TY - CONF A1 - Wunderle, B. A1 - Onken, T. A1 - Heilmann, J. A1 - Silbernagl, Dorothee A1 - Arnold, J. A1 - Bieniek, T. A1 - Pufall, R. T1 - Reliability of sputtered thin aluminium films under accelerated stress testing by vibration loading and modeling N2 - Aluminium is still one of the most important contact metallisations for power electronic chips like MOSFETs or IGBTs. With a large difference in thermal expansion coefficients (CTEs) between aluminium and silicon and the temperatures generated in hot-spots during high power transients, these layers are prone to failure due to thermo-mechanical fatigue. Usually lifetime assessment is done by subjecting dedicated test specimens to standardised stress tests as e.g. active or passive thermal cycling. This paper proposes a novel method for accelerated stress testing and lifetime modelling of thin aluminium films in the high-cycle fatigue regime by isothermal mechanical loading. The proposed novel test method is suggested to complement or replace resource-demanding thermal cycling tests and allow simple in-situ monitoring of failure. T2 - 6th Electronic System-Integration Technology Conference (ESTC) CY - Grenoble, France DA - 13.09.2016 KW - Semiconductor device reliability KW - Thermal expansion KW - AFM KW - Vibrations KW - Nanoroughness KW - Accelerated stress testing KW - Active thermal cycling KW - Power electronic chips KW - Sputtered thin aluminium film KW - Thermomechanical fatigue PY - 2016 DO - https://doi.org/10.1109/ESTC.2016.7764458 SP - 1 EP - 14 PB - IEEE AN - OPUS4-43595 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Maierhofer, Christiane A1 - Röllig, Mathias A1 - Steinfurth, Henrik A1 - Augustin, Sven A1 - Mecke, R. A1 - Schiller, M. A1 - Kernchen, A. A1 - Kalisch, U. A1 - Meinhardt, J. A1 - Hennen, C. A1 - Groll, E. T. A1 - Arnold, T. T1 - Characterisation of historic façades using active thermography with solar heating and optical methods N2 - Active thermography is well suited for the detection of delaminations and cracks in façade elements like plaster and tiles. Not only artificial heating but also solar heating can be used if the adjustment of the façade and the weather conditions are suitable. Optical methods like laser scanners, photogrammetric methods and crack tracking sensors are providing geometrical 3D data which can be used for a 3D mapping of thermograms and for providing data with higher geometrical resolution. Thus, by the combination and fusion of these data, a comprehensive mapping and monitoring of damages of façade systems is possible. T2 - 19th World Conference on Non-destructive Testing (WCNDT) CY - München, Germany DA - 13.06.2016 KW - Non-destructive testing KW - Active thermography KW - Solar heating KW - Historic facades KW - Optical methods PY - 2016 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-366833 SN - 978-3-940283-78-8 VL - BB 158 SP - Mo.2.C.2., 1 EP - 8 PB - DGZfP CY - Berlin AN - OPUS4-36683 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Maierhofer, Christiane A1 - Röllig, Mathias A1 - Steinfurth, Henrik A1 - Mecke, R. A1 - Schiller, M. A1 - Kernchen, A. A1 - Kalisch, U. A1 - Meinhardt, J. A1 - Hennen, C. A1 - Arnold, T. A1 - Groll, T. T1 - Erfassung und Bewertung von sicherheitsrelevanten Ablösungsprozessen bei Putzen und Fassadenelementen mit zerstörungsfreien Mess- und Prüfverfahren N2 - Im Beitrag werden Verfahren und Strategien basierend auf optischen und thermografischen Methoden zur Lokalisierung, Erfassung und Bewertung von Putzablösungen und Ablösungen von Fassadenelementen vorgestellt. Abgelöste Fassadenbereiche zeigen dabei sowohl geometrische als auch thermische Auffälligkeiten, die im Rahmen eines Monitoring auch über größere Zeiträume verfolgt werden können. Als optische Verfahren werden die Stereophotogrammetrie und die trackingbasierte taktile 3D-Erfassung von Oberflächenmerkmalen eingesetzt. Zur Charakterisierung verdeckter Ablösungen und Bauteile wird die aktive Thermografie mit natürlicher und künstlicher Erwärmung der Bauteiloberfläche verwendet. Systematische Untersuchungen an Probekörpern und Fallstudien (Magdeburger Dom, Wandbild in Cobbelsdorf) zeigen, wie u. a. mit der Verfahrenskombination Ablösungen und Materialinhomogenitäten unterschieden werden können. T2 - DACH-Jahrestagung 2015 CY - Salzburg, Austria DA - 11.05.2015 KW - Aktive Thermografie KW - Photogrammetrie KW - Risstracking KW - Bauwerksfassaden KW - Ablösungen PY - 2015 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-345268 SN - 978-3-940283-68-9 IS - DGZfP BB 152 SP - Mi.1.B.2, 1 EP - 8 PB - Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) AN - OPUS4-34526 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Maierhofer, Christiane A1 - Röllig, Mathias A1 - Steinfurth, Henrik A1 - Meinhardt, J. A1 - Arnold, T. T1 - Untersuchung sicherheitsrelevanter Ablösungen von Fassadenelementen mit aktiver Thermografie N2 - Die Bewertung des Zustandes und der Haftung von Putz und Fassadenelementen auf den darunterliegenden Bauwerksstrukturen ist eine häufig auftretende Fragestellung bei der Erhaltung und Instandsetzung von Bauwerken und Baudenkmälern. Hier müssen nicht nur wirtschaftliche und denkmalpflegerische, sondern auch sicherheitsrelevante Aspekte berücksichtigt werden. Fehlstellen und Ablösungen können, auch wiederholend, mit hoher Nachweisempfindlichkeit mit aktiven Thermografieverfahren geortet und unter bestimmten Voraussetzungen quantitativ bewertet werden. Dazu wird der zu untersuchende Bereich zunächst kurzzeitig (mehrere Minuten lang) erwärmt und anschließend die Abkühlung mit einer Infrarotkamera aufgezeichnet. Systematische Untersuchungen an Probekörpern mit einer Vielzahl unterschiedlicher Fehlstellen unterhalb von Kalkputz, Fliesen und Klinkerriemchen zeigen, dass die Fehlstellen sowohl mittels künstlicher Erwärmung durch einen Infrarotstrahler als auch mittels natürlicher Erwärmung durch die Sonne detektiert und charakterisiert werden können. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- The evaluation of condition and adhesion of plaster and façade elements to the underlying building structure is a common issue in the maintenance and repair of buildings and monuments. Here not only economic and preservation, but also safety relevant aspects have to be considered. Voids and delaminations can be detected repeatedly with high sensitivity using active thermography methods. Under certain conditions, also a quantitative evaluation is possible. The area under investigation has to be heated up for a short time (up to several minutes). Subsequently, the cooling down is recorded using an infrared camera. Systematic studies on test specimens with a variety of defects below lime plaster, tiles and brick tiles show that the defects can be detected and even characterized both by means of artificial heating using an infrared heater, as well as by natural solar heating. KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Aktive Thermografie KW - Sonnenerwärmung KW - Fassade KW - Putz KW - Klinkerriemchen KW - Fliese KW - Fehlstelle KW - Ablösung KW - Non-destructive testing KW - Active thermography KW - Heating using solar radiation KW - Facade KW - Plaster KW - Brick tile KW - Tile KW - Void KW - Delamination KW - Bauwerkserhaltung/Sanierung KW - Maintenance and Repair KW - Neue Verfahren/Versuchstechnik KW - New Processes/Experimental Techniques KW - Qualitätssicherung KW - Quality assurement PY - 2015 DO - https://doi.org/10.1002/bate.201500050 SN - 0932-8351 SN - 1437-0999 SN - 0005-6820 SN - 0341-1052 SN - 0932-6359 VL - 92 IS - 10 SP - 1 EP - 6 PB - Ernst & Sohn CY - Berlin AN - OPUS4-34527 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Maierhofer, Christiane A1 - Röllig, Mathias A1 - Steinfurth, Henrik A1 - Krankenhagen, Rainer A1 - Mecke, R. A1 - Schiller, M. A1 - Kernchen, A. A1 - Kalisch, U. A1 - Hennen, C. A1 - Meinhardt, J. A1 - Groll, E.T. A1 - Arnold, T. T1 - Detection and characterisation of safety relevant detachments of facade elements using a combination of active thermography and optical scanning methods N2 - In this contribution, the development and application of optical and thermographic methods for the nondestructive evaluation of delaminations, cracks and further substructures in Connection with bulging is presented. Since delaminated fagade elements show geometric as well as thermal anomalies, surface geometry and defects beneath the surface were investigated. As methods, Stereo photogrammetry, a tracking based method for tactile recording of geometric 3D data and active thermography were used. Two case studies were assessed with a combination of these methods: the plaster scratches at the Magdeburg Cathedral and a mural painting in Cobbelsdorf, both located in Germany. While the plaster scratches have been investigated by artificial heating with an infrared radiator, the rural painting was tested by analysing the temperature increase due to solar heating. T2 - NDT-CE 2015 - International symposium non-destructive testing in civil engineering CY - Berlin, Germany DA - 15.09.2015 KW - Active thermography KW - Stereo photogrammetry KW - Tracking sensor KW - Historic plaster KW - Masonry KW - Delaminations KW - Cracks PY - 2015 SN - 1435-4934 SP - 291 EP - 300 AN - OPUS4-35106 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Maierhofer, Christiane A1 - Röllig, Mathias A1 - Steinfurth, Henrik A1 - Krankenhagen, Rainer A1 - Myrach, Philipp A1 - Mecke, R. A1 - Schiller, M. A1 - Seidl, T. A1 - Kernchen, A. A1 - Kalisch, U. A1 - Meinhardt, J. A1 - Hennen, C. A1 - Arnold, T. A1 - Groll, T. T1 - 3D-Kartierung von Bauwerksoberflächen mit optischen und thermografischen Verfahren N2 - In diesem Beitrag werden Verfahren und Strategien basierend auf optischen und thermografischen Methoden zur Lokalisierung, Erfassung und Bewertung von Putzablösungen, Ablösungen von Fassadenelementen und Rissen vorgestellt. Abgelöste Fassadenbereiche und Risse zeigen dabei sowohl geometrische als auch thermische Auffälligkeiten, die im Rahmen eines Monitoring auch über größere Zeiträume verfolgt werden können. Als optische Verfahren werden die trackingbasierte taktile 3D‐Erfassung von Oberflächenmerkmalen und die Stereophotogrammetrie eingesetzt. Zur Charakterisierung verdeckter Ablösungen und Bauteile wird die aktive Thermografie mit natürlicher und künstlicher Erwärmung der Bauteiloberfläche verwendet. Systematische Untersuchungen an Probekörpern und Fallstudien (Magdeburger Dom, Wandbild in Cobbelsdorf, Giebichensteinbrücke) zeigen, wie u. a. mit der Verfahrenskombination die Schäden charakterisiert werden können. T2 - Interdisziplinäre Forschung in der Denkmalpflege - 20 Jahre IDK - CY - Dresden, Germany DA - 31.05.2016 KW - Monitoring KW - Risse KW - Ablösungen KW - Aktive Thermografie KW - Optische 3D-Erfassung PY - 2016 SN - 978‐3‐9811706‐2‐7 SP - 141 EP - 156 CY - Dresden AN - OPUS4-37508 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Robens-Radermacher, Annika A1 - Lacy Jr., T. E. A1 - Bednarcyk, B. A. A1 - Pineda, E. J. A1 - Arnold, S. M. A1 - Ricks, T. M. T1 - Solution of the nonlinear high-fidelity generalized method of cells micromechanics relations via order-reduction techniques N2 - The High-Fidelity Generalized Method of Cells (HFGMC) is one technique, distinct from traditional finite-element approaches, for accurately simulating nonlinear composite material behavior. In this work, the HFGMC global system of equations for doubly periodic repeating unit cells with nonlinear constituents has been reduced in size through the novel application of a Petrov-Galerkin Proper Orthogonal Decomposition order-reduction scheme in order to improve its computational efficiency. Order-reduced models of an E-glass/Nylon 12 composite led to a 4.8–6.3x speedup in the equation assembly/solution runtime while maintaining model accuracy. This corresponded to a 21–38% reduction in total runtime.Thesignificant difference in assembly/solution and total runtimes was attributed to the evaluation of integration point inelastic field quantities; this step was identical between the unreduced and order-reduced models. Nonetheless, order-reduced techniques offer the potential to significantly improve the computational efficiency of multiscale calculations. KW - High-Fidelity KW - Micromechanics KW - HFGMC PY - 2018 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-445303 DO - https://doi.org/10.1155/2018/3081078 SN - 1024-123X SN - 1563-5147 VL - 2018 SP - Article ID 3081078-1 EP - 11 PB - Hindawi Publishing Corporation CY - Kairo, Ägypten AN - OPUS4-44530 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kowalke, J. A1 - Arnold, C. A1 - Ponomarev, I. A1 - Jäger, Christian A1 - Kroll, P. A1 - Brendler, E. A1 - Kroke, E. T1 - Structural Insight into Layered Silicon Hydrogen Phosphates Containing [SiO6] Octahedra Prepared by Different Reaction Routes N2 - The layered silicophosphate Si(HPO4)(2) was prepared via a novel synthesis approach using silicon nanopowder and ortho-phosphoric acid at 150 degrees C providing a polycrystalline product. Silicophosphate compounds with sixfold coordinated silicon atoms obtained from pyrophosphoric acid H4P2O7 and tetraalkoxysilanes via a sol-gel route exhibit the same short-range order. The solid products were analyzed with XRD, elemental analysis (ICP-AES), and detailed NMR spectroscopic studies, including H-1, C-13, Si-29, and P-31 MAS-, P-31-Si-29-REDOR, HETCOR, and CP-RFDR experiments. DFT calculations support the structure of Si(HPO4)(2) consisting of layers of [SiO6] octahedra linked by [O3P(OH)] tetrahedra. The OH groups point to the neighboring layers and may be substituted by ethoxy or other groups. KW - Silicon KW - Phosphorus KW - Sol-gel processes KW - NMR spectroscopy KW - Computational chemistry PY - 2019 DO - https://doi.org/10.1002/ejic.201801321 IS - 6 SP - 828 EP - 836 PB - ChemPubSoc AN - OPUS4-48058 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Lesny, K. A1 - Arnold, P. A1 - Sorgatz, J. A1 - Schneider, Ronald T1 - Wie sicher sind unsere Bauwerke? - Strukturpapier des Arbeitskreises 2.15 der DGGT „Zuverlässigkeitsbasierte Methoden in der Geotechnik“ N2 - Der zukünftige Eurocode 7 wird ausdrücklich die Nutzung zuverlässigkeitsbasierter Methoden in der geotechnischen Planung und Bemessung erlauben. In Deutschland gibt es bisher kaum Erfahrung in der praktischen Anwendung derartiger Verfahren und entsprechend sind die Vorbehalte gegenüber diesen Methoden oft groß. Der neue DGGT-Arbeitskreis (AK) 2.15 „Zuverlässigkeitsbasierte Methoden in der Geotechnik“ hat sich zum Ziel gesetzt, durch praxisorientierte Anleitungen und Empfehlungen sowie begleitende Aus- und Weiterbildungsangebote den praktischen Zugang zu diesen Verfahren zu unterstützen. Ziel ist es, Möglichkeiten und Grenzen zu verdeutlichen sowie vor allem ihre Potenziale zu erschließen. In dem vorliegenden Beitrag werden allgemeine Grundlagen und die zukünftigen Arbeitsfelder des AK 2.15 vorgestellt. Ausgehend von der Einführung relevanter Fachbegriffe wird zunächst die Einbettung zuverlässigkeitsbasierter Verfahren in den aktuellen Normungs- und Regelungskontext aufgezeigt. Anschließend werden anhand des Lebenszyklus eines geotechnischen Bauwerks die Unsicherheiten in den geotechnischen Prognosen und Bewertungen beschrieben. Daran anknüpfend wird aufgezeigt, an welchen Stellen zuverlässigkeitsbasierte Methoden als mögliches Werkzeug sinnvoll genutzt werden können, um Ingenieur:innen, Bauherr:innen und Prüfer:innen in Nachweis- und Entscheidungsprozessen zu unterstützen. Zu den sich daraus ableitenden Arbeitsthemen werden durch den AK 2.15 zukünftig Empfehlungen erarbeitet und sukzessive veröffentlicht KW - Brückensicherheit KW - Sicherheit KW - Wahrscheinlichkeit KW - Zuverlässigkeit KW - Bemessung KW - Bewertung KW - Offshore Wind PY - 2023 DO - https://doi.org/10.1002/gete.202300014 VL - 46 IS - 3 SP - 153 EP - 164 PB - Ernst & Sohn GmbH CY - Berlin AN - OPUS4-58208 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Carvalho, J.J.D. A1 - Bahlmann, Arnold A1 - Schneider, Rudolf T1 - ELISA goes Berlin - Bestimmung von Carbamazepin, Cetrizin und Coffein in Berliner Gewässern KW - ELISA KW - Koffein KW - Immunoassay KW - Oberflächenwasser KW - Wasseranalytik PY - 2012 SN - 0016-3538 VL - 4 SP - 278 EP - 281 PB - GIT-Verlag CY - Darmstadt AN - OPUS4-27518 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Arnold, M. A1 - Katzmann, J. A1 - Naik, Aakash Ashok A1 - Görne, A. L. A1 - Härtling, Thomas A1 - George, Janine A1 - Schuster, C. T1 - Investigations on electron beam irradiated rare-earth doped SrF2 for application as low fading dosimeter material: Evidence for and DFT simulation of a radiation-induced phase N2 - A recent approach to measure electron radiation doses in the kGy range is the use of phosphors with an irradiation dose-dependent luminescence decay time. However, the applicability of the previously investigated material NaYF4:Yb3+,Er3+ is limited as it shows pronounced fading. Therefore, in this work, a modified SrF2 synthesis is presented that results in SrF2 nanoparticles codoped with Yb and either Er, Hm, or Tm. To assess their suitability as dosimeter material, dose response, as well as its degree of fading over 50 up to 140 days after irradiation were measured. Fading rates as small as 5% in SrF2:Er,Yb and 4% in SrF2:Ho,Yb were derived, which are comparable to established dosimeter materials. A combination of spectroscopy, diffraction and DFT calculations was used to elucidate the effect of irradiation, pointing towards the formation of a secondary phase of Yb2+ that we predict could be Yb2OF2. This irreversible formation of a secondary phase is considered to be the explanation for the low fading behavior in SrF2-based phosphors compared to NaYF4:Yb, Er, a highly attractive feature for electron beam dosimetry. KW - DFT KW - Structure prediction PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-554115 DO - https://doi.org/10.1039/D2TC01773C SN - 2050-7526 VL - 10 IS - 32 SP - 11579 EP - 11587 PB - RSC CY - London AN - OPUS4-55411 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Krietsch, Arne A1 - Scheid, Marc A1 - Lasry, M. A1 - Suter, G. A1 - Teske, H.-J. A1 - Stahmer, K.W. A1 - Arnold, A. A1 - Nemcak, O. A1 - Cesana, C. A1 - Siwek, R. ED - Suter, G. ED - de Rademaeker, E. T1 - Validation of alternative igniters for the determination of explosion characteristics of dust clouds in 20-l-sphere and 1-m³-vessel T2 - 13th International symposium on loss prevention and safety promotion in the process industries CY - Brugge, Belgium DA - 2010-06-06 KW - Brenn- und Explosionskenngrößen KW - Bestimmungsmethoden KW - 20-l-Kugel KW - 1-m³-Behälter PY - 2010 SN - 978-90-76019-291 VL - 2 SP - 227 EP - 233 CY - Brugge, Belgium AN - OPUS4-22620 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -