TY - CONF A1 - Beck, Uwe A1 - Lange, Thorid A1 - Hielscher, Stefan A1 - Rietz, Uwe A1 - Lerche, D. A1 - Pfuch, A. T1 - Multiple-sample approach for bonding and testing: validation of bonding strength of adhesive-bonded joints and adhesive tapes N2 - The multiple-sample approach by means of centrifugal adhesion testing (CAT-technology) allows the determination of bonding strength of adhesive-bonded joints on a statistical basis of up to eight samples. Therefore, it is obvious to ensure the continuous handling and identical processing of an octet of samples within the entire process chain of wet-chemical cleaning, plasma-chemical pre-treatment, bonding of samples, and testing of bonding strength. Within the multiple-sample bonding set-up (MPKV-technology) a defined bonding pressure can be adjusted regardless the actual number of samples. A comparison of single- and multiple-sample approach is made for bonding strength of selected adhesives, double-sided adhesive tapes and different material combinations [stainless steel (V2A) vs. stainless steel, polyamide (PA), or polypropylene (PP)]. It is shown that both technologies improve reliability of results T2 - EURADH 2016 Adhesion ´16 CY - Glasgow, UK DA - 21.09.2016 KW - Multiple-sample bonding KW - Multiple-sample testing KW - Bonding strength KW - Adhesives and adhesive tapes PY - 2016 SP - 162 EP - 166 AN - OPUS4-37588 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lerche, D. T1 - Mehr-Proben-Prüfung von Kunststoffen in den Beanspruchungen auf Druck-, Zug- und Scherfestigkeit mittels CAT-Technologie:Oberflächenbehandlung, Klebfestigkeit, Schichthaftung, Materialhärte T2 - 15. Schwarzheider Kunststoff-Kolloquium CY - Schwarzheide DA - 2015-09-22 PY - 2015 AN - OPUS4-33399 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Beck, Uwe A1 - Reiners, Georg A1 - Lerche, D. A1 - Rietz, U. A1 - Niederwald, H. T1 - Quantitative adhesion testing of optical coatings by means of centrifuge technology N2 - Although adhesion testing of coatings is of fundamental interest for quality assurance, it is still a challenge regarding reliable quantitative results. Because of the huge variety of coating/ substrate systems in terms of materials and thickness range, adhesion tests display the same variety as coating/substrate systems. Some tests are qualitative, many are quantitative but except for the pull (DIN EN ISO 15870) and pull-off test (DIN EN ISO 4624) adhesion is not measured in terms of force per area. For optical coatings, the standardized tests according to ISO 9211-4 apply, i.e. abrasion tests (cheese cloth or eraser test) and adhesion tests (tape or cross-hatch test) with different degrees of severity. Instead of the adhesion strength, all these single-sample tests provide only quantitative information on the abrasion or adhesion resistance of a particular coating/ substrate system. The centrifuge test has manifold advantages. First, it can be easily run as multiple-sample test. Second, adhesion strength is measured in absolute numbers (N/mm2). Third, the centrifuge test requires only a one-sided sample support instead of a two-sided sample clamping as the pull- and pull-off test do. Fourth, it is much easier and faster than many other tests. Fifth, the centrifuge technology additionally enables tests under defined climates or harsh environments. Last but not least, versatile test conditions (alternating loads at various load rates) important to fatigue testing can be easily realized by varying the number of revolutions. The centrifuge test was applied to the testing of optical coatings on glass and CaF2. It could be shown that there are significant advantages compared to other tests. In particular, the centrifuge test was able to discriminate the adhesion strength for coating/substrate systems until failure which all passed the standardized tests of ISO 9211-4. KW - Adhesion strength KW - Bonding strength KW - Optical coatings KW - Pull-off test KW - Centrifuge test KW - Quantitative adhesion testing PY - 2011 DO - https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2011.02.016 SN - 0257-8972 VL - 205 IS - Supplement 2 SP - S182 EP - S186 PB - Elsevier Science CY - Lausanne AN - OPUS4-23285 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lerche, D. T1 - A new centrifuge technology for efficient and reliable testing of composite strength of bonded joints and coated surfaces T2 - ACHEMA 2012 CY - Frankfurt am Main, Germany DA - 2012-06-18 PY - 2012 AN - OPUS4-24265 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beck, Uwe A1 - Hielscher, Stefan A1 - Weise, Matthias A1 - Mix, Renate A1 - Lerche, D. A1 - Rietz, U. T1 - Progress in quantitative adhesion testing of films and coatings by means of centrifuge technology - present state of the art N2 - Standardised conventional adhesion tests are time-consuming single-sample tests. Moreover, except for the pull-off test, all these tests provide only qualitative or semi-quantitative (ranking, respectively measurement of an adhesion-correlated quantity) information on adhesion. Sometimes, adhesion is evaluated even under compressive stress conditions (e.g. cross-cut and scratch test), which itself is a contradiction to adhesive strength as defined in terms of tensile force per area. For optical coatings it has been shown that the pull-off test in a centrifuge is definitely a promising alternative with respect to the reliable, fast and quantitative determination of adhesive strength in N/mm2. The force-controlled centrifuge test is the only multiple-sample test which provides reliable quantitative information on the adhesive strength in agreement with DIN EN 15870 and DIN EN ISO 4624 on a statistical basis for up to eight samples simultaneously tested under identical testing conditions. T2 - PSE 2012 - 13th International conference on plasma surface engineering CY - Garmisch-Partenkirchen, Germany DA - 10.09.2012 KW - Adhesion KW - Centrifuge test KW - Plasma modification KW - Tensile strength PY - 2012 UR - http://www.pse-conferences.net/tl_files/pse2012/abstractupload/PSE2012-OR2601-ext.pdf SP - 1 EP - 4 AN - OPUS4-27305 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beck, Uwe A1 - Hielscher, Stefan A1 - Kittler-Packmor, Kai A1 - Stockmann, Jörg M. A1 - Lerche, D. A1 - Rietz, U. ED - Petzow, G. T1 - Zentrifugentechnologie in der Beanspruchung auf Zug bzw. Druck: Klebfestigkeit, Schichthaftung, Materialhärte N2 - Für die Prüfung der Festigkeit in der Beanspruchung auf Zug oder Druck wurden bisher Zug- bzw. Härteprüfmaschinen verwendet. In der Beanspruchung auf Zug ist die Probe beidseitig, und um das Einleiten von Querkräften zu verhindern, oft doppeltkardanisch einzuspannen. In jedem Falle handelt es sich um Ein-Proben-Prüfungen. Bei der Zentrifugentechnologie wird mit der Zentrifugalkraft als Prüfkraft erstmals in einer Mehr-Proben-Anordnung gearbeitet. Da die Proben nur einseitig unterstützt werden müssen, ist die Beladung über einfaches Einstecken realisierbar. Mit dem Auf-Tisch-Prüfsystem können bis zu acht Proben gleichzeitig auf Zug oder Druck beansprucht werden. Ein aufgeklebter oder anderweitig mit dem Prüfkörper verbundener Prüfstempel bewegt sich unter Einwirkung der Zentrifugalkraft in einer Führungshülse radial nach außen und beansprucht die Klebung, die Beschichtung oder den Verbund auf Zug bis zum Versagen. Im Augenblick des Abrisses wird ein positionscodiertes und drehzahlkorreliertes Signal gesendet und so die Bestimmung von Kleb-, Haft- bzw. Verbundfestigkeiten im Mehr-Proben-Versuch ermöglicht. Analog beansprucht ein in einer Führungshülse radial innen an den Proben anliegender, ggf. mit entsprechenden Eindringkörpern ausgerüsteter, nach außen gerichteter Prüfstempel die Proben auf Druck. Aus der Drehzahl beim Abriss (Beanspruchung auf Zug) bzw. der Maximaldrehzahl (Beanspruchung auf Druck), dem Radius und der Prüfstempelmasse können dann Festigkeits- bzw. Härtewerte berechnet werden. Die Zentrifugentechnologie ist sowohl in der Beanspruchung auf Zug als auch in der Beanspruchung auf Druck durch Patente geschützt und wurde erstmals in beschrieben. Als Mehr-Proben-Prüfung hat sie das Potential, Werkstoffkenngrößen von Anfang an auf statischer Basis unter wirklich identischen Versuchsbedingungen zu ermitteln. T2 - 47. Metallographie-Tagung CY - Friedrichshafen, Germany DA - 18.09.2013 KW - Klebfestigkeit KW - Haftfestigkeit KW - Verbundfestigkeit KW - Brinell- und Vickers Härte KW - Zentrifugentechnologie PY - 2013 SN - 978-3-88355-398-6 N1 - Geburtsname von Kittler-Packmor, Kai: Kittler, K. - Birth name of Kittler-Packmor, Kai: Kittler, K. VL - 45 SP - 157 EP - 162 AN - OPUS4-29276 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 - Sobisch, T. A1 - Emmerling, Franziska A1 - Girod, Matthias A1 - Menzel, Michael A1 - Lerche, D. T1 - Advantages of dual wavelength detection for size determination of nanoparticles with analytical centrifugation N2 - The paper demonstrates the flexibility of the dual wavelength (470 nm / 865 nm) approach by characterizing different nanodispersions of gold and silver, developed at BAM Federal Institute of Materials Research and Testing (Berlin, Germany) Division 1.3 (Structural Analysis), intended for use as particle reference Standards. To obtain higher sensitivity to nanoparticles a smaller wavelength and/or greater cell thickness can be used instead of increasing particle concentration. Using a wavelength of 470 nm instead of 865 nm, mostly allows for minimizing the necessary dispersion volume to less than 0.5 cm3. Analytical centrifugation as a Separation based method enables to determine particle size distributions with high resolution down to the 10 nm ränge. The very high sensitivity of the method towards larger particles is unprecedented and is based on the marked wavelength dependence of the extinction coefficient. The comparability of the average particle size obtained to other proven techniques like small angle x ray scattering (SAXS) is very good. KW - Particle size distributions KW - Dual wavelength detection KW - Analytical centrifugation KW - Nanoparticle separation PY - 2013 SN - 978-3-944261-28-7 SN - 978-3-944261-36-2 SN - 978-3-944261-52-2 VL - 4 SP - 9 EP - 11 AN - OPUS4-30802 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -