Visibility of Indications KW - Prediction from system parameters PY - 2019 AN - OPUS4-50524 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Zscherpel, Uwe A1 - Nazarzadehmoafi, Maryam A1 - Yuan, Mingshuan A1 - Waske, Anja T1 - X-ray back scatter techniques for additive manufacturing N2 - X-ray back scatter imaging is rarely applied compared to classical X-ray projection imaging. More than 20 years ago the company Philips developed “COMSCAN”, a first application case for aircraft industry, which allowed even a depth resolution using back scatter imaging. The company AS&E in Boston offers back scatter imaging solutions for the security market. The principle is to scan the object with a highly collimated X-ray needle beam from one side only and to detect the backscattered radiation by a large area detector side by side with the collimation wheel. A new prototype is investigated at BAM for application and optimization in non-destructive testing. As modern industrial application field in-situ inspection in additive manufacturing is targeted. The accessibility of the printed part during the production process is very limited. This prevent the application of a two sided X-ray inspection or Computed Tomography, were an rotation of the object is required to acquire projections from 360 degrees. An important advantage for the X-ray back scatter technique are also the materials used in additive manufacturing (polymers, ceramics, light metals like Aluminum or Titanium). These materials with lower density and lower Z values give better scatter signals than metals with higher densities and Z values. The back scatter intensity decreases with increasing density and Z value of the material. But the requirements on spatial resolution and contrast sensitivity are more stringent for non-destructive testing of additive manufactured parts compared to the security area. In NDT sizes of indications smaller than 1 mm have to be detected clearly. The investigation of these limits on a state-of-the-art prototype for X-ray back scattering using rotating collimated X-ray needle beams is a part of the BAM project “ProMoAM”. The contribution shows first results of the optimization for NDT and the achieved application limits for several example cases. T2 - International Symposium on Nondestructive Characterization of Materials CY - Portoroz, Slovenia DA - 17.09.2019 KW - Non-destructive testing KW - X-ray back scattering KW - Additive Manufacturing PY - 2019 AN - OPUS4-50523 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Zscherpel, Uwe A1 - Waske, Anja A1 - Ewert, Uwe T1 - Neues aus der BAM 2019 N2 - Neuentwicklungen im Fachbereich 8.3 "Radiologische Verfahren" der BAM T2 - BHGE Field Radiography Days 2019 CY - Ahrensburg, Germany DA - 03.09.2019 KW - Industrielle Radiographie KW - Zerstörungsfreie Prüfung PY - 2019 AN - OPUS4-50522 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Zscherpel, Uwe A1 - Nazarzadehmoafi, Maryam A1 - Waske, Anja T1 - Röntgenrückstreutechnik für die additive Fertigung N2 - Neben der klassischen Durchstrahlung wird die bildgebende Röntgen-rückstreuung bisher nur sehr begrenzt eingesetzt. Vor über 20 Jahren hatte Philips mit „COMSCAN“ eine erste industrielle Anwendung in der Luftfahrt gefunden, die sogar eine Tiefenauflösung besaß. Die Firma AS&E in Boston bietet Röntgenrückstreu-Anlagen für den Sicherheitsbereich an. In diesen wird mit einem hochkollimierten Nadelstrahl aus einem rotierenden Blendenrad ein Objekt einseitig abgetastet. Zur Detektion der gestreuten Strahlung aus dem Objekt werden großflächige Detektoren direkt neben dem rotierenden Nadelstrahlkollimator eingesetzt. Ein solcher Prototyp wird an der BAM für den Einsatz in der zerstörungsfreien Prüfung untersucht und optimiert. Als neues industrielles Einsatzgebiet wird dabei die in situ Überwachung in der additiven Fertigung avisiert. Hier ist die Zugänglichkeit zum entstehenden Werkstück in den 3D-Druckanlagen stark eingeschränkt, was den Einsatz einer zweiseitigen Durchstrahlung oder der Computer-Tomographie, bei der das Objekt rotiert wird, verhindert. Auch sind die in der additiven Fertigung eingesetzten Werkstoffe (Polymere, Keramik, Leichtmetalle wie Al oder Ti) für die Rückstreuung besser geeignet als Metalle höherer Dichte, da das Streusignal mit der Ordnungszahl und der Materialdichte abnimmt. Allerdings sind die Anforderungen an räumliche Auflösung und Kontrastempfindlichkeit in der zerstörungsfreien Prüfung additiv gefertigter Bauteil deutlich höher als im Sicherheitsbereich, da hier Bauteilfehler mit typischen Dimensionen kleiner als 1 mm sicher detektiert werden müssen. Die Untersuchung dieser Grenzen des derzeitigen Standes der Röntgenrückstreutechnik mit Nadelstrahl ist ein Teilbereich des mehrjährigen BAM-Themenfeldprojektes „ProMoAM“. Im Vortrag werden die ersten Ergebnisse der Optimierung sowie die gefundenen Anwendungsgrenzen an Beispielen erläutert. T2 - DGZfP Jahrestagung 2019 CY - Friedrichshafen, Germany DA - 26.05.2019 KW - Röntgenrückstreuung KW - Additive Fertigung PY - 2019 UR - https://jt2019.dgzfp.de/Programm#Di.1.B.2 AN - OPUS4-50521 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Zscherpel, Uwe A1 - Funk, Alexander A1 - Gustmann, T. A1 - Jänisch, Gerd-Rüdiger A1 - Ewert, Uwe A1 - Waske, Anja T1 - Röntgentomographie von metallischen Mikropartikeln: Ein leistungsfähiges Werkzeug für die Additive Fertigung N2 - Metallische Mikropartikel in der Größenfraktion von ca. 10 – 100 Mikrometer bilden das Grundmaterial für den additiven Aufbau komplexer Strukturen durch lokales Aufschmelzen mit einem Laserstrahl. Entscheidend für dieses Verfahren ist die Kenntnis der Größen-, Form- und Defektverteilungen von Partikelfraktionen, da sie direkten Einfluss auf die Fließfähigkeit des Pulvers während des lagenweisen Auftragens, als auch auf die finale innere Porosität des Bauteils haben. Im Pulver vorhandene Poren verlassen in der Regel das Schmelzbad vor dem Erstarren nicht wieder, da deren Konvektionszeiten größer sind als die Zeit, während der das lokale Schmelzbad besteht, so dass einmal durch die Ausgangspartikel eingebrachte Poren in der Regel auch im fertigen Bauteil verbleiben. Eine strenge Qualitätskontrolle des Ausgangspulvers ist also Voraussetzung, um hochwertige Bauteile mit geringer Restporosität zu erhalten. Der Vorteil der Röntgentomographie ist dabei, dass mit nur sehr geringem Präparationsaufwand innenliegende Poren bis zu einem Durchmesser von wenigen Mikrometern detektiert werden können. Dies ist mit konkurrierenden Verfahren (Licht- / Elektronenmikroskopie, Laserbeugung) so nicht möglich. Zusammenfassend werden wir zeigen, dass die zerstörungsfreie Bildgebung mit der Röntgen-Mikrotomographie für die Qualitätskontrolle in der additiven Fertigung ein leistungsfähiges Werkzeug ist. Wir erörtern die Grenzen der Methode durch eine numerische Studie mithilfe des Simulationsprogramms aRTist. Dabei werden verschiedene Partikelgrößen dahingehend untersucht, welche Poren mit mikroradiographischen Verfahren detektierbar sind. Dazu wird ein Modell für eine dreilagige dichteste Kugelpackung entwickelt, so dass auch Überlagerungen von Anzeigen untersucht werden können. Im Ergebnis werden verschiedene Partikel- und Porengrößenkombinationen untersucht und die entsprechenden Detektionsgrenzen bestimmt. T2 - DGZfP Jahrestagung 2019 CY - Friedrichshafen, Germany DA - 26.05.2019 KW - Computertomographie KW - Additive Fertigung KW - Mikropartikel PY - 2019 UR - https://jt2019.dgzfp.de/Programm#Di.1.B.1 AN - OPUS4-50520 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Skrotzki, Birgit A1 - Czichos, Horst ED - Hennecke, Manfred ED - Skrotzki, Birgit T1 - Materialprüfung N2 - Die Materialprüfung dient der Analyse der Eigenschaften, der Qualität und der Sicherheit vonMaterialien undWerkstoffen. Die häufigsten Verfahren umfassen die Analyse der chemischen Zusammensetzung und der Mikrostruktur sowie die Ermittlung von Werkstoffkennwerten. Dazu zählt auch die Bestimmung des Materialverhaltens unter verschiedenen Beanspruchungen bis hin zu komplexen Beanspruchungen. Die Verwendung von Referenzmaterialien, Referenzorganismen und Referenzverfahren dient der Zuverlässigkeit und Richtigkeit von Messungen, Prüfungen und Analysen. KW - Materialprüfung KW - Werkstoffprüfung KW - Chemische Analyse KW - Mikrostrukturuntersuchung KW - Gefügeuntersuchung KW - Werkstoffmechanische Prüfung KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Referenzmaterial KW - Referenzorganismus KW - Referenzverfahren PY - 2019 SN - 978-3-662-57492-8 DO - https://doi.org/10.1007/978-3-662-57492-8_30-1 SP - 1 EP - 27 PB - Springer-Verlag GmbH CY - Berlin, Heidelberg ET - 35 AN - OPUS4-50516 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - INPR A1 - Pauw, Brian Richard A1 - Smith, A. J. A1 - Snow, T. A1 - Shebanova, O. A1 - Sutter, J. P. A1 - Ilavsky, J. A1 - Hermida-Merino, D. A1 - Smales, Glen Jacob A1 - Terrill, N. J. A1 - Thünemann, Andreas A1 - Bras, W. T1 - Extending SAXS instrument ranges through addition of a portable, inexpensive USAXS module N2 - Ultra-SAXS can enhance the capabilities of existing SAXS/WAXS beamlines and laboratory instruments. A compact Ultra-SAXS module has been developed, which extends the measurable q-range with 0:0015 < q 1/nm) < 0:2, allowing structural dimensions between 30 < D(nm) < 4000 to be probed in addition to the range covered by a high-end SAXS/WAXS instrument. By shifting the module components in and out on their respective motor stages, SAXS/WAXS measurements can be easily and rapidly interleaved with USAXS measurements. KW - Small-angle scattering PY - 2019 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-504867 DO - https://doi.org/10.48550/arXiv.1904.00080 SN - 2331-8422 SP - 1 EP - 25 PB - Cornell University CY - Ithaca, NY AN - OPUS4-50486 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Behrens, H. A1 - Balzer, R. A1 - Dietrich, U. A1 - Fechtelkord, M. A1 - Müller, Ralf A1 - Deubener, J. T1 - Water in oxide glasses: from borosilicates to silicoborates N2 - In this poster, results are presented on the influence of water incorporation on the structure of B2O3 and SiO2 containing oxide glasses, which were found during the joint project at the locations Hanover, Clausthal and Berlin within the priority program SPP1594. T2 - 9th Otto Schott Colloquium CY - Jena, Germany DA - 09.09.2019 KW - IR KW - Glass KW - Water content KW - NMR PY - 2019 AN - OPUS4-50465 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Reinsch, Stefan T1 - Glass N2 - Überblick über die Arbeitsschwerpunkte des Fachbereichs 5.6 Glas und die Vielfalt des Werkstoffs Glas. An Hand der Vakuumheißgasextraktion (VHE) werden einige Beispiele u.a. zur Bestimmung des Wassergehalts oder des Diffusionskoeffizienten von Wasserstoff in Gläsern gezeigt. Zum Schluss erfolgt ein Ausblick auf die im nächsten Jahr zur Verfügung stehende robotergestützte Glasscreening Anlage. N2 - Overview about the key activities of division 5.6 glass and the diversity of the material glass. For the vacuum hot extraction method (VHE-MS) some examples are presented e. g. for the measurement of water content or the determination of diffusion coefficient of hydrogen in glasses. Finally, an outlook is shown on the robot controlled glass screening device which will be available next year. T2 - BAM - IFW Workshop CY - Berlin, Germany DA - 25.11.2019 KW - Glass KW - Glass screening device KW - Vacuum hot extraction PY - 2019 AN - OPUS4-50452 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Scheffler, F. A1 - Fleck, M. A1 - Santiago, C. F. A1 - Brauer, D. S. A1 - Müller, Ralf T1 - Morphologies of Fresnoite surface crystals of BT0.75S glass under different atmospheric conditions N2 - Fresnoite glass-ceramics are characterized by piezoelectric, pyroelectric and non-linear optical properties. These properties can be adjusted by orienting the fresnoite crystals during crystallization. Crystallization begins at the surface. The first surface crystals are not oriented perpendicular and, therfore, produce a surface layer that has not the intended properties. To overcome this issue, the formation of fresnoite surface crystals at different atmospheric conditions was studied. T2 - 9th Int. Otto Schott Colloquium CY - Jena, Germany DA - 09.09.2019 KW - Glass KW - Surface crystallization KW - Crystal orientation PY - 2019 AN - OPUS4-50460 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Müller, Ralf A1 - Reinsch, Stefan T1 - Dynamic Mechanical Analysis (DMA): Viscoelasticity N2 - Der Vortrag gibt einen Überblick über die am FB 56 der BAM betriebene Dynamisch-Mechanische Analyse mit dem Schwerpunkt auf Anwendungen für Glas N2 - The talk presents an overview over the method of Dynamic Mechanical Analysis used at the BAM division 5.6 Glass mainly focussed on glasses. T2 - Seminar Instrumentelle Analytik, Fakultät III Prozesswissenschaften, Lehrstuhl Keramik TU Berlin CY - Berlin, Germany DA - 25.01.2019 KW - Dynamisch Mechanische Analyse KW - Dynamic mechanical analysis KW - Glas PY - 2019 AN - OPUS4-50436 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Deubener, J. A1 - Müller, Ralf A1 - Waurischk, Tina A1 - Reinsch, Stefan A1 - Behrens, H. A1 - Balzer, R. A1 - Bauer, U. A1 - Kiefer, P. T1 - Micromechanical properties of hydrous oxide glasses N2 - Presentation of the results on structure and mechanical properties of water-bearing oxide glasses, which were found during the project at the locations Clausthal, Hanover and Berlin within the priority program SPP1594. T2 - 9th Otto Schott Colloquium CY - Jena, Germany DA - 09.09.2019 KW - Crack growth KW - Glass KW - Water content KW - Mechanical properties KW - IR PY - 2019 AN - OPUS4-50444 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Maack, Stefan T1 - Ultraschall-Echoverfahren an Betonbauteilen mit geneigten Rückwänden - Entwicklung von Testkörpern N2 - Mit dem Ultraschall-Echoverfahren können geometrische Abmessungen von Betonbauteilen bestimmt werden. Es hat sich gezeigt, dass die Bauteilrückwand bei der Messung an Massivbrücken häufig nicht planparallel zur Messfläche ausgeführt ist. Es wird erwartet, dass der Einfluss einer Neigung der Rückwand gegenüber der Messfläche auf die Messunsicherheit bei der Dickenbestimmung nicht vernachlässigbar ist. In diesem Beitrag werden die fünf konzipierten Betonprobekörper und ausgewählte Messergebnisse zur Bestimmung dieses Einflusses gezeigt. T2 - DACH-Jahrestagung 2019 - Zerstörungsfreie Materialprüfung CY - Friedrichshafen, Germany DA - 27.05.2019 KW - Messunsicherheit KW - Ultraschall PY - 2019 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-504317 AN - OPUS4-50431 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Müller, Ralf T1 - Vacuum hot extraction: Detection of volatiles N2 - Der Vortrag gibt einen Überblick über die Möglichkete und Grenzen der Methode der Vakuum-Heiß-Extraktion an der BAM T2 - Seminar Instrumentelle Analytik, Fakultät III Prozesswissenschaften, Lehrstuhl Keramik TU Berlin CY - Berlin, Germany DA - 25.01.2019 KW - Heißgasextraktion KW - Glas PY - 2019 AN - OPUS4-50434 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Müller, Ralf T1 - Glass Sintering with Concurrent Crystallization and Foaming N2 - Glass powders are promising candidates for manufacturing a broad diversity of sintered materials like sintered ¬glass-ceramics, glass matrix composites or glass bonded ceramics with tailored mechanical, thermal, electrical and optical properties and complex shape. Its wide and precise adjustability makes this class of materials a key component for advanced technologies. Processing of glass or composite powders often allow even more flexibility in materials design. At the same time, however, processing can have substantial effects on the glass powder surface and sinterability. Thus, mechanical damage and surface contamination can strongly enhance surface crystallization, which may retard or even fully prevent densification. Whereas sintering and concurrent crystallization have been widely studied, partially as cooperative effort of the TC7 of the ICG, and although glass powder sintering is predominantly applied for glasses of low crystallization tendency, sintering is also limited by gas bubble formation or foaming. The latter phenomenon is much less understood and can occur even for slow crystallizing glass powders. The lecture illustrates possible consequences of glass powder processing on glass sintering, crystallization and foaming. T2 - 93rd Annual Meeting German Soc Glass Technol in conjunction with annual meeting French Union for Sci and Glass technol CY - Nuremberg, Germany DA - 13.05.2019 KW - Blähen KW - Glass KW - Kristallisation KW - Sintern PY - 2019 AN - OPUS4-50433 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Markötter, Henning A1 - Gollwitzer, Christian A1 - Scholz, Philipp A1 - Ulbricht, Alexander A1 - Joshi, Yogita A1 - Weidner, Steffen T1 - Synchrotron based absorption edge tomography for the analysis of 3D printed polymer embedded MOF N2 - Absorption edge tomography, also known as differential tomography at absorption edges, is a method which exploits the sudden change of the attenuation coefficient, when the photon energy crosses the absorption edge of an element. Synchrotron radiation is the best source for absorption edge tomography, because of its small bandwidth, high intensity and easily adjustable photon energy. The synchrotron beamline BAMline at the synchrotron radiation facility BESSY II in Berlin, which is operated by the Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), provides a monochromatized beam in a photon energy range from 5 keV up to 80 keV with a bandwidth of 2%, when the double multilayer monochromator is used. Together with the microtomography setup, this enables differential tomography with submicron resolution at the K edge of the elements from chromium up to the lanthanides, and up to uranium, when the L edges are used as well. In this work, metal organic frameworks (MOFs) embedded in polymer are characterized using differential tomography. MOFs are microporous structures of metal ions, coordinated by organic linker molecules, that can be used in a broad field of applications, especially in gas storage and catalysis. In this work, polymer embedded MOFs were extruded into filaments, which were subsequently used for 3d-printing to profit from the specific properties of the MOFs in polymeric materials combined with the arbitrary shapes provided by 3d-printing. For the extrusion, different polymer classes like ABS, polyester- and polyetherurethanes, as well as different MOFs (ZIF-8, ZIF-67, HKUST-1) were used to create MOF containing filaments with a nominal diameter of 3.0 mm. Differential tomography at the edges of the Zn, Co, and Cu was then used to find the distribution of the corresponding MOF in the filament and to analyze the shape of the inclusions. T2 - Beamline Jockey Workshop CY - Abingdon, Oxfordshire, UK DA - 19.02.2020 KW - Additive manufacturing KW - Absorption edge tomography KW - Metal organic framework KW - Synchrotron CT PY - 2019 AN - OPUS4-50350 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pelkner, Matthias A1 - Ehlers, Henrik T1 - Electromagnetic testing for additive manufacturing N2 - With rising popularity and availability of additive manufacturing (AM), companies mainly in the aerospace sector, set high requirements on quality control of AM parts, especially produced with selective laser melting (SLM). Since it was shown that those parts are prawn to flaws like pores or cracks, every part needs to be tested. Therefore, NDT Methods, like eddy current testing (ET), could help to characterize SLM parts. Research on ET has shown, that offline ET with high spatial resolution MR (magneto resistive) sensor arrays is possible and that flaws as small as 50 µm could be detected while significantly reducing testing time. A first approach on automated online ET method for testing SLM parts is proposed in this contribution. T2 - IIW 2019 CY - Bratislava, Slovakia DA - 08.07.2019 KW - Additive manufacturing KW - Giant magneto resistance KW - Online monitoring KW - Eddy current testing PY - 2019 AN - OPUS4-50244 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Michael-Schulz, Heike T1 - Einstufung von Gefahrgut im Seeverkehr N2 - In den letzten Jahren kam es auf einigen Seeschiffen zu exothermen Zersetzung von Düngemitteln und damit zu Gefährdungen von Personen und der Umwelt. Dieses führte international bei der IMO (International Maritim Organisation) zu Diskussionen hinsichtlich der Einstufungskriterien von Ammoniumnitrat und ammoniumnitrathaltigen Gemischen, den Prüfungen und den Anforderungen an den sicheren Transport; vor allem mit Seeschiffen. T2 - 5. Seeschifffahrt-Sicherheits-Konferenz CY - Berlin, Germany DA - 05.11.2019 KW - Düngemittel KW - Selbstunterhaltende exotherme Zersetzung KW - Trogtest PY - 2019 AN - OPUS4-50250 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Werner, Jan T1 - Formale Pflichterfüllung N2 - Probleme mit der Einhaltung formaler Anforderungen bei der Beantragung von Baumusterzulassungen können für Verärgerung sorgen – nicht nur beim Antragsteller, sondern auch bei der Zulassungsbehörde. Warum die Formalitäten aber so wichtig sind, welche Spielräume die Behörden tatsächlich haben und wie Sorgfalt und Gründlichkeit zu mehr Planungssicherheit innerhalb eines komplexen Systems führen, möchte dieser Beitrag anhand einiger Beispiele zeigen. KW - Baumusterzulassung KW - Tanks KW - Gefahrgut KW - Regelwerk KW - Antragsteller KW - Behörde KW - Prüfstelle KW - Sicherheit PY - 2019 SN - 0941-6080 VL - 2 SP - 18 EP - 21 PB - TÜV MEDIA GmbH CY - Köln AN - OPUS4-50413 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Werner, Jan T1 - ERFA BAM - BAG N2 - Darstellung des Fachbereichs 3.2 und der vielfältigen Aufgaben im Zulassungsverfahren von Gefahrguttanks sowie Grundlagen und zu Gefahrgutvorschriften. Betrachtung sicherheitsrelevanter Problemstellungen beim Gefahrguttransport. T2 - ERFA BAM - BAG CY - BAM TTS, Germany DA - 03.04.2019 KW - Baumusterzulassung KW - Tanks KW - Gefahrgut KW - Regelwerk KW - Ausrüstung KW - Behörde KW - Prüfstelle KW - Sicherheit PY - 2019 AN - OPUS4-50412 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Werner, Jan A1 - Würsig, Andreas T1 - Formale Pflichterfüllung N2 - Darstellung der Probleme im Zulassungsverfahren von Gefahrguttanks unter Berücksichtigung aktueller Regelwerksänderungen und daraus folgender Konsequenzen T2 - 23. Gefahrgutkongress Mecklenburg-Vorpommern CY - Rostock, Germany DA - 07.11.2019 KW - Baumusterzulassung KW - Tanks KW - Gefahrgut KW - Regelwerk KW - Antragsteller KW - Behörde KW - Prüfstelle PY - 2019 AN - OPUS4-50409 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Beck, Uwe A1 - Hielscher, Stefan A1 - Lerche, D. T1 - Abschlussbericht zum BMWi - MNPQ – Verbundprojekt QUO VADIS PLUS (Mehr-Proben-Festigkeitsprüfung zur Qualitätssicherung in der Materialtechnik und Validierung der Zentrifugentechnologie bei Druck- bzw. Zugbeanspruchung) N2 - Im Fokus des Vorhabens steht das mit dem Innovationspreis Berlin-Brandenburg 2012 ausgezeichnete Mehr-Proben-Prüfverfahren zur Festigkeitsprüfung unter Verwendung einer analytischen Zentrifuge mit dem Ziel des Einsatzes in der Qualitätssicherung. Nachdem im MNPQ-Projekt QUO VADIS die grundsätzliche Anwendbarkeit der Zentrifugentechnologie auf Beanspruchungen auf Zug (Kleb-, Haft- und Verbundfestigkeit) nachgewiesen worden war, wurden im Vorhaben QUO VADIS PLUS folgende erweiterte Prüfszenarien und technische Weiterentwicklungen etabliert: 1. Beanspruchung auf Druck (Härte von Materialien, Kompressibilität von Schäumen, Kompaktierbarkeit von Pulvern), 2. Erweiterung der Beanspruchung auf Zug (Kombination von Normal- und Lateralkräften), 3. Erweiterung auf die Bewertung plasto-elastischenn Materialverhaltens, 4. Vermeidung von Schockwellen im Hochlastbereich KW - Analytische Zentrifuge KW - Mehr-Proben-Prüfverfahren KW - Härte KW - Kompressibilität KW - Kompaktierbarkeit KW - Haftfestigkeit KW - Klebfestigkeit KW - Verbundfestigkeit PY - 2019 N1 - Das Dokument unterliegt der Vertraulichkeit und kann nicht zugänglich gemacht werden Projektlaufzeit: 01.05.2015 bis 28.02.2019 The document is subject to confidentiality restrictions and cannot be made accessible Project runtime: 01.05.2015 to 28.02.2019 SP - 1 EP - 20 AN - OPUS4-50406 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Geißler, Daniel A1 - Nirmalananthan-Budau, Nithiya A1 - Resch-Genger, Ute T1 - Preparation and characterization of reference particles for the calibration of flow cytometry for the detection of extracellular vesicles within the EMPIR project MetVes II N2 - Extracellular vesicles (EV) are cell-derived particles in body fluids, which have excellent potential as next-generation biomarkers. The exploitation of EV requires reliable measurements, which is currently very difficult, as most EV are smaller than 200 nm. At present, flow cytometry (FCM) is the most appropriate technique for EV analysis in biological samples, as FCM is readily available in many clinical laboratories and allows to identify cell-specific EV at high throughput. However, due to technical variations between different FCM instruments, EV concentration measurements are currently not well comparable between most laboratories. Therefore, EV reference materials and standardized reference methods are urgently needed to calibrate flow rate, light scattering intensity, and fluorescence intensity of FCM in the sub-micrometer size range. This requires a better matching of the optical properties of calibration beads and EV as can be realized with current polystyrene calibration beads. The EMPIR project 18HLT01 “MetVes II” aims to develop synthetic reference materials and traceable measurement methods to standardize EV measurements. The reference materials should resemble EV properties, so that calibrations are reliable and do not require a change of acquisition settings. Hence, the reference materials should contain particles with a traceable number concentration in the range of 109–1012 particles/mL to calibrate flow rate, a traceable size with discrete diameters between 50–1000 nm and a refractive index (RI) in the range of 1.37–1.42 to calibrate scattering intensity, and a traceable fluorescence intensity between 100–100,000 molecules of equivalent soluble fluorochromes (MESF). At BAM, various approaches to prepare such low-RI nanometer-sized reference materials will be studied, preliminary results of the primary characterization of these candidate reference particles will be presented, and possible applications besides FCM-based EV detection will be outlined. T2 - 29th Meeting of the German Society for Cytometry (DGfZ) CY - Berlin, Germany DA - 25.09.2019 KW - Extracellular vesicles (EV) KW - Flow cytometry KW - Reference particles KW - EMPIR project KW - 18HLT01 MetVes II PY - 2019 AN - OPUS4-50394 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pfennig, A. A1 - Kranzmann, Axel T1 - Effect of CO2, atmosphere and pressure on the stability of C35CrMo17 stainless steel in laboratory CCS-environment N2 - During carbon sequestration the CO2-induced corrosion of injection pipe steels is a relevant safety issue when emission gasses are compressed into deep geological layers. The reliability of the high alloyed steel X35CrMo17 suitable as injection pipe for the geological onshore CCS-site (Carbon Capture and Storage) in the Northern German Basin, is demonstrated in laboratory experiments in equivalent corrosive environment (T = 60 °CC, p = 1–100 bar, aquifer water, CO2-flow rate of 9 L/h, 700–8000 h exposure time). Corrosion kinetics and microstructure were characterized and compared to other potential injection pipe steels (42CrMo4, X46Cr13, X20Cr13 and X5CrNiCuNb16-4). T2 - 14th Greenhouse Gas Control Technologies Conference CY - Melbourne, Australia DA - 21.10.2018 KW - Steel KW - Supercritical CO2 KW - Pipeline KW - Corrosion KW - CO2-storage PY - 2019 SP - 1 EP - 9 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-50382 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pfennig, A. A1 - Gröber, A. A1 - Kranzmann, Axel T1 - The Role of Surface Texture on the Corrosion Behavior of High Alloyed Steel Exposed to Saline Aquifer Water Environments N2 - Coupons of X5CrNiCuNb16-4 that may be used as injection pipe with 16% Chromium and 0.05% Carbon (1.4542, AISI 630) were exposed for 3000 h to CO2-saturated saline aquifer water similar to the conditions in the Northern German Basin at ambient pressure and 60 °C. Surface corrosion layers and pits reveal carbonate corrosion products on the surface such as FeCO3 and FeOOH as the main precipitation phases with no dependence on the original surface roughness. Corrosion rates for polished and technical surfaces were below 0.005 mm/year compared to corrosion rates of 0.035 mm/year after shot peening. T2 - 14th Greenhouse Gas Control Technologies Conference CY - Melbourne, Australia DA - 21.10.2018 KW - High alloyed steel KW - Pitting KW - Surface KW - Roughness KW - CO2 PY - 2019 SP - 1 EP - 8 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-50375 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Wang, Bin A1 - Mair, Georg A1 - Gesell, Stephan T1 - Determination of Distribution Function used in MCS on Safety Analysis of Hydrogen Pressure Vessel N2 - The test data of static burst strength and load cycle strength of composite pressure vessels are often described by GAUSSian normal or WEIBULL distribution function to perform safety analyses. The goodness of assumed distribution function plays a significant role in the inferential statistics to predict the population properties by using limited test data. Often, GAUSSian and WEIBULL probability nets are empirical methods used to validate the distribution function; Anderson-Darling and Kolmogorov-Smirnov tests are the mostly favorable approaches for Goodness of Fit. However, the different approaches used to determine the parameters of distribution function lead mostly to different conclusions for safety assessments. In this study, six different methods are investigated to show the variations on the rates for accepting the composite pressure vessels according to GTR No. 13 life test procedure. The six methods are: a) Norm-Log based method, b) Least squares regression, c) Weighted least squares regression, d) A linear approach based on good linear unbiased estimators, e) Maximum likelihood estimation and f) The method of moments estimation. In addition, various approaches of ranking function are considered. In the study, Monte Carlo simulations are conducted to generate basic populations based on the distribution functions which are determined using different methods. Then the samples are extracted randomly from a population and evaluated to obtain acceptance rate. Here, the “populations” and “samples” are corresponding to the burst strength or load cycle strength of the pressure vessels made from composite material and a plastic liner (type 4) for the storage of hydrogen. To the end, the results are discussed, and the best reliable methods are proposed. T2 - ICHS International Conference on Hydrogen Safety) 2019 CY - Adelaide, Australia DA - 24.09.2019 KW - Monte-Carlo Simulation KW - Distribution function KW - Weibull Distribution PY - 2019 SP - 103-1 EP - 103-16 AN - OPUS4-50383 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Pfennig, A. A1 - Gröber, A. A1 - Simkin, Roman A1 - Kranzmann, Axel T1 - Influence of Surface Quality on the Corrosion and Corrosion Fatigue Behavior of High Alloyed Steels Exposed to Different Saline Aquifer Water Environment N2 - Coupons of X5CrNiCuNb16-4 with different surface roughness that may be utilized as injection pipe with 16% Chromium and 0.05% Carbon (1.4542, AISI 630) were exposed for 3000 h to CO2-saturated saline aquifer water simulating the conditions in the Northern German Basin at ambient pressure and 60 °C. Additionally, corrosion fatigue experiments (ambient pressure, technically clean CO2, saline aquifer water of Stuttgart Aquifer) were performed using specimen of X46Cr13 (1.4043, AISI 420C) with regard to the influence of the roughness of technical surfaces on the number of cycles to failure at different stress amplitudes. Specimen of Duplex stainless steel X2CrNiMoN22-3-2 (1.4462) for corrosion fatigue experiments were provided with technical surfaces after machining as well as polished surfaces. Results were obtained at load amplitudes ranging from 175 MPa to 325 MPa in the geothermal brine of the Northern German Basin at 98 °C. The main precipitation phases on the surface as well as within pits reveal carbonates or hydroxides such as siderite (FeCO3) and ferrous hydroxide goethite (FeOOH) independent of the original surface roughness. Corrosion rates for polished and technical surfaces were below 0.005 mm/year compared to corrosion rates of 0.035 mm/year after shot peening. Specimen with technical surfaces tested at high stress amplitudes (>275 MPa) lasted longer (cycles to failure: P50% at Sa 300 MPa=5x105) than specimen with polished surfaces (cycles to failure: P50% at Sa 300 MPa=1.5x105). This behavior is emphasized by the slope coefficient (technical surfaces k = 19.006, polished surfaces k=8.78) meaning earlier failure for polished at high stress amplitude Sa. Although rather low scatter ranges (technical surface: TN=1:1.35, polished surface: TN=1.1.95) indicate no change in failure mechanism it may be assumed that at low stress pitting is the initiating crack growth process whereas at high stress amplitudes the formation of micro cracks is reason for crack propagation and failure. KW - High Alloyed Steel KW - Pitting KW - Surface KW - Roughness KW - Corrosion Fatigue PY - 2019 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-503772 DO - https://doi.org/10.20319/mijst.2019.51.115137 SN - 2454-5880 VL - 5 IS - 1 SP - 115 EP - 137 PB - Global Research and Development Services Publishing CY - Rajasthan, India AN - OPUS4-50377 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Pfennig, A. A1 - Kranzmann, Axel T1 - Corrosion and Fatigue of Heat Treated Martensitic Stainless Steel 1.4542 used for Geothermal Applications N2 - During capture and storage technology (CCS) as well as in geothermal energy production Steels need to withstand the corrosive environment such as: heat, pressure, salinity of the aquifer and CO2-partial pressure. 1.4542 shows unusual corrosion phenomena, but is still sufficiently resistant in corrosive environments. To better understand its behaviour differently heat treated coupons of 1.4542 and for comparison X20Cr13 and X46Cr13 were kept in the artificial brine of the Northern German Basin at T=60 °C. Ambient pressure as well as p=100 bar for 700 h - 8000 h in water saturated supercritical CO2 and CO2-saturated synthetic aquifer Environment was applied. Fatigue tests were performed via push-pull tests with a series of 30 specimens from 150 MPa to 500 MPa (sinusoidal dynamic test loads, R=-1; resonant frequency ~ 30 Hz). FeCO3 and FeOOH are corrosion products also after dynamic corrosion tests. Martensitic microstructure offers good corrosion resistance in geothermal environment. The S-N-curve showing no typical fatigue strength and very steep slopes of possible fatigue strength for finite life. Possible influencing artefacts, such as Al-inclusions could not be correlated to early rupture despite specimens containing inclusions at the fracture surface and cross section reached lower number of cycles. Applied potential proofed to enhance fatigue life tremendously. KW - High Alloyed Steel KW - Pitting KW - Corrosion Fatigue KW - Corrosion KW - Endurance Limit PY - 2019 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-503765 DO - https://doi.org/10.20319/mijst.2019.51.138158 SN - 2454-5880 VL - 5 IS - 1 SP - 138 EP - 158 PB - Global Research and Development Services Publishing CY - Rajasthan, India AN - OPUS4-50376 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Pfennig, A. A1 - Wolf, M. A1 - Kranzmann, Axel T1 - The role of surface texture on the corrosion fatigue behavior of high alloyed stainless steel exposed to saline aquifer water environment N2 - Corrosion fatigue specimen with different surfaces (technical surfaces after machining and polished surfaces) of high alloyed martensitic stainless steel X46Cr13 (1.4043) and duplex stai nless steel X2CrNiMoN22 3 2 (1.4462) were compared at load amplitudes from 175 MPa to 325 MPa in the geothermal brine of the N orthern German Basin at 98 °C. Surface corrosion layers and pits reveal carbonate corrosion products on the surface such as FeCO 3 and FeOOH as the main precipitation phases with no dependence on the original surface roughness . At high stress amplitudes above 275 MPa technical surfaces (P50% at σa 300 MPa=5 × 10 5 ) resulted in more cycles to failure than polished (P50% at σa 300 MPa=1.5 × 10 5 ). The greater slope coefficient for technical surfaces k = 19.006 compared to polished surfaces k =8.78 demonstrate s earlier failure at given stress amplitude σa . KW - Corrosion KW - CCS KW - Carbon storage KW - Aquifer KW - Heat treatment PY - 2019 DO - https://doi.org/10.17706/ijmse SN - 2315-4527 VL - 7 IS - 2 SP - 26 EP - 33 PB - IAP - International Academy Publishing CY - San Bernardino, CA AN - OPUS4-50365 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Colini, Claudia ED - Hahn, Oliver ED - Rabin, Ira T1 - A black ink by any other name... Typologies of Arabic inks and their detection limits N2 - In this poster we will present some results of a research projects dealing with Arabic recipes of black inks. To improve conservation practices of Arabic manuscripts we have assessed the feasibility of the recipes collected from many Arabic sources on bookmaking and reproduced the most common inks. Ink samples were then artificially aged and analysed using an array of analytical techniques, mostly non-invasive, in order to build a database of Arabic inks and their ingredients and also to verify the detection limits of the portable equipment employed. We will show procedures and problems concerning the identification of ink types and ingredients using reflectography (in Vis, IR and UV), X-Ray Fluorescence, Infrared and Raman spectroscopy. The focus will be in particular on squid ink and mixed inks – both in the form of carbon inks with the addition of tannins and of a mixture of carbon and iron gall inks – which are particularly difficult to detect. We will also examine the results of iron gall inks made with iron filings or nails instead of vitriol, the various precursor used to extract gallic acid that are mentioned in the sources as surrogates of gall nuts. T2 - Jahrestagung „Archäometrie und Denkmalpflege 2019“ CY - Vienna, Austria DA - 11.09.2019 KW - Inks KW - Reflectography KW - XRF KW - Raman Spectroscopy KW - ATR PY - 2019 SN - 0947-6229 VL - Sonderheft 9 SP - 93 EP - 96 PB - Deutsches Bergbau-Museum Bochum CY - Bochum AN - OPUS4-50163 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - THES A1 - Titscher, Thomas T1 - Efficient computational mesoscale modeling of concrete under cyclic loading N2 - Concrete is a complex material and can be modeled on various spatial and temporal scales. While simulations on coarse scales are practical for engineering applications, a deeper understanding of the material is gained on finer scales. This is at the cost of an increased numerical effort that can be reduced by the three methods developed and used in this work, each corresponding to one publication. The coarse spatial scale is related to fully homogenized models. The material is described in a phenomenological approach and the numerous parameters sometimes lack a physical meaning. Resolving the three-phase mesoscopic structure consisting of aggregates, the mortar matrix and the interfaces between them allow to describe similar effects with simpler models. KW - Concrete KW - Fatigue failure KW - Damage KW - Mesoscale PY - 2019 VL - 9 SP - 1 EP - 52 PB - UPC - Universitat Politecnica de Catalunya Barcelona CY - Barcelona AN - OPUS4-50362 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Landsberger, B A1 - Frauendorf, H A1 - Adler, C A1 - Plarre, Rüdiger ED - Nilsen, L ED - Rossipal, M T1 - Capability and Limitations of Anoxic Treatments for Protecting Museum Collections N2 - Without precaution, insects may cause serious damage to museum collections. Quarantine of potentially infested objects can be logistically challenging. Anoxia under controlled Nitrogen atmosphere is a most gentle but also time-consuming method to eradicate insect pests in all kinds of different materials. Treatment results are usually affected by duration, temperature, humidity and residual oxygen content. During a two-year research project, 34 relevant pest insect species of all developmental stages were tested in different materials (wood, paper, wool) to monitor treatment success and to determine optimum treatment parameters. Duration of treatment ranged from one to three weeks at temperatures of 20–27 °C. As expected, results showed significant differences in mortality among tested species. Highest tolerance of hypoxic conditions was found in elder larvae of Hylotrupes bajulus. Although this species is an unlikely museum pest, it may serve as an overall most tolerant reference. Anobiids and other wood boring beetles are more often an issue related to cultural heritage. A combination of three weeks exposure time at maximum 0.5% residual oxygen and 24 °C, alternatively 1% residual oxygen and 27 °C are recommended for infested artefacts. Imbedding materials in general had no influence on mortality. This study was funded by Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU). T2 - 4th International Conference Integrated Pest Management (IPM) for Cultural Heritage CY - Stockholm, Sweden DA - 21.05.2019 KW - Controlled atmosphere KW - Museum insect pest KW - Anoxia KW - Nitrogen PY - 2019 SN - 978-91-7209-845-9 SP - 202 EP - 210 AN - OPUS4-50349 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kulka, M. W. A1 - Donskyi, Ievgen A1 - Wurzler, Nina A1 - Salz, D. A1 - Özcan Sandikcioglu, Özlem A1 - Unger, Wolfgang A1 - Haag, R. T1 - Mussel-Inspired Multivalent Linear Polyglycerol Coatings Outperform Monovalent Polyethylene Glycol Coatings in Antifouling Surface Properties N2 - Biofouling constitutes a major challenge in the application of biosensors and biomedical implants, as well as for (food) packaging and marine equipment. In this work, an antifouling surface coating based on the combination of mussel-inspired dendritic polyglycerol (MI-dPG) and an amine-functionalized block copolymer of linear polyglycerol (lPG−b−OA11, OA = oligo-amine) was developed. The coating was compared to a MI-dPG surface which was postfunctionalized with commercially available amine-terminated Polyethylene glycol (HO−PEG−NH2) of similar molecular weight. In the current work, These coatings were compared in their chemical stability, protein fouling characteristics, and cell fouling characteristics. The lPG−b−OA11-functionalized coating showed high chemical stability in both phosphate buffered saline (PBS) and sodium dodecyl sulfate (SDS) solutions and reduced the adhesion of fibrinogen from human plasma with 99% and the adhesion of human serum albumin with 96%, in comparison to the bare titanium dioxide substrate. Furthermore, the Proliferation of human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) was reduced with 85% when the lPG−b−OA11 system was compared to bare titanium dioxide. Additionally, a reduction of 94% was observed when the lPG−b−OA11 system was compared to tissue culture polystyrene. KW - Antifouling surface coatings KW - Human umbilical cell adhesion KW - Linear polyglycerol KW - Polyethylene glycol KW - Mussel-inspired adhesives PY - 2019 DO - https://doi.org/10.1021/acsabm.9b00786 VL - 2 IS - 12 SP - 5749 EP - 5759 PB - ACS AN - OPUS4-50342 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rietz, U. A1 - Küchler, S. A1 - Lerche, D. A1 - Lange, Thorid A1 - Hielscher, Stefan A1 - Beck, Uwe T1 - Zentrifugalkraftbasierte Mehrprobenprüfung in einer analytischen Zentrifuge zur Bestimmung von Kleb- und Haftfestigkeiten: Metallische Referenzverbunde, Plasmaaktivierung von Polymeren, Schichthaftung auf GFK, Wirkung von Primern N2 - Das Fügeverfahren Kleben bietet viele Vorteile wie z.B. das Verbinden schwieriger Materialklassen, geringe thermische Belastung (Strukturveränderung/-schwächung) der Fügepartner und eine Lastverteilung über den gesamten Fügebereich. Die Auswahl an verfügbaren Klebstoffen und Vorbehandlungsoptionen ist dabei ebenfalls vielfältig. Einige Polymere weisen darüber hinaus Eigenschaften auf, die eine Herstellung von festen und dauerhaft beanspruchbaren Klebverbindungen erschweren. Mittels Oberflächenbehandlung, z.B. durch Plasmafeinreinigung bzw. –aktivierung, können die Grenzflächern solcher Polymere - bezogen auf die Eignung als Fügeteilpartner – optimiert werden. Schnelle Prüfverfahren zur Ermittlung von Verbundeigenschaften sind somit erforderlich. Das Messprinzip Centrifugal Adhesion Testing Technologie verwendet die radial gerichtete Zentrifugalkraft als Belastungsgröße des zu testenden Verbunds, die durch Variation der Drehzahl gesteuert wird. Bei Erreichen der kritischen Beanspruchung trennt sich ein aufgeklebter Prüfstempel vom Substrat. Zeitgleich wird ein positionsbezogenes IR-Signal aus dem drehenden Rotor an das Basisgerät gesendet und zusammen mit der Drehzahl an die PC-Software übertragen. Für jede Probe wird die Bruchkraft berechnet und in Echtzeit angezeigt. Der Adhesion Analyser LUMiFrac® untersucht bis zu acht Prüfkörper unter identischen Bedingungen. Das neue Messprinzip erfüllt die Anforderungen von DIN EN 15870, DIN EN 14869-2, ISO 4624 sowie DIN EN 13144. Die Multiprobentestung ermöglicht schnelle Charakterisierungen von Klebverbindungen. So kann der Effekt einer Plasmabehandlung von Bauteilen auf die Verbundfestigkeit zeitsparend bestimmt werden. Die gezielte Veränderung unterschiedlicher Plasma-Parameter, wie beispielsweise, die Plasmazusammensetzung, der Abstand vom Plasmabrenner zur Oberfläche oder die Verweildauer unter dem Brenner, beeinflußt die Festigkeit des Klebsystems und ist dem LUMiFrac direkt quantifizierbar. Neben der Festigkeitsbestimmung von Klebverbindungen ist die Haftung von Schichtsystemen ein wichtiger Anwendungsbereich. Ergebnisse für Zug- und Scherbeanspruchung, realisiert mit unterschiedlichen Prüfkörper-Geometrien, werden vorgestellt. Ferner werden verschiedene festigkeitsbeeinflussende Faktoren, wie Prüfgeschwindigkeit oder Substratverformung bei Beanspruchung untersucht T2 - 35. Workshop des ak-adp CY - Nuremberg, Germany DA - 20.11.2019 KW - Adhäsion KW - Mehrprobenprüfung KW - Analytische Zentrifuge KW - Kleb- und Haftfestigkeit PY - 2019 SN - 978-3-00-063646-2 SP - 100 EP - 109 AN - OPUS4-50149 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Özcan Sandikcioglu, Özlem A1 - Witt, Julia A1 - Almalla, Ahed A1 - Fernandes Jamar, Marina A1 - Stepien, Daniel T1 - Untersuchung lokaler Korrosionsprozesse mittels kombinierter elektrochemischer und mikroskopischer Methoden N2 - Aktuelle Forschungsergebnisse - Korrosionseigenschaften von AA 2024-T3 und AM-316 unter gekoppelter korrosiv/mechanischer Beanspruchung. T2 - MPIE Düsseldorf, Sitzung der GfKORR Arbeitskreise Grundlagen und Simulation und Korrosionsuntersuchung und überwachung CY - Dusseldorf, Germany DA - 20.11.2019 KW - Corrosion KW - Atomic Force Microscopy (AFM) KW - Coupled corrosive/mechanical load PY - 2019 AN - OPUS4-50296 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Özcan Sandikcioglu, Özlem A1 - Witt, Julia A1 - Schenderlein, Matthias A1 - Hampel, Marco A1 - Almalla, Ahed T1 - Coupled electrochemical, microscopic and spectroscopic techniques for the analysis of local corrosion and mic processes N2 - Summary of the research topics of the division 6.2 and recent results T2 - HZDR-IRE Institutscolloquium CY - Dresden, Germany DA - 24.09.2019 KW - MIC KW - Localised corrosion KW - Corrosion monitoring KW - Biofilmbildung KW - Atomic Force Microscopy (AFM) PY - 2019 AN - OPUS4-50295 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Özcan Sandikcioglu, Özlem A1 - Witt, Julia A1 - Fernandes Jamar, Marina A1 - Stepien, Daniel T1 - In situ atomic force microscopy (AFM) analysis of materials under combined corrosive and mechanical load N2 - In service, most materials are operated under simultaneous corrosive and mechanical load and there are very few methods capable for testing material degradation under these conditions, especially when it comes to high resolution analysis. For this purpose, in this work, a tensile module capable of uniaxial stretching and compression with up to 5 kN force was integrated into an AFM stage. The elimination of the need for sample unmounting and remounting and the resulting possibility of keeping the sample under constant mechanical load during AFM measurements not only enables a precise positioning of the area of interest but also allows for the analysis of processes in the elastic deformation regime. This methodology was demonstrated for two case studies. Scanning Kelvin Probe Force Microscopy (SKPFM) was used as the main tool to characterize the deformation behavior. Moreover, a flexible electrochemical measurement cell was used to enable electrochemical analysis by means of electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and Linear Sweep Voltammetry (LSV) during AFM measurements at different levels of strain. The in situ AFM results are complemented by microstructure analysis by means of electron backscatter diffraction (EBSD). In the first case study, the deformation induced delamination of a thin organic coating on AA2024 T3 aluminium alloy was investigated as a function of alloy surface treatment. The formation of cracks in the insulating passive film enabled an early detection of deformation processes by means of SKPFM. The second case study focused on the comparison of corrosion and deformation behavior of conventional and additively manufactured 316 stainless steels. In comparison to the conventional 316 stainless steel, the effect of processing was clearly detectable on the additively manufactured material as zones of inhomogeneous potential, which also affected the initiation of local corrosion processes. The contribution will provide detailed information on the new AFM setup and summarize our results from both case studies. T2 - EuroCorr2019 CY - Sevilla, Spain DA - 09.09.2019 KW - Corrosion KW - Coupled corrosive and mechanial load KW - Atomic Force Microscopy (AFM) PY - 2019 AN - OPUS4-50294 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Özcan Sandikcioglu, Özlem A1 - Witt, Julia A1 - Almalla, Ahed T1 - Application of atomic force microscopy (AFM) for in situ corrosion studies of thin film covered AA2024 T3 aluminium alloy surface N2 - The performance of functional coatings and adhesively joined hybrid components relies strongly on the stability of the polymer-metal interface. With the increasing utilization of multi-material structures in the automotive and aerospace industry, it is of great scientific and technical interest to understand the processes leading to interface degradation and to develop novel strategies to increase corrosion and delamination resistance. The aim of this project is to develop thin epoxy-based films and their carbon nanofiller loaded composites on aluminium alloy AA2024-T3 as a model system and to investigate their interfacial stability under corrosive and coupled corrosive-mechanical load. Spin coating was used for the layer-by-layer deposition of poly[(o-cresyl glycidyl ether)-co-formaldehyde] and poly-(ethylenimine) bi-layers. Atomic force microscopy (AFM) results indicate a very homogeneous and dense film with low surface roughness. Carbon nanofillers were introduced either by mixing into the coating components or in between individual layers to control the separation between the carbon nanofillers and alloy surface. The film chemistry and barrier properties were characterized by means of spectroscopic and electrochemical methods, respectively. The degradation and delamination behavior of the epoxy-based films was characterized by means of in situ AFM corrosion experiments. The quantitative imaging (QI) mode allowed the observation of hydrogen-generation induced blister formation during exposure to corrosive electrolyte and how the local corrosion processes evolved with exposure time. Complementary energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) analysis was performed to correlate the corrosion behavior with the different intermetallic particle chemistries and distributions. The presentation will summarize our results on the effect of interface chemistry and carbon nanofiller – alloy separation on the initiation of local corrosion processes on thin film covered AA2024-T3 aluminium alloys. T2 - EuroCorr2019 CY - Sevilla, Spain DA - 09.09.2019 KW - Corrosion KW - Atomic Force Microscopy (AFM) PY - 2019 AN - OPUS4-50293 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -