TY - JOUR A1 - Baier, Jennifa A1 - Lange, Thorid A1 - Sahre, Mario A1 - Beck, Uwe T1 - Zerstörungsfreie Prüfung von Zinkschichten N2 - Zinkschichten wurden mit den zerstörungsfreien Methoden Röntgenfluoreszenz (XRF), mechanischer Tastschnitt (MS), Röntgenbeugung (XRD) und instrumentierter Eindringprüfung (IIT) hinsichtlich der makroskopischen und mikroskopischen Schichteigenschaften untersucht. Die Rauheit der Zinkschichten hängt im Wesentlichen von der Substratoberfläche ab. Inhomogenen Schichtdickenverteilung treten bekanntermaßen am Rand von Beschichtungsgestellen auf. Die plasto-elastische Eigenschaften Härte, E-Modul und Kriechen sind bei unterschiedlichen Abscheidungen vergleich- und reproduzierbar. Diese makroskopischen Schichteigenschaften sind geprägt von der Mikrostruktur der Schicht, die eine Vorzugsorientierung der Kristallite in der Netzebene (110), die senkrecht zur Substratoberfläche steht, zeigt. PY - 2009 SN - 0016-4232 VL - 100 IS - 5 SP - 1034 EP - 1040 PB - Leuze CY - Saulgau, Württ. AN - OPUS4-19457 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beck, Uwe A1 - Reiners, Georg A1 - Sahre, Mario A1 - Weise, Matthias A1 - Gamer, Nadja A1 - Wegwerth, Tillmann T1 - Charakterisierung idealer, realer und modifizierter Oberflächen der Steriltechnik T2 - 3-Länder-Korrosionstagung - Nichtrostender Stahl - Reinigen, beizen, passivieren, Korrosionsschutz optimieren CY - Basel, Schweiz DA - 2009-04-20 KW - Oberflächentopographie KW - Replikaverfahren KW - Oberflächenenergie KW - Modifizierung KW - Bearbeitung KW - Beschichtung und Strukturierung KW - Wechselwirkung mit Partikeln PY - 2009 SN - 978-3-935406-38-3 SP - 12 EP - 24 PB - DECHEMA CY - Frankfurt/M. AN - OPUS4-25599 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Rybachuk, Maksym A1 - Hertwig, Andreas A1 - Weise, Matthias A1 - Sahre, Mario A1 - Männ, Marion A1 - Beck, Uwe A1 - Bell, J. M. T1 - Near infrared optical materials from polymeric amorphous carbon synthesized by collisional plasma process N2 - The synthesis of polymerlike amorphous carbon (a-C:H) thin-films by microwave excited collisional hydrocarbon plasma process is reported. Stable and highly aromatic a-C:H were obtained containing significant inclusions of poly(p-phenylene vinylene) (PPV). PPV confers universal optoelectronic properties to the synthesized material. That is a-C:H with tailor-made refractive index are capable of becoming absorption-free in visible (red)-near infrared wavelength range. Production of large aromatic hydrocarbon including phenyl clusters and/or particles is attributed to enhanced coagulation of elemental plasma species under collisional plasma conditions. Detailed structural and morphological changes that occur in a-C:H during the plasma synthesis are also described. KW - Kohlenstoffschichten KW - Plasmachemie KW - PA-CVD KW - Amorphous state KW - Carbon KW - Coagulation KW - Hydrogen KW - Optical materials KW - Plasma collision processes KW - Plasma deposition KW - Refractive index KW - Thin films PY - 2010 DO - https://doi.org/10.1063/1.3431292 SN - 0003-6951 SN - 1077-3118 VL - 96 IS - 21 SP - 211909-1 - 211909-3 PB - American Institute of Physics CY - Melville, NY AN - OPUS4-21365 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Beck, Uwe A1 - Hönig, D. A1 - Schneider, S. A1 - Domnick, R. A1 - Belzner, M. A1 - Hertwig, Andreas A1 - Stephanowitz, Ralph A1 - Sahre, Mario A1 - Weise, Matthias T1 - Fabry-Perot-based layer stacks for ellipsometric encoding - Embedded public, hidden, and forensic information for product authentication N2 - Public, hidden, and forensic features either encoded or directly legible are used for authentication. Fabry-Perot layer stacks as information carriers in combination with imaging ellipsometry as optical read-out system provide all-in-one anti-counterfeiting capability that may establish the new security level 'encoded forensic'. Different layer designs are described with regard to all three security levels: public features (e.g. color and tilt effect) perceptible by the human eye, hidden features (e.g. spectroscopic response in the UV or IR), and forensic features (ellipsometric quantities Ψ and Δ as a function of wavelength λ and angle of incidence AOI). Physically uncloneable functions (PUF) could be realized as a result of a multi-material and a multi-parameter deposition approach as well as by means of specific design features of the Fabry-Perot layer stack. Hence, they are not subject to any reverse engineering strategies. Examples of stratified, micro-structured, and laser-modified Fabry-Perot layer systems are considered that may be used at all perception levels (e.g. human eye, bar code reader, and imaging ellipsometry) for authentication against product counterfeiting and related areas. -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Zur Authentifizierung werden offene, versteckte und forensische Merkmale entweder codiert oder direkt auslesbar verwendet. Mit Fabry-Perot Schichtsystemen als Informationsträger in Kombination mit der abbildenden Ellipsometrie als optischem Auslesesystem steht ein 'all-in-one' Fälschungsschutz-System zur Verfügung, das ein neues Sicherheitsniveau 'kodiert-forensisch' darstellt. Es werden unterschiedliche Schichtdesigns beschrieben, mit denen alle drei Sicherheitsniveaus realisiert werden können: offene Merkmale (z.B. Farbe und Kippeffekt), die mit dem menschlichen Auge wahrnehmbar sind, versteckte Merkmale (z.B. die spektrale Antwort im Sichtbaren oder im IR) sowie forensische Merkmale (ellipsometrische Größen Ψ und Δ als Funktion der Wellenlänge λ und des Einfallswinkels AOI). Physikalisch nicht klonbare Funktionen (PUF) können im Ergebnis einer Multi-Material- und Multi-Parameter Beschichtungsstrategie sowie durch spezifische Design-Merkmale des Fabry-Perot Schichtsystems realisiert werden. Folglich sind solche Schichtsysteme dem 'reverse engineering' nicht zugänglich. Es werden Beispiele für lateral ausgedehnte, mikrostrukturierte und Laser modifizierte Schichtsysteme auf verschiedenen Ausleseniveaus (menschliches Auge, Barcode-Lesegerät, abbildendes Ellipsometer) vorgestellt, die zur Authentifizierung von Produkten und verwandte Gebiete geeignet sind. KW - Fabry-Perot Schichten KW - Ellipsometrie KW - Produkt- und Markenschutz PY - 2012 DO - https://doi.org/10.1002/vipr.201200494 SN - 0947-076X SN - 1522-2454 VL - 24 IS - 4 SP - 6 EP - 11 PB - Wiley-VCH Verl. CY - Weinheim AN - OPUS4-26180 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baier, Jennifa A1 - Beck, Uwe A1 - Sahre, Mario T1 - Validierung der Plasmabeständigkeit von monodispersen und funktionalisierten Partikeln N2 - Mit mikroskopischer) und spektroskopischen Untersuchungsmethoden wird die Beständigkeit von monodispersen und fluoreszenzmarkierten Partikeln gegenüber Temperatur-, Vakuum- und Plasmaeinfluss geprüft. Im Fokus steht die Erprobung von plasma-kompatiblen Partikeln für Plasmadispersionsschichten zur Realisierung funktioneller add-on Eigenschaften im Rahmen des BMWi-geförderten Projektes Plasma-Fit. T2 - 9. ThGOT - Thementage Grenz- und Oberflächentechnik CY - Zeulenroda, Germany DA - 03.09.2013 KW - Partikel KW - Plasmabeständigkeit PY - 2013 SP - 242 EP - 243 AN - OPUS4-29086 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Baier, Jennifa A1 - Beck, Uwe A1 - Lange, Thorid A1 - Sahre, Mario T1 - Process-related interdependence of microstructure and mechanical properties of zinc coatings T1 - Einfluss der Prozessparameter auf Mikrostruktur und mechanische Eigenschaften von galvanischen Zinkschichten N2 - Electrochemical deposition (ECD) is of great importance in particular for highly durable long-term corrosion protection in various Areas such as automotive bodywork, construction industry and several outdoor and off-shore applications under harsh environments. In addition to corrosion protection, other functional properties such as decorative features (e. g. color and gloss) and mechanical properties (resistance to mechanical use) are of interest. The crystal structure of electrodeposited metals depends on several process-related parameters such as current density, electrolyte concentration, types of additives (inhibitors), pH-value, electrolyte temperature and hydrodynamics (flow characteristics). A distinct process parameter such as current density may affect both microstructure, i. e. the type of deposit structure and texture, and mechanical properties, e. g. indentation hardness and indentation modulus. Zinc was electrodeposited on steel sheets from a cyanide-free alkaline electrolyte by using different additives. The current efficiency and the deposition rate remarkably depend on the electrolyte conditions. Different crystal structures of zinc were observed in dependence on current density and electrolyte composition. As a result, mechanical properties and roughness of the coatings are affected by the crystal structure. The process-related interdependence of microscopic features and macroscopic properties of zinc deposits was studied by X-ray diffraction (XRD) regarding microstructure, by scanning electron microscopy (SEM) with respect to morphology and by instrumented indentation testing (IIT) for determination of indentation hardness, modulus and creep. It has been shown that the interdependence of process-related deposition parameters, deposit microstructure and macroscopic coating properties is a prerequisite of a model-based process simulation N2 - Die elektrochemische Abscheidung ist ein wichtiges Verfahren zur Herstellung von hochbeständigen Korrosionsschutzschichten für unterschiedliche Anwendungen, beispielsweise den Automobilbau, Maschinenbau oder verschiedene Außen- und Offshore-Anwendungen mit hohen Umweltbelastungen. Darüber hinaus müssen Korrosionsschutzschichten auch funktionelle oder dekorative Eigenschaften (z. B. Farbe oder Glanz) und mechanische Eigenschaften (Verschleißbeständigkeite) aufweisen. Die Kristallstruktur von abgeschiedenen Metallen hängt von unterschiedlichen Prozessparametern bei der Abscheidung ab, wie der Stromdichte, der Metallionenkonzentration, den Arten der Zusatzstoffe (Inhibitoren), dem pH-Wert, der Elektrolyttemperatur oder der Hydrodynamik (Strömungscharakteristik). Die Stromdichte beispielsweise beeinflusst sowohl die Mikrostruktur einer Schicht (Art der Kristalle und deren Textur) als auch deren mechanische Eigenschaften (Härte). Für die Untersuchung wurde Zink aus einem cyanidfreien Elektrolyten mit verschiedenen Zusätzen auf Stahlblech abgeschieden. Die Stromausbeute und damit auch die Abscheidegeschwindigkeit hängen von den Elektrolytparametern ab. Die Zinkschichten wiesen in Abhängigkeit von Stromdichte und Elektrolytzusammensetzung verschiedene Kristallstrukturen auf. Diese Unterschiede machten sich auch bei den mechanischen Eigenschaften und der Rauheit bemerkbar. Die prozessabhängige Struktur wurde mittels Röntgenbeugung (Mikrostruktur), REM (Morphologie) und instrumentierte Eindringprüfung (Härte, Eindringmodul, Kriechverhalten) untersucht. Die Kenntnis dieser Kennwerte ist für die Durchführung von Simulationen der galvanischen Abscheidung notwendig. KW - Zinc plating KW - Process parameters KW - Microstructure of zinc deposits KW - Mechanical properties PY - 2013 SN - 2195-5891 SN - 2195-5905 VL - 2 IS - 09 SP - 7 EP - 8 PB - WOTech CY - Waldshut-Tiengen AN - OPUS4-29095 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beck, Uwe A1 - Hertwig, Andreas A1 - Sahre, Mario A1 - Stockmann, Jörg M. A1 - Weise, Matthias T1 - Visualisierung von Oberflächenverunreinigungen und Schichtartefakten N2 - Die Oberflächentechnik ist eine Schlüsseltechnologie in nahezu zu allen industriellen Branchen. Mit Ausnahme der mechanischen Stabilität, die das Substrat bereitstellt, werden verschiedenartigste Funktionen materialsparend, zum Teil hochintegriert mit maßgeschneiderten Schichtdesigns unter Ausnutzung von Nano- und Quanteneffekten auf Oberflächen appliziert. Ein Großteil der Fertigungskosten in der Mikro- und Nanotechnik wird durch Reinräume und die Umsetzung ausgeklügelter Reinigungsstrategien zur Vermeidung von Restverschmutzungen und partikulären Belegungen verursacht, da diese unweigerlich zum Bauteilversagen führen. Die Validierung des Reinigungszustandes ist somit von zentraler Bedeutung für die Schichtqualität und Produktfunktionalität. Dies gilt in Abhängigkeit von der Applikation und den vertikalen Schicht- bzw. lateralen Strukturdimensionen sowohl für Fertigungsprozesse im Reinraum als auch für solche in robuster Umgebung. In der Praxis kommt es häufig vor, dass man mikroskopisch scheinbar saubere Substrate erst durch die Beschichtung „enttarnt" und dann Defekte oft mit bloßem Auge sichtbar werden. Noch problematischer ist der Einbau von Verunreinigungen während der Schichtabscheidung, die zunächst nicht sichtbar sind, dann aber zum Bauteilversagen führen. T2 - 11. ThGOT - Thementage Grenz- und Oberflächentechnik CY - Zeulenroda-Triebes, Germany DA - 15.09.2015 KW - Imaging Ellipsometrie KW - Mikroskopie KW - Schleimpflug-Optik PY - 2015 SN - 978-3-00-046056-2 SP - 15.9.2015, Block B, 1 EP - 5 AN - OPUS4-34280 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Köppe, Enrico A1 - Bartholmai, Matthias A1 - Daum, Werner A1 - Gong, Xin A1 - Hofmann, Detlef A1 - Basedau, Frank A1 - Schukar, Vivien A1 - Westphal, Anja A1 - Sahre, Mario A1 - Beck, Uwe T1 - New self diagnostic fiber optical sensor technique for structural health monitoring N2 - Fiber optic sensors have gained increasing importance in recent years and are well established in many areas of industrial applications. In this paper, we introduce a concept of a self-diagnostic fiber optic sensor. The presented sensor is to resolve the problems of embedded fiber optic sensors in complex structures and to enable the validation under operational conditions. For this purpose, different magnetostrictive coated fiber optic sensors were developed and various experiments were performed to verify their mode of operation and to determine the respective reproducibility. The measuring principle is illustrated by obtained experimental results, which showed a change in wavelength from 1 pm at a magnetic field strength change of 0.25 mT. In addition, the temperature characteristics of the implemented magnetostrictive sensor were analyzed and an experimental factor of 1.5 compared to a reference fiber optic sensor was determined. T2 - 32nd Danubia-Adria Symposium on advances in experimental mechanics CY - Starý Smokovec, Slovakia DA - 22.09.2015 PY - 2015 SN - 978-80-554-1094-4 SP - 1 EP - 2 CY - Zilina AN - OPUS4-35173 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schukar, Vivien A1 - Gong, Xin A1 - Hofmann, Detlef A1 - Basedau, Frank A1 - Köppe, Enrico A1 - Bartholmai, Matthias A1 - Westphal, Anja A1 - Sahre, Mario A1 - Beck, Uwe ED - Berghmans, F. ED - Mignani, A. G. T1 - Modelling and simulation of a fibre Bragg grating strain sensor based on a magnetostrictive actuator principle N2 - A new concept for the self-diagnosis of embedded fiber Bragg grating (FBG) strain sensors was developed, simulated and experimentally tested. This concept is based on a magnetostrictive metallic layer directly coated on the fibre cladding over the grating segment of the FBG sensor, so that an on-demand external magnetic field in a millitesla scale can produce a controllable artificial strain as an indication signal for the remote optical interrogator. The relationship between the pre-defined magnetic field and its induced Bragg wavelength shift characterizes this validation concept. Any deviation of the local bonding state of the interfaces from the initial or/and any change of shear strain transferring mechanism from composite matrix to the optical fibre core will result in alterations in this sensitive relationship, and thus triggers an immediate alert for a further inspection. The finite element method is used to simulate the strain of this configuration as result of different values of the magnetic field in order to optimize the geometrical sensor parameters. The simulations are verified by experiments results. © (2016) COPYRIGHT Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers (SPIE). Downloading of the abstract is permitted for personal use only. T2 - Optical Sensing and Detection IV CY - Brüssel, Belgium DA - 03.04.2016 KW - Fiber Bragg gratings KW - Actuators KW - Modeling and simulation KW - Finite element methods PY - 2016 SN - 9781510601444 DO - https://doi.org/10.1117/12.2224728 SN - 0277-786X SN - 1996-756X VL - 9899 SP - 9899-39 PB - SPIE Digital Library AN - OPUS4-38634 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schukar, Vivien A1 - Köppe, Enrico A1 - Hofmann, Detlef A1 - Westphal, Anja A1 - Sahre, Mario A1 - Beck, Uwe A1 - Gong, Xing A1 - Bartholmai, Matthias ED - Aulova, Alexandra ED - Rogelj Ritonja, A. ED - Emri, I. T1 - A contribution to intelligent automatic validation of structure-integrated fibre optic strain sensors N2 - Sensors integrated into devices and structures provide essential data to control, optimize or manage machines and structural components. In the last years, processes, applications and machine parts became more and more intelligent. Consequently, the need for sensor validation increased significantly in order to rely on sensor data and measurement results. Structure-integrated fibre optic strain sensors, such as fiber Bragg gratings (FBG), are of special interest in the composite manufacturing industry. This type of sensor makes it possible to gain information and to collect measurement data about entire production processes and whole life-time cycles of composite-made machine parts and structures. However, validation concepts and approaches for this type of sensors are barely reported in literature. Furthermore, all the reported activities have the drawback that the sensor diagnosis strategy is implemented as limited mathematical models and/or complex time-consuming spectral analysis tools which are applied in data post-processing loops. However, to automate sensor validation and to apply real-time and in-field sensor fault detection, it is necessary to acquire measurement data and information about the measurement reliability at the same time. T2 - 33rd Danubia- Adria Symposium on Advances in Experimental Mechanics CY - Portorož, Slovenia DA - 20.09.2016 KW - Fiber bragg grating KW - Magnetic field KW - Magnetostrictive metal coating KW - Self-diagnostic fiber optical sensor PY - 2016 SN - 978-961-94081-0-0 SP - 180 EP - 181 CY - Ljubljana AN - OPUS4-37645 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -