TY - RPRT A1 - Marzok, Ulrich A1 - Müller, Ralf A1 - Krauhausen, M. A1 - Burgstedt, F. A1 - Brode, W. T1 - Hochtemperatur shape screening keramischer Bauteile N2 - Ziel des Projekts war die Entwicklung eines Laser-Messmoduls, mit dessen Hilfe die Formänderung keramischer Bauteile während des Sinterns erfasst werden kann. Dabei sollten durch eine kontinuierliche und simultane Vermessung der Probenkontur und der Oberflächentemperatur während des Brennprozesses neue Daten zum Sinterverhalten gewonnen werden, die u. a. auch eine FE-Modellierung dieser komplexen Prozesse überprüfen und ergänzen können. Dieses Ziel sollte am Beispiel großformatiger niedrig sinternder keramischer Folien für LTCC-Anwendungen verfolgt werden. KW - Keramikherstellung KW - Sintern KW - Formmessung KW - Kontur KW - Lasermesstechnik PY - 2010 UR - http://edok01.tib.uni-hannover.de/edoks/e01fb12/685831345.pdf N1 - Schlussbericht (AZ: II D 5 – 25/06) zum Projekt im Rahmen des Programms "Unterstützung kleiner und mittlerer Unternehmen bei der Umsetzung von Innovationen in den Bereichen Messen, Normen, Prüfen und Qualitätssicherung" (MNPQ-Transfer) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie SP - 1 EP - 54 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-28373 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Marzok, Ulrich A1 - Müller, Ralf A1 - Schadrack, Reinhard A1 - Krauhausen, M. A1 - Burgstedt, F. A1 - Brode, W. A1 - Reetz, R. T1 - Hochtemperatur-Laserprofilometrie an keramischen Bauteilen N2 - Hochleistungssinterwerkstoffe spielen eine wachsende Rolle in derzeitigen Schlüsseltechnologien wie der Mikrosystem-, Informations-, Kommunikations- und Medizintechnik. Dabei steigen die Anforderungen an die präzise Steuerung der Sinterung. Besonders für komplexe, gradierte oder heterogen zusammengesetzte Formkörper wie zum Beispiel keramische LTCC-Multilayer für die Mikrosystemtechnik hat die exakte Beherrschung dieses Prozessschrittes wesentlichen Einfluss auf die Maßhaltigkeit, mechanische Integrität und Zuverlässigkeit der gesinterten Bauteile. Bedingt durch die Heterogenität der mehrlagigen und mit Leit- und anderen Funktionspasten bedruckten Sinterkörper hinsichtlich ihrer sinterphysikalischen oder thermischen Eigenschaften können bleibende oder temporäre Verwerfungen beim Schrumpfungsprozess auftreten, wobei letztere unter Umständen Ursache latenter Fehler im späteren Bauteil sind. PY - 2013 SN - 0173-9913 SN - 0196-6219 VL - 90 IS - 3 SP - D19 EP - D24 PB - Göller CY - Baden-Baden AN - OPUS4-28013 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Marzok, Ulrich A1 - Müller, Ralf A1 - Schadrack, Reinhard A1 - Krauhausen, M. A1 - Burgstedt, F. A1 - Brode, W. A1 - Reetz, R. ED - Kriegesmann, J. T1 - Hochtemperatur-Laserprofilometrie an keramischen Bauteilen N2 - Es wurde ein Gerät zur In-situ-Kontrolle des Sinterns keramischer Bauteile mit Hilfe der Hochtemperatur-Lasertriangulation aufgebaut. Durch Rotation der Probe und gleichzeitiger Positionierung des Laserabstandssensors erfolgt die dreidimensionale Erfassung der Topografie der Probenoberfläche. Derzeit können flache Proben mit den Maßen < 20 cm x 20 cm x 1 cm bis 1000 °C untersucht werden. Die örtliche Wiederholpräzision des verwendeten Lasersensors beträgt 10 µm bei 20 °C und 15 µm bei 1000 °C. Die lineare Positioniergenauigkeit des Sensors liegt bei 1 µm, die Winkelauflösung der Drehung des Probentellers beträgt 0,0025 °. Daten für ein 3D-Oberflächenprofil werden in etwa 2 bis 3 Minuten erzeugt. Spezielle Linienprofile erhält man bei einer Messzeit von wenigen Sekunden. N2 - A device was designed for the in situ monitoring of sintering of ceramic components using high-temperature laser triangulation. By simultaneous rotation of the sample and positioning of the laser distance sensor at the same time a three-dimensional detection of the topography of the sample surface could be achieved. Currently, flat samples with dimensions < 20 cm x 20 cm x 1 cm can be examined up to 1000 °C. The local repeatability precision of the laser sensor used is 10 µm at 20 °C and 15 µm at 1000 °C. The linear positioning accuracy of the sensor is 1 µm, the angular resolution of the rotation of the sample plate is 0.0025 °. Data for a 3D surface profile can be obtained in about 2 to 3 minutes. Specific line profiles can be received at a measurement time of a few seconds. PY - 2013 SN - 978-3-938595-00-8 VL - 135 IS - Kap. 6.3.1.0 PB - HvB-Verlag CY - Ellerau AN - OPUS4-28967 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Marzok, Ulrich A1 - Müller, Ralf A1 - Schadrack, Reinhard A1 - Krauhausen, M. A1 - Reetz, R. T1 - Hochtemperatur-Laserprofilometrie für keramische Proben N2 - Das Hochtemperatur-Laserprofilometer der BAM4 ermöglicht eine 3D-Formerkennung an keramischen Folien oder anderen flachen Objekten während thermischer Behandlungen wie zum Beispiel bei laufenden Entbinderungs- oder Sinterprozessen. Mit dem Lasertriangulationssensor werden das Höhenprofil, die lateralen und axialen Schwindungen und andere charakteristische Maße der Probe wie die Folienbreite und -dicke, Abstände zwischen spezifischen Merkmalen oder Krümmungen bestimmt. Somit können insbesondere auch Deformationen und Verwerfungen der Objekte sowie Schwindungsinhomogenitäten an strukturierten Objekten erkannt und mit dem Herstellungsprozess verknüpft werden. T2 - DKG Jahrestagung 2012 CY - Nuremberg, Germany DA - 05.03.2012 KW - 3D-Formerkennung KW - Lasertriangulationssensor KW - Deformationen KW - Schwindungsinhomogenitäten PY - 2012 AN - OPUS4-35787 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Müller, Ralf T1 - Hochtemperaturlaserprofilometrie (HTLP) N2 - Der Vortrag stellt die an der BAM neu entwickelte Methode der Hochtemperatur-Laserprofilometrie (HTLP) vor und illustriert Anwendungsmöglichkeieten T2 - Seminar Instrumentelle Analytik, Fakultät III Prozesswissenschaften, Lehrstuhl Keramik TU Berlin CY - TU Berlin, Germany DA - 17.2.2017 KW - Sintern KW - Hochtemperaturformerkennung PY - 2017 AN - OPUS4-44210 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Welter, T. A1 - Marzok, Ulrich A1 - Deubener, J. A1 - Reinsch, Stefan A1 - Müller, Ralf T1 - Hydrogen diffusivity in sodium aluminosilicate glasses N2 - Hydrogen gas diffusivity of fourteen glasses of the Na2O-Al2O3-SiO2 system are studied along the joins quartzalbite-jadeite-nepheline (Qz-Ab-Jd-Np, fully polymerized) and albite-sodium disilicate (Ab-Ds, depolymerized). Density measurements show that ionic porosity decreases from 54.4% (Qz) to 51.5% (Np) and from 52.4% (Ab) to 50.2% (Ds). Hydrogen diffusivity D follows similar trends but at another scale. D at 523 K decreases from 4×10−12 to 3×10−14m2 s−1 (Qz-Np) and from 4×10−13 to 3×10−15m2 s−1 (Ab-Ds). Charge compensating Na+ acting as a filling agent in fully polymerized network structures leads to up to one order of Magnitude higher diffusivities as depolymerized glass structures of the same SiO2 content where Na+ takes the role of a modifier ion. Temperature dependence of the diffusivity indicates that both the activation energy involved with the moving H2 molecule as well as the accessible volume in the structure contribute to this compositional trend. KW - Aluminosilicate glasses KW - Hydrogen diffusivity KW - Ionic porosity PY - 2019 DO - https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2019.119502 VL - 521 SP - 119502 PB - Elsevier B.V. AN - OPUS4-50392 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Ried, Peter A1 - Gaber, Martin A1 - Müller, Ralf A1 - Deubener, J. T1 - Hydrogen permeability of a barium-aluminoborosilicate glass - A methodical approach N2 - The H2 effusion from H2 saturated glass powders, H2 permeation through the wall of blown glass bulbs, and H2 permeation through the wall of glass capillaries were applied to evaluate the permeability of hydrogen gas in a barium-aluminoborosilicate (BABS) glass. To validate these methods, two commercial glasses (vitreous silica and borosilicate) were used as a reference. Permeation values obtained from the different experiments agreed within a factor of 3 or less. The H2 permeability of BABS glass at temperatures close to ambient was found to be at least 3 orders of magnitude below that of borosilicate and silica glasses. The powder method, which requires minimal sample preparation efforts, turned out to provide easy access to the measurement of H2 permeability of glasses down to P = 3.9 × 10- 21 mol s- 1 Pa- 1 m- 1. KW - Hydrogen gas KW - Permeability KW - Solubility KW - Diffusivity KW - Aluminoborosilicate glass PY - 2014 DO - https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2014.04.006 SN - 0022-3093 VL - 394-395 SP - 43 EP - 49 PB - North-Holland Publ. Co. CY - Amsterdam AN - OPUS4-30720 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Müller, Ralf T1 - Hydrogen permeability of glass measured by VHE-MS powder methods N2 - Glasses are can serve as exceptionally tight hydrogen barriers e.g. used for hydrogen storage in micro glass containers or cover glasses in micro electronic systems. Respective glass development, however, requires precise measurements of minimal hydrogen permeability, PH2. Recent studies showed that PH2 can be measured down to 2 10-21 mol s-1 Pa-1m-1 by means of Vacuum Hot Extraction (VHE) powder methods [1]. In this respect the isothermal gas release from glass powder particles is fitted in terms of classical diffusion models assuming spherical particles of uniform size thus obtaining the hydrogen diffusion coefficient, DH2. PH2 is then given by D H2 × S H2, where hydrogen solubility, SH2, is obtained from VHE studies of glass powders exposed to hydrogen atmosphere for different exposure time and hydrogen pressure. Measurements of minimal values of hydrogen permeability, however, require a careful evaluation and error discussion of this method. Against that background, we modeled hydrogen degassing during heating and subsequent isothermal annealing of glass powder particles of different shape and particle size distribution by means of COMSOL Multiphysics® [2] and verified related effects on DH2 obtained by the VHE powder method. T2 - SGT Centenary Conference, & ESG 2016 CY - Sheffield, UK DA - 4.9.2016 KW - Glass KW - Hydrogen KW - Permeability KW - Storage PY - 2016 AN - OPUS4-38307 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Reinsch, Stefan A1 - Welter, T. A1 - Müller, Ralf A1 - Deubener, J. T1 - Hydrogen Permeability of Tectosilicate Glasses for Tank Barrier Liners N2 - The permeation of hydrogen gas was studied in meta-aluminous (tectosilicate) glass powders of Li2O×Al2O3×SiO2 (LAS), Na2O×Al2O3×SiO2 (NAS) and MgO×Al2O3×SiO2 (MAS) systems by pressure loading and vacuum extraction in the temperatures range 210–310 °C. With this method, both the solubility S and the diffusivity D were determined, while the permeability was given by the product SD. For all glasses, S was found to decrease with temperature, while D increased. Since the activation energy of diffusion of H2 molecules exceeded that of dissolution, permeation increased slightly with temperature. When extrapolated to standard conditions (25 °C), the permeability of tectosilicate glasses was found to be only 10-22–10-24 mol H2 (m s Pa)-1, which is 8–10 magnitudes lower than most polymers. Thin glass liners of these compositions are expected to be the most effective barrier for tanks of pressurised hydrogen. KW - Hydrogen permeation KW - Aluminosilicate glasses KW - Hydrogen storage tank KW - Glass liner PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-587284 DO - https://doi.org/10.52825/glass-europe.v1i.425 VL - 1 SP - 1 EP - 11 AN - OPUS4-58728 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Welter, T. A1 - Müller, Ralf A1 - Deubener, J. A1 - Marzok, Ulrich A1 - Reinsch, Stefan T1 - Hydrogen Permeation Through Glass N2 - Physical storage of gaseous hydrogen under high-pressure in glassy micro-containers such as spheres and capillaries is a promising concept for enhancing safety and the volumetric capacity of mobile hydrogen storage systems. As very low permeation through the container wall is required for storage of compressed hydrogen, development of glasses of minimal hydrogen permeability is needed. For this purpose, one has to understand better the dependence of hydrogen permeability on glass structure. The paper points out that minimizing the accessible free volume is as one strategy to minimize hydrogen permeability. Based on previously measured and comprehensive literature data, it is shown that permeation is independently controlled by ionic porosity and network modifier content. Thus, ionic porosity in modified and fully polymerized networks can be decreased equally to the lowest hydrogen permeability among the glasses under study. Applying this concept, a drop of up to 30,000 with respect to the permeation of hydrogen molecules through silica glass is attainable. KW - Ionic porosity KW - hydrogen storage KW - Glass KW - Permeability KW - Solubility KW - Diffusivity PY - 2020 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-513927 DO - https://doi.org/10.3389/fmats.2019.00342 VL - 6 SP - Article 342 AN - OPUS4-51392 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -