TY - CONF A1 - Beck, Uwe T1 - Zentrifugentechnologie zur statistischen Untersuchung von Stumpfklebungen: Ergebnisse ZENSUS-Ringversuchs N2 - Der Vortrag widmet sich der „Zentrifugentechnologie zur statistischen Untersuchung von Stumpfklebungen“ und beschreibt drei wesentlich verschiedene Realsysteme (Fügefläche 1/Klebstoff/ Fügefläche 2), um die Statistik ZPM (wiederholte Ein-Proben-Prüfung) vs. CAT (Mehr-Proben-Prüfung) zu vergleichen. Dazu wurden drei unterschiedliche Klebstoff-klassen mit typischen Fügeteilmaterialkombinationen ausgewählt und in einem Vorversuch mit jeweils 3 unterschiedlichen Prüfgeschwindigkeiten sowohl im Weg-geregelten als auch Kraft-geregelten Mode beansprucht. Die Ergebnisse ZPM vs. CAT und Kraft- vs. Weg-Regelung des Vorversuches zeigten keinerlei Unterschiede auf. Im Ergebnis wurde ein Ringversuch im Kraft-geregelten Mode (6xZPM vs. 8xCAT) für ein Referenzsystem durchgeführt, der nachwies, dass die CAT-Technologie statistisch relevante Prüfergebnisse zur Klebfestigkeit bereitstellt. Es zeigte sich, dass für zwei ZPM-Teilnehmer im Vertrauensbereich 99% statistisch signifikant etwas kleinere Werte der Klebfestigkeit bestimmt wurden, was auf geringfügige Abweichungen von der axialen Ausrichtung des eingespannten Prüflings bei der Ein-Proben-ZPM-Zugprüfung zurückgeführt wird. T2 - VCI CY - Frankfurt/Main, Germany DA - 10.03.2020 KW - Zentrifugentechnologie KW - Statistischen Untersuchung KW - Normung KW - Prüfgeschwindigkeiten KW - Stumpfklebungen PY - 2020 AN - OPUS4-50581 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Beck, Uwe A1 - Fischer, Daniel T1 - MISTRAL-Müller-Matrix-basierte Identifizierung von Inhomogenitäten und strukturellen Anomalien N2 - Mit abbildender Ellipsometrie (imaging ellipsometry: IE) können Nanometer-Beschichtungen/ Degradationen visualisiert und bezüglich Brechungsindex n, Extinktionskoeffizient k und Schichtdicke d charakterisiert werden. Materialseitig werden lokal Homogenität und Isotropie innerhalb eines/mehrerer Bildpunkte (field of analysis: FOA) und messtechnisch global die Ebenheit der Proben bezüglich aller Bildpunkte des Messfeldes vorausgesetzt. Für die Müller-Matrix-basierte abbildende Ellipsometrie (MM-IE), die den optischen Response anisotroper Materialien in jedem Bildpunkt über die bis zu 16 Müller-Matrix-Elemente erfasst, ist dies von besonderer Relevanz. Reale Substrate sind aber oft nicht eben, können lokal Noppen/Mulden (im FOA) aufweisen oder sind global konvex/ konkav im möglichen Messfeld (field of view: FOV) gekrümmt. Diese lokalen/globalen strukturellen Anomalien des Substrats werden schon für die IE messtechnisch/modellseitig oft nicht beherrscht und sind für die MM-IE in der Wirkung auf die MM-Elemente unbekannt. Diese Defizite sollen messtechnisch bzw. modellmäßig behoben und somit die Messung lokal/global gekrümmter Oberflächen ermöglicht werden (MM-CSIE, CS curved surface). KW - Abbildende Ellipsometrie (IE) KW - Müller-Matrix Ellipsometrie (MM-IE) KW - Gekrümmte Oberflächen KW - Schichtdicke KW - Optische Konstanten PY - 2020 SP - 1 EP - 7 AN - OPUS4-51574 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beck, Uwe T1 - Adhesion of Coatings vs. Strength of Composite Materials – A Review of Applications Evaluated by Centrifugal Adhesion Testing (CAT) N2 - Sufficient adhesion/tensile strength are basic requirements for any coating/composite material. For coatings, adhesive strength in N/mm2 is of Major interest for various applications such as decorative and water-repellent coatings on wood (paints and varnishes), optical coatings on glass and polymers (reflectors and filters), electrical coatings on semiconductors, glass and polymers (conducting and bondable layers), mechanical coatings on metals and polymers (wear-reduction, scratch-resistance) and adhesion-promoting layers. For composite materials, tensile strength in N/mm2 is also a key quantity for carbon fiber reinforced composites (CFC), laminates and adhesive-bonded joints. Centrifugal adhesion testing (CAT) transfers the single-sample tensile test from a tensile or universal testing machine into an analytical centrifuge as multiple-sample test of up to eight test pieces. The one-sided sample support instead of a two-sided sample clamping and the absence of mounting- and testing-correlated shear forces provides fast and reliable results both for adhesive strength and bonding strength by means of bonded test stamps. For bonding strength, the evaluation of failure pattern from microscopic inspection is required in order to determine the failure pattern according to ISO 10365 such as adhesive failure (AF), delamination failure (DF) and cohesive failure (CF). Hence, one test run by CAT-technology provides either statistics or ranking of up to eight samples at once. For adhesive strength of coatings, a variety of examples is discussed such as ALD-Al203 layers as adhesion promoters, evaporated Ag-layers on N-BK7 glass, sputtered Cr- and Al-layers on Borofloat 33 glass, evaporated Au-films on N-BK7 glass and sputtered SiO2 -layers on CR39 Polymer. Provided adhesive or bonding strength are high enough, the substrate or the joining part may also fail. T2 - Special PSE 2020 CY - Online meeting DA - 07.09.2020 KW - Centrifugal adhesion testing (CAT) KW - Adhesive strength KW - Pull-off test KW - Failure pattern KW - Compound strength PY - 2020 AN - OPUS4-51231 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hielscher-Bofinger, Stefan A1 - Beck, Uwe T1 - Multiple-sample Testing: Adhesive Strength of Coatings and Bonding Strength of Adhesives evaluated by Centrifugal Adhesion Testing (CAT) N2 - The quantitative determination of adhesion and cohesion properties is a key requirement for adhesive-bonded joints and coated components in both R&D and Quality assurance. Because of the huge variety of layer/substrate Systems in terms of materials and large thickness range, adhesion tests display the same diversity as layer/substrate systems. There are only two tensile testing procedures available, that determine adhesive strength in terms of force per area (N/mm²), the single-sample pull-off test in a tensile testing machine and the multiple-sample-test using the Centrifugal Adhesion Testing (CAT) Technology. The CAT Technology is a testing method which uses centrifugal force as tensile testing force in a multiple-sample arrangement within a drum rotor of a Desktop centrifuge. Hence, the adhesive/bonding strength A/B can be determined on a statistical basis under identical testing conditions for up to eight samples. A variety of examples for bonding strength of adhesives, adhesive strength of coatings and compound strength of composite materials is discussed such as metalto-metal and glass-to-metal bonding, sputtered SiO2-layers on CR39 Polymer and carbon fiber reinforced polymer. T2 - Colloquium Department 6. CY - Berlin, BAM, Germany DA - 03.09.2020 KW - Centrifugal Adhesion Testing (CAT) KW - Adhesive strength KW - Bonding strength KW - Composite strength KW - Interlaboratory comparision PY - 2020 AN - OPUS4-51178 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Juds, Carmen A1 - Schmidt, J. A1 - Weller, Michael G. A1 - Lange, Thorid A1 - Beck, Uwe A1 - Conrad, T. A1 - Boerner, H. G. T1 - Combining phage display and next-generation sequencing for materials sciences: A case study on probing polypropylene surfaces N2 - Phage display biopanning with Illumina next-generation sequencing (NGS) is applied to reveal insights into peptide-based adhesion domains for polypropylene (PP). One biopanning round followed by NGS selects robust PP-binding peptides that are not evident by Sanger sequencing. NGS provides a significant statistical base that enables motif analysis, statistics on positional residue depletion/enrichment, and data analysis to suppress false-positive sequences from amplification bias. The selected sequences are employed as water-based primers for PP-metal adhesion to condition PP surfaces and increase adhesive strength by 100% relative to nonprimed PP. KW - Polymers KW - Polypropylene KW - Glue KW - Plastics KW - Surface Activation KW - Primer KW - Peptide Library KW - Epoxy KW - Solid-binding Peptides KW - Functionalization KW - Polymer-binding Peptides KW - Adhesion KW - Material-binding Peptides KW - Adhesives PY - 2020 DO - https://doi.org/10.1021/jacs.0c03482 SN - 0002-7863 SN - 1520-5126 VL - 142 IS - 24 SP - 10624 EP - 10628 PB - ACS CY - Washington, DC, USA AN - OPUS4-51123 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beck, Uwe T1 - Uncertainty budgets in surface technology: stepheigt, layerthickness, indentation hardness, adehesive strength N2 - The object (sample) and the measurement/testing procedure may always have unknown degrees of freedom, i.e. instead of 𝐯 ≥ n – 1 in many cases 𝐯 ≫ n - 1 may apply, in particular in the micro- and nano-world! T2 - 10. VDI-Fachtagung, Messunsicherheit und Prüfprozesse CY - Erfurt, Germany DA - 10.11.2021 KW - Methodology in metrology KW - Methodology in testing KW - Spectroscopic Ellipsometry KW - Instrumented Indentation Testing (IIT) KW - Centrifugal Adhesion Testing (CAT) PY - 2021 AN - OPUS4-53986 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beck, Uwe T1 - Functional coatings for mechanical applications: characterization and standardization N2 - The paper addresses the “Functional coatings for mechanical applications: characterization and standardization” and the following points are discussed in more detail: 1. Mechanic alapplications (coatings for tools and components, system features vs. material parameters) 2. Mechanical characterization (instrumented indentation testing (IIT), centrifugal adhesion testing (CAT), state of standardization) 3. Topometric characterization (white light interference microscopy (WLIM, 3D), mechanical stylus (MS, 2D), state of standardization) 4. Optical characterization (spectroscopic ellipsometry (SE), inter-laboratory comparison, state of standardization) T2 - IC-CMTP6 CY - Miskolc, Hungary DA - 04.10.2021 KW - Spectroscopic Ellipsometry KW - White Light Interference Microscopy KW - Instrumented Indentation Testing KW - Functional coatings KW - Mechanical characterization KW - Optical characterization KW - Topometric characterization KW - Standardization PY - 2021 AN - OPUS4-53987 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Beck, Uwe A1 - Ermilova, Elena A1 - Schneider, S. A1 - Peters, S. T1 - Gemeinsamer Abschlussbericht WIPANO-Vorhaben „Standardisierung und Normung der Ellipsometrie als universeller Spektroskopie“ N2 - Im Vorhaben SNELLIUS wurden in enger Zusammenarbeit der BAM mit den Firmen Accurion und SENTECH Instruments aufbauend auf der Norm DIN 50989-1 „Ellipsometrie - Teil 1: Grundlagen; Ellipsometry – Part 1: Principles“ insgesamt fünf Normenentwürfe erarbeitet, die fünf Modell-basierten Anwendungsfällen der Ellipsometrie entsprechen. Unter Berücksichtigung des neuartigen Modell-basierten Normungskonzepts wurde in den Normenentwürfen erstmals eine GUM- und DIN EN ISO/IEC 17025:2018 konforme Bestimmung bzw. Abschätzung der Messunsicherheit umgesetzt. Dies erforderte neben der textlichen Erstellung auch umfangreiche experimentelle Arbeiten bei den Firmen, Vergleichsversuche und komplementäre Modell- und Datenevaluierungen, da sowohl die verwendete ellipsometrische Hardware (unterschiedliche ellipsometrische Funktionsprinzipien) als auch die ellipsometrische Software (Modell-Randbedingungen, Fitalgorithmus) firmenspezifisch zum Teil sehr unterschiedlich sind. Hierbei mussten in einem Konsensprozess Lösungen gefunden werden, die die beiden deutschen Ellipsometer-Anbieter Accurion (Imaging-Ellipsometrie) und SENTECH Instruments (Mapping Ellipsometrie) gleichermaßen akzeptieren konnten und die zudem einen Transfer auf die Internationale Ebene (ISO Norm) ermöglichen, also vom Grundsatz her auch auf weitere Ellipsometerhersteller wie (J. A. Woollam Co., USA; SEMILAB, Ungarn; HORIBA, Japan) mit wieder anderen ellipsometrischen Funktionsprinzipien, Hard- und Softwarelösungen anwendbar sind. Die weitgehende Unabhängigkeit von ellipsometrischen Funktionsprinzipien, Hard- und Softwarelösungen wurde dadurch erreicht, dass normativ festgelegt wurde, dass die ellipsometrischen Größen PSI und DELTA im Sinne von DIN ENISO/IEC 17025 als Rohdaten fungieren. KW - Ellipsometrie-Norm KW - Messunsicherheit ellipsometrischer Messungen KW - Validierungskonzepte ellipsometrischer Messungen KW - DIN 50989, Teile 1 bis 6 KW - DIN EN ISO/IEC 17025:2018 und GUM Kompatibilität PY - 2021 SP - 1 EP - 16 AN - OPUS4-52857 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Beck, Uwe A1 - Hielscher-Hofinger, Stefan A1 - Lerche, D. A1 - Reetz, U. T1 - Vorhaben ZENSUS, BAM Vh-Nr. 6768 „Zentrifugentechnologie zur statistischen Untersuchung von Stumpfklebungen“ N2 - Das Vorhaben ZENSUS beschäftigt sich mit der Erstellung eines Normenentwurfs bzw. einer normen-konformen Technischen Spezifikation für die Zentrifugen-basierte Prüfung der Klebfestigkeit von Stumpfklebungen. Das umfasst auch umfangreiche Validierungsversuche, um mögliche Unterschiede zwischen Kraft-gesteuerter (Zentrifuge) und Weg-gesteuerter (Zugprüfmaschine) bzw. ggf. dazu korrelierte Materialabhängigkeiten mit ihren Auswirkungen auf SOPs zu identifizieren. Die Zentri-fugen-basierte Mehr-Proben-Prüfung von bis zu 8 Klebverbunden wird im Weiteren mit CAT-Technologie („Centrifugal Adhesion Testing“) abgekürzt. KW - Klebfestigkeit von Stumpfklebungen KW - EN 15870 KW - Centrifugal Adhesion Testing (CAT) Technologie KW - Zugprüfung mittels Zugprüfmaschine KW - Zugprüfung mittels Zentrifugentechnologie PY - 2021 SP - 1 EP - 28 AN - OPUS4-52858 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beck, Uwe T1 - Mapping und Imaging modifizierter Oberflächen: Generische Kenngrößen, Fehlstellen, Reinigungszustand und Haftfestigkeit N2 - Der Vortrag widmet sich dem Mapping und Imaging modifizierter Oberflächen: Generische Kenngrößen, Fehlstellen, Reinigungszustand und Haftfestigkeit. Es werden Untersuchungsmethoden zu ihrer Prüfung dargestellt. T2 - 37. ak-adp 2021, Jena CY - Online meeting DA - 16.06.2021 KW - Qualitätssicherung KW - Mapping modifizierter Oberflächen KW - Generische Kenngrößen KW - Haftfestigkeit KW - Klebfestigkeit PY - 2021 AN - OPUS4-52870 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -