TY - JOUR A1 - Mix, Renate A1 - Hielscher, Stefan A1 - Beck, Uwe A1 - Friedrich, Jörg Florian T1 - Plasma meets chemistry: Combined methods for tailored interface design in metal-polymer composites by selective chemical reactions on plasma modified surfaces N2 - The applicability of polymer-metal composites is mainly determined by the durability of the adhesive strength between both components. Aluminium (Al) deposited on polypropylene (PP) exemplifies different options of interface design. By deposition of plasma polymers on PP the effect of the type of the functionality was investigated. Spacer insertion was accomplished to position the functional group away from the topmost surface. A further kind of interface design involved a partial condensation of functional groups. Hydroxyl and carboxyl groups were most effective to improve adhesion in Al-PP systems. Approximately 7-10 carboxyl or 25-27 hydroxyl groups per 100 C atoms were necessary to increase the peel strength up to ~700 N/m. In this range, the failure of the composite propagated along the interface Al-tape (no peeling of the metal). Spacer molecules between surface and functional groups provoked the effect that the number of needed functional groups for maximum adhesion was strongly reduced. Linking of the functional groups resulted in non-peelable Al-PP laminates. Two adhesion tests were applied - the peel test and the centrifuge technology. For PP foils modified with chemically bonded and additionally linked silanol groups (no peeling) an adhesive strength of (2.5 ± 0.2) N/mm² was determined by centrifuge technology. XPS inspection of both fracture surfaces indicated a sub-surface failure in the polymer. T2 - HTPP-12 - 12th High-tech plasma processes conference CY - Bologna, Italy DA - 24.06.2012 KW - Adhesion PP-Al KW - Modified surfaces KW - Interface design PY - 2012 DO - https://doi.org/10.1088/1742-6596/406/1/012004 SN - 1742-6588 SN - 1742-6596 VL - 406 SP - 012004-1 - 012004-11 PB - IOP Publ. CY - Bristol, UK AN - OPUS4-28658 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beck, Uwe T1 - CAT-Technologie zur Bestimmung der Klebfestigkeit N2 - Der Vortrag widmet sich der „ CAT-TECHNOLOGIE ZUR BESTIMMUNG DER KLEBFESTIGKEIT“ und beschreibt die Punkte „Motivation –CAT-Technologie (Centrifugal Adhesion Testing), Klebfestigkeit ( Materialscreening verschiedener Werkstoffklassen, Klebstoffscreening fürV2A gegenV2A als Referenz, Klebstoffscreening für Niedrigenergie-Polymere und Oberfächenmodifizierung von Niedrigenergie-Polymeren) und Verbundfestigkeit (“Stirnabzug vs. Zug-Scher-Prüfung an CFK) im Einzelnen. T2 - 17. Praxisseminar KLEBEN CY - IWF Jena, Germany DA - 30.01.2019 KW - CAT-Technologie KW - Klebfestigkeit KW - Verbundfestigkeit KW - Niedrigenergie-Polymeren PY - 2019 AN - OPUS4-47466 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beck, Uwe T1 - Centrifugal force meets materials testing – analytical centrifuge as multipurpose tool for tensile and compressive stress testing N2 - Up until several years ago, tensile and compressive tests have been exclusively carried out as single-sample tests within a tensile, hardness or universal testing machine. The availability of centrifuge technology changed this situation in 2013 in several ways because centrifugal force is used as testing force within a rotational reference frame. Firstly, multiple-sample strength testing became feasible for both tensile load condi-tions, e.g. determination of composite, bonding or adhesive strength, and compressive load conditions, e.g. hardness, compressibility and compactibility. Secondly, there is no need for a two-sided sample clamping and double-cardanic suspensions as samples are simply inserted using a one-sided sample support. Thirdly, shear forces can be avoided by means of guiding sleeves which steer test stamps acting as mass bodies for either tensile or compressive testing. Fourthly, up to eight samples can be tested under identical conditions within a very short period of time, typically within 15 minutes including sample loading and unloading. Hence, either a reliable statistics (of identical samples) or a ranking (of different samples) can be derived from one test run. The bench-top test system is described in detail and demonstrated that centrifugal force acts as testing force in an appropriate way because Euler and Coriolis force do not affect the testing results. Examples for both tensile strength testing, i.e. bonding strength of adhesives-bonded joints and adhesive strength of coatings, and compres-sive strength testing, i.e. Vickers-, Brinell- and ball indentation hardness and deter-mination of spring constants, are presented, discussed and compared with conven-tional tests within tensile, hardness or universal testing machines. At present, a maximum testing force of 6.5 kN can be realized which results at test stamp diameters of 5 mm, 7 mm, and 10 mm in tensile or compressive stress values of 80 MPa, 160 MPa, and 320 MPa. For tensile strength, this is already beyond bonding strength of cold- and warm-curing adhesives. Moreover, centrifuge technology is compliant to standards such as EN 15870, EN ISO 4624, EN ISO 6506/6507 and VDI/VDE 2616. Programmable test cycles allow both short-term stress and log-term fatigue tests. Based on a variety of examples of surface and bonding technology, applications in both fields R&D and QC are presented. Meanwhile, centrifuge technology is also accredited according to DIN EN ISO/IEC 17025. T2 - Intermationa Conference Dispersion Analysis & Materials Testing CY - Berlin, Germany DA - 22.05.2019 KW - Centrifugal Force KW - Compressive Stress KW - Tensile Stress PY - 2019 AN - OPUS4-48310 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beck, Uwe T1 - Mechanische, topometrische und optische Charakterisierung von Schichten mit Stand der Normung N2 - Der Vortrag „MECHANISCHE, TOPOMETRISCHE UND OPTISCHE CHARAKTERISIERUNG VON SCHICHTEN MIT STAND DER NORMUNG“ widmet sich unterschiedlichen Beschichtungssystemen und deren mechanischer, topometrischer und optischer Charakterisierung. Über die entsprechenden aktuellen Normen wird informiert. Es betrifft Verfahren wie die Instrumentierte Eindringprüfung (IIT), Centrifugal Adhesion Testing, Weißlichtinterferenzmikroskopie, Tastschnittverfahren und Ellipsometrie (SE). T2 - EFDS, V2019, Vakuum und Plasma CY - Dresden, Germany DA - 08.10.2019 KW - Normung KW - Spektrale Ellipsometrie (SE) KW - Instrumentierte Eindringprüfung (IIT) KW - Centrifugal Adhesion Testing (CAT) KW - Weißlichtinterferenzmikroskopie (WLIM, 3D) PY - 2019 AN - OPUS4-49320 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Fischer, Daniel A1 - Beck, Uwe T1 - Visualisierung von mikro- und nanoskalierten Oberflächenstrukturen mittels abbildender Ellipsometrie N2 - In den letzten Jahren hat die Einbindung der abbildenden Ellipsometrie in die Gruppe der optischen Verfahren zur Oberflächencharakterisierung ein enormes Potential bei der Analyse von topologischen Strukturänderungen gezeigt. Der dabei abgebildete Kon-trast wurde typischerweise auf Änderungen im Brechungsindex, Absorptionseffekte oder Schichtdickenänderungen zurückgeführt. In späteren Studien wurde festgestellt, dass auch andere Faktoren, wie etwa die Krümmung der Oberfläche oder Kanten von Struktu-ren einen signifikanten Einfluss auf die Messung der ellipsometrischen Paramater haben. Um diese Effekte aus der ellipsometrischen Messung extrahieren zu können, wird auf die Analyse der Müller-Matrix zurückgegriffen. In dem hier vorliegenden Beitrag wird gezeigt, wie die Müller-Matrix-Imaging Ellipsomet-rie (MM-IE) zur Charakterisierung von Oberflächenstrukturen verwendet werden kann. Dazu werden mikro- und nanoskaliert gekrümmte Oberflächen zunächst mit verschiede-nen Referenzmethoden, wie Rasterelektronenmikroskopie (SEM), Lichtmikroskopie (OM), Weißlichtinterferenzmikroskopie (WLIM) und Rasterkraftmikroskopie (AFM) vali-diert erfasst. Der anschließende Vergleich mit den Ergebnissen der Müller-Matrix-Ima-ging-Ellipsometrie ermöglicht eine Korrelation der zugrunde liegenden Strukturphäno-mene mit den ellipsometrischen Daten. In diesem Artikel wird das Prinzip an drei industriell relevanten Strukturgruppen demonstriert: Sub-Mikropartikel, Mikropartikel und sub-mikroskalierte Vertiefungen. T2 - 14. ThGOT Thementage Grenz- und Oberflächentechnik und 6. Kolloquium Dünne Schichten in der Optik CY - Zeulenroda, Germany DA - 12.03.2019 KW - Ellipsometrie KW - Nanoskaliert KW - Mikroskaliert KW - Oberflächengeometrie KW - Brechungsindex KW - Müller-Matrix-Ellipsometrie PY - 2019 SN - 978-3-00-062102-4 SP - 1 EP - 5 AN - OPUS4-47646 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lange, Thorid A1 - Hidde, Gundula A1 - Beck, Uwe A1 - Naumann, F. A1 - Kärkkänen, I. A1 - Gargouri, H. T1 - Nanoskalige Haftvermittler zur Erhöhung der Haft- bzw. Klebfestigkeit unter Verwendung von ALD-Hybridprozessen N2 - Ziel des Projektes HARFE (Haftfestigkeit Reproduzierbarkeit Festigkeit) war es, eine Er-höhung der Haft- bzw. Klebfestigkeit auf Niedrigenergie-Polymeren (PE, PP, PTFE) zu erreichen. SENTECH realisierte dazu plasmachemische Oberflächenaktivierungen mit O2 und die Abscheidung von Aluminiumoxidschichten (Al2O3) mittels Atomic Layer Deposition (ALD), wobei die Ellipsometrie zum in-situ Monitoring der ALD-Prozesse diente. Die BAM charakterisierte die modifizierten Oberflächen bezüglich der Oberflächenenergie (OFE) und bestimmte die Verbund- bzw. Klebfestigkeit mittels der Zentrifugentechnologie T2 - 14. ThGOT Thementage Grenz- und Oberflächentechnik und 6. Kolloquium Dünne Schichten in der Optik CY - Zeulenroda, Germany DA - 12.03.2019 KW - Haftvermittler KW - ALD-Hybridprozesse KW - Klebfestigkeit KW - Atomic Layer Deposition KW - Al2O3-Schichten KW - Oberflächenenergie PY - 2019 SN - 978-3-00-062102-4 SP - 1 EP - 2 CY - Zeulenroda, Germany AN - OPUS4-47656 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - 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 - 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 - JOUR A1 - Duwe, M. A1 - Quast, J.-H. A1 - Schneider, S. A1 - Fischer, Daniel A1 - Beck, Uwe T1 - Thin-film metrology of tilted and curved surfaces by imaging Mueller-matrix ellipsometry N2 - For the vast majority of ellipsometric measurements, the application of planar substrates is mandatory and requires a proper sample alignment prior to the measurement. Here, the authors present a generalized approach of how to extract the isotropic ellipsometric sample parameters from an imaging Mueller-matrix measurement even if the sample is significantly misaligned. They validate the method by layer-thickness calculations based on imaging Mueller-matrix measurements of flat crystalline silicon samples that were misaligned on purpose. Furthermore, they also exploit this method’s capabilities to perform spatially resolved layer-thickness measurements of a single-layer indium-tin-oxide coating on a fused-silica microlens without the need of realignment or repositioning of the sample during the measurement. T2 - 8th International conference on spectroscopic ellipsometry (ICSE-8) CY - Barcelona, Spain DA - 26.05.2019 KW - Metrology KW - Thin films KW - Polarization spectroscopy KW - Spectroskopic Imaging KW - Mueller-Matrix imaging ellipsometry PY - 2019 DO - https://doi.org/10.1116/1.5122757 SN - 2166-2746 SN - 2327-9877 VL - 37 IS - 6 SP - 062908 PB - AIP CY - New York, NY AN - OPUS4-50209 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Sarma, Dominik A1 - Mielke, Johannes A1 - Sahre, Mario A1 - Beck, Uwe A1 - Hodoroaba, Vasile-Dan A1 - Rurack, Knut T1 - TSEM-based contour analysis as a tool for the quantification of the profile roughness of silica shells on polystyrene core particles N2 - Core-shell (CS) particles with a polymeric core and a silica shell play an important role in the materials and (bio)analytical sciences. Besides the establishment of reliable synthesis procedures, comprehensive particle characterization is essential for batch-to-batch reproducibility and objective performance assessment across architectures, protocols, and laboratories. Particle characterization with respect to size, size distribution, shell thickness and texture, surface area and roughness or materials composition is commonly conducted with different analytical methods, often on different samples. Our approach uses a dual-mode TSEM/SEM set-up with an EDX detector to obtain a complementary data set with sufficient statistical confidence of one and the same sample on a single instrument. Our protocol reveals information about size, size distribution and shell thickness of the various particles employed from overview images, while an increased field of view (FOV) and high-resolution EDX analysis yields detailed information on shell texture and elemental composition. An image analysis tool was developed to derive and quantify the profile roughness of CS particles from individual beads. Comparison with surface roughness data from AFM showed a similar trend in roughness across the series of particles. Reliable classification into smooth and rough is proposed and roughness changes within different particle batches were tracked systematically. KW - Core-shell particles KW - Electron microscopy KW - Transmission mode KW - Roughness KW - Image analysis PY - 2017 DO - https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2017.07.099 SN - 0169-4332 SN - 1873-5584 VL - 426 IS - 1 SP - 446 EP - 455 PB - Elsevier B.V. CY - Amsterdam AN - OPUS4-42256 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beck, Uwe T1 - Plasma Germany, Fachausschuss Normung, Berichtszeitraum Herbst 2017 – Frühjahr 2018 N2 - Der Vortrag gibt den aktuellen Stand der Normung im Bereich der Oberflächen-technik insbesondere der Oberflächenanalytik und der Oberflächenmess- und -prüftechnik wider. Vorgestellt wird der Status technischer Berichte, Normenentwürfe und Normen u.a. zur Charakterisierung von funktionellen Glasoberflächen für bioanalytische Anwendungen, zur Messung der Schichtdicke von Nanomaterialien mittels Ellipsometrie, zur Kalibrierung von Interferometern und Interferenzmikroskopen für die Formmessung, zur Rockwelleindringprüfung zur Bewertung der Schicht-haftung, zu den Grundlagen der Ellipsometrie, zur Messung der Schichtdicke mittels Wirbelstromverfahren, zur Schichtpotentialmessung von Mehrfach-Nickelschichten, zu Filtern und Augenschutzgeräten gegen Laserstrahlung sowie zur Bestimmung der Schichthaftung mittels Zugversuch. T2 - Plasma Germany, Fachausschuss Normung, Frühjahrssitzung CY - Kiel, Germany DA - 17.04.2018 KW - Stand der Normung KW - Oberflächentechnik KW - Oberflächenanalytik KW - Oberflächenmesstechnik KW - Oberflächenprüftechnik PY - 2018 AN - OPUS4-44729 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beck, Uwe T1 - Auf dem Weg zu Industrie 4.0: Bestimmung von Messunsicherheitsbudgets in der Oberflächentechnik N2 - Vorgestellt wurde die Bestimmung von Messunsicherheitsbudgets für sehr unterschiedliche physikalische Größen, die in der Oberflächentechnik von hoher Relevanz sind: Stufenhöhe h, Schichtdicke d, Eindringhärte HIT und Haftfestigkeit. Die Unterschiede betreffen die Art der Prüfmethodik (optisch zerstörungsfrei vs. mechanisch invasiv/zer-störend), die laterale Größe des Integrationsgebietes der Messung (lokal:nano bis sub-mikro vs. global: mikro bis makro) und die Art der Bestimmung von Messunsicherheitsbudgets (physikalische Größen: direkt rückführbar; Werkstoffkenngröße: genormt; Systemkenngröße: genormt). Im Rahmen von Industrie 4.0 werden ausgehend der geforderten Spezifikation des beschichteten Produkts (Mittelwert mit Vertrauensbereich oder Mindestwert) durchgehende Toleranzbänder zur Oberflächenmodifizierung/Beschichtung des Substrats, einhergehend mit Prozessfenstern, die diese Toleranzbänder garantieren, erforderlich, die zuverlässig erfasst werden müssen. Die Frage der anzuwendenden Mess- und Prüftechnik und die damit notwendige Betrachtung von Messunsicherheitsbudgets ist für die Digitalisierung von Konditionierungs-, Zustands-, Regel- und Steuergrößen unverzichtbar. Mit Blick auf die Einhaltung von Prozessfenstern und die dafür notwendige Prozessführung wird technologisches Kern-Know-how digitalisiert, das es unbedingt zu schützen gilt. Nur lokale Netze können diese Sicherheit garantieren, in globalen Netzen ist die Datensicherheit bestenfalls maximierbar. T2 - 14. ThGOT Thementage Grenz- und Oberflächentechnik CY - Zeulenroda, Germany DA - 12.03.2019 KW - Oberflächentechnik KW - Messunsicherheit KW - Messtechnik KW - Prüftechnik KW - Haftfestigkeit PY - 2019 AN - OPUS4-47612 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beck, Uwe T1 - CAT-Technologie zur Bestimmung der Haftfestigkeit Dünner Schichten N2 - Der Vortrag widmet sich der „CAT-TECHNOLOGIE ZUR BESTIMMUNG DER HAFTFESTIGKEIT DÜNNER SCHICHTEN“ und beschreibt die Punkte „Motivation –CAT-Technologie“ (CAT: Centrifugal Adhesion Testing) und die „Haftfestigkeit von Schichten“, (Ag-Schichten auf N-BK7 Glas, Cr- und Al-Schichten auf Borofloat 33 Glas, Au-Schichten auf N-BK7 Glas und SiO2-Schichten auf CR39 Polymer) im Einzelnen. T2 - EFDS, Workshop: Haft- und Antihaftschichten CY - Dresden, Germany DA - 31.01.2019 KW - CAT-Technologie KW - Centrifugal Adhesion Testing KW - Dünne Schichten KW - Haftfestigkeit PY - 2019 AN - OPUS4-47489 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Mitzkus, Anja A1 - Sahre, Mario A1 - Basedau, Frank A1 - Hofman, Detlef A1 - Beck, Uwe T1 - Fiber Bragg Gratings for In-Situ Stress Monitoring of Electrochemical Deposition N2 - The in-situ monitoring of electrochemical deposition (ECD) processes is still a challenge regarding the measurement of the effective temperature of the substrate and the formation of mechanical stress in the layer under given plating conditions. Monitoring problems can be solved by applying a pre-coated fiber Bragg grating (FBG) to the electrolytic process as the shift of the Bragg wavelength is affected by both the temperature of the electrolyte near the substrate and the stress formation in the growing layer. The experimental FBG set-up and the quantitative determination of temperature- and stress-related strain is described for a nickel-iron electrolyte. KW - Fiber Bragg grating (FBG) KW - Electrochemical deposition (ECD) KW - Optical fibers PY - 2019 DO - https://doi.org/10.1149/2.0111906jes SN - 0013-4651 VL - 166 IS - 6 SP - B312 EP - B315 PB - Electrochemical Society CY - Pennington, NJ AN - OPUS4-47738 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Fischer, Daniel A1 - Griepentrog, Michael A1 - Beck, Uwe A1 - Duwe, M. A1 - Quast, J.-H. A1 - Schneider, S. T1 - Effect of curvature of spherical microscopic indentations on the ellipsometric readout N2 - The authors describe and interpret curvature-related changes to the ellipsometric readout. As model system for a concave curvature, a set of three spherical microscopic indents in silicon (100) of different sizes was prepared by instrumented indentation testing using a spherical indenter. For reference, these samples were characterized by AFM to reveal the topography of each structure. The concavelike indents were analyzed by Mueller-Matrix imaging ellipsometry to extract lateral intensity images of 12 elements of the Mueller-Matrix. As a result of the detailed analysis of the image elements m22, m23, and m14, it was possible to correlate intensity changes and symmetry properties to depolarization and cross polarization induced by the edge threshold and the curved surface of the indent. KW - Spectroskopic Imaging KW - Mueller-Matrix imaging ellipsometry KW - Structural anomalies KW - Structural inhomogenities PY - 2019 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-498105 DO - https://doi.org/10.1116/1.5122252 VL - 37 IS - 6 SP - 062906-1 EP - 062906-5 PB - American Vacuum Society AN - OPUS4-49810 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beck, Uwe A1 - Griepentrog, Michael A1 - Hertwig, Andreas A1 - Hielscher, Stefan A1 - Weise, Matthias T1 - Auf dem Weg zu Industrie 4.0: Bestimmung von Messunsicherheitsbudgets in der Oberflächentechnik N2 - Vorgestellt wurde die Bestimmung von Messunsicherheitsbudgets für sehr unterschiedliche physikalische Größen, die in der Oberflächentechnik von hoher Relevanz sind: Stufenhöhe h, Schichtdicke d, Eindringhärte HIT und Haftfestigkeit. Die Unterschiede betreffen die Art der Prüfmethodik (optisch zerstörungsfrei vs. mechanisch invasiv/zerstörend), die laterale Größe des Integrationsgebietes der Messung (lokal: nano bis sub-mikro vs. global: mikro bis makro) und die Art der Bestimmung von Messunsicherheitsbudgets (physikalische Größen: direkt rückführbar; Werkstoffkenngröße: genormt; Systemkenngröße: genormt). Im Rahmen von Industrie 4.0 werden ausgehend der geforderten Spezifikation des beschichteten Produkts (Mittelwert mit Vertrauensbereich oder Mindestwert) durchgehende Toleranzbänder zur Oberflächenmodifizierung/Beschichtung des Substrats, einhergehend mit Prozessfenstern, die diese Toleranzbänder garantieren, erforderlich, die zuverlässig erfasst werden müssen. Die Frage der anzuwendenden Mess- und Prüftechnik und die damit notwendige Betrachtung von Messunsicherheitsbudgets ist für die Digitalisierung von Konditionierungs-, Zustands-, Regel- und Steuergrößen unverzichtbar. Mit Blick auf die Einhaltung von Prozessfenstern und die dafür notwendige Prozessführung wird technologisches Kern-Know-how digitalisiert, das es unbedingt zu schützen gilt. Nur lokale Netze können diese Sicherheit garantieren, in globalen Netzen ist die Datensicherheit bestenfalls maximierbar T2 - 14. ThGOT Thementage Grenz- und Oberflächentechnik und 6. Kolloquium Dünne Schichten in der Optik CY - Zeulenroda, Germany DA - 12.03.2019 KW - Oberflächentechnik KW - Messunsicherheit KW - Messtechnik KW - Prüftechnik KW - Haftfestigkeit PY - 2019 SN - 978-3-00-058187-8 VL - 2019 SP - 1 EP - 10 AN - OPUS4-47670 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Hodoroaba, Vasile-Dan A1 - Hoffmann, V. A1 - Steers, E.B.M. A1 - Griepentrog, Michael A1 - Dück, Alexander A1 - Beck, Uwe T1 - Round Robin exercise: Coated materials for glow discharge spectroscopy N2 - A Round Robin (RR) exercise on selected coated materials has been carried out with the aim of finding the optimal conditions for the analysis of nitride layers with GD-OES. Such pre-normative work is necessary for the evaluation of parallel development of the production of nitride layers as certified reference materials (CRMs). Two types of samples, Ti–N layer and V–N layer, respectively, with chemical compositions close to stoichiometry and a thickness of ~3 µm, deposited on a steel substrate, have been provided to the RR participants. Additionally, another type of sample, a (100 nm CrNi/100 nm Cu) multilayer (ML) stack deposited on silicon wafer has also been included in the RR. This sample can be used as a CRM for checking GD spectrometer conditions and it has been proved helpful in further development of GDS instrumentation and methodology. The RR exercise has been performed in the frame of the EC Thematic Network on Glow Discharge Spectroscopy for Spectrochemical Analysis (‘GDS-Net’). KW - Coated/Layered Reference Materials KW - Nitrides KW - Multilayer KW - GDS KW - Round Robin PY - 2006 DO - https://doi.org/10.1039/B513426A SN - 0267-9477 SN - 1364-5544 VL - 21 IS - 1 SP - 74 EP - 81 PB - Royal Society of Chemistry CY - London AN - OPUS4-11762 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate A1 - Daschewski, Maxim A1 - Bartusch, Jürgen A1 - Schadow, Florian A1 - Dohse, Elmar A1 - Kreutzbruck, Marc A1 - Weise, Matthias A1 - Beck, Uwe T1 - Novel air-coupled ultrasonic transducer combining the thermoacoustic with the piezoelectric effect N2 - In recent years, there has been an increasing industrial demand for one-sided inspection of various structures by means of air-coupled ultrasonic technique. Lightweight structures based on carbon-fibre-reinforced polymers may have very complex shapes, making air-coupled transmission difficult or even impossible. The inspection of concrete structures is another example where one-sided inspection is required. To address these challenges a new type of transducer for air-coupled pulse-echo inspection was developed, which unites two principles: thermoacoustic emission and piezoelectric reception. The thermoacoustic emitter is a titanium electrode with a thickness of several tens of nanometer. This electrode was deposited onto charged cellular polypropylene, which serves as a piezoelectric receiver. The thermoacoustic transmission is based on a transformation of the thermal energy of an electrically heated electrode into the acoustic energy of an ultrasonic wave. Thermoacoustic emitters provide resonance-free behaviour and thus extremely broadband pulses. Charged cellular polypropylene is piezoelectric due to the polarization of its cells and it is well matched to air, with a Young modulus in the order of magnitude of MPa. In this contribution we present some pulse-echo measurements with the first prototypes of the combined thermoacoustic-piezoelectric transducer. T2 - World Conference of Non-Destructive Testing CY - Munich, Germany DA - 13.6.2016 KW - Thermoacoustic KW - Piezoelectric KW - Ultrasonic transducer KW - Ferroelectret PY - 2016 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-367151 VL - 158 SP - Mo.1.F.4, 1 EP - 6 AN - OPUS4-36715 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 - Gong, Xin A1 - Bartholmai, Matthias A1 - Beck, Uwe T1 - Magnetic field detection with an advanced FBG-based sensor device N2 - A high-performance fiber Bragg grating-based (FBG) sensor device has been developed for the detection of small magnetic fields. Based on a smart multilayer jacket around the fibre over the physical length of the FBG, magnetic fields generated by rotating machine parts, power generators or power cable can be easily detected, analysed and evaluated. Consequently, this innovative, on-line and non-contact inspection method results in an increase in quality and reliability of high-performing machine parts, devices and cables. The basic physical principle is based on a magnetostrictive multilayer system that strains the high-resolution FBG element in presence of magnetic fields. Subsequently, a fixed relationship between induced magnetic field and wavelength change of the FBG element describes the characteristic sensitivity curve. Intensive tests regarding characterisation of this magnetic field FBG sensor have been carried out and its performance has been evaluated. T2 - 30th Eurosensors Conference, EUROSENSORS 2016 CY - Budapest, Hungary DA - 04.09.2016 KW - Fiber Bragg grating KW - Magnetostriction KW - Strain KW - Magnetic field PY - 2016 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-376703 DO - https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.11.445 SN - 1877-7058 VL - 168 SP - 1270 EP - 1274 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-37670 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schartel, Bernhard A1 - Beck, Uwe A1 - Bahr, Horst A1 - Hertwig, Andreas A1 - Knoll, Uta A1 - Weise, Matthias T1 - Sub-micrometre coatings as an infrared mirror: a new route to flame retardancy N2 - Most of the polymeric materials used are easy to ignite and show extensive flame spread along their surfaces. Apart from extensive heat release rates, their short time to ignition (tig), in particular, is a key fire hazard. Preventing ignition eliminates fire hazards completely. Protection layers that shift tig by more than an order of magnitude are powerful flame retardancy approaches presenting an alternative to the usual flame retardancy concepts. Coatings are proposed that consist of a three-layer system to ensure adhesion to the substrate, acting as an infrared (IR) mirror and protecting against oxidation. The IR-mirror layer stack is realised by physical vapour deposition in the sub-micrometre (<1 µm) range, reducing heat absorption by up to an order of magnitude. Not only is the ease of ignition diminished (tig is increased by several minutes), the flame spread and fire growth indices are also remarkably reduced to as little as 1/10 of the values of the uncoated polymers open for further optimization. Sub-micrometre thin IR-mirror coatings yielding surface absorptivity <0.1 are proposed as a novel and innovative flame retardancy approach. KW - Coating KW - Fire protection KW - Physical vapour deposition (PVD) KW - IR mirror KW - Ignition PY - 2012 DO - https://doi.org/10.1002/fam.1122 SN - 0308-0501 SN - 1099-1018 VL - 36 IS - 8 SP - 671 EP - 677 PB - Heyden CY - London AN - OPUS4-27210 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 -