TY - CONF A1 - Bäßler, Ralph A1 - Le, Quynh Hoa A1 - Bettge, Dirk T1 - Electrochemical behaviors of casing steel/mortar interface in CO2 saturated aquifer fluid N2 - To reveal the corrosion resistance of casing steel/mortar interface in CO2 injection condition, sandwich samples were prepared and exposed up to 20 weeks in aquifer fluid under 10 MPa and 60 °C. Cross section analysis revealed the crevice corrosion as main mechanism instead of pitting corrosion despite very high concentration of Cl in NGB. EDS element line scan analysis of the 20-week-exposed metal/mortar coupon showed Chloride distribution, which still not reached the metal/mortar interface, explaining no pitting was observed. It was confirmed that FeCO3 cannot protect the steel surface in CO2 saturated NGB. To verify the protective possibility of passivation happened on casing steel/mortar interface, simulated pore solution was synthesized and used to passivate the steel for 42 days. OCP and EIS confirmed the formation of passive layer. The 42 day passivated layer was broken during the first minute of exposure in CO2 saturated NGB. However, due to high concentration of Ca2+, a new carbonate CaCO3 dense layer was formed, increased the corrosion resistance of steel surface. T2 - EUROCORR 2022 CY - Berlin, Germany DA - 28.08.2022 KW - Corrosion KW - Geothermal KW - CO2 KW - Mortar PY - 2022 AN - OPUS4-55621 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Wehmann, N. A1 - Lenting, C. A1 - Stawski, Tomasz A1 - Agudo Jacome, Leonardo A1 - Jahn, S. T1 - Non classical nucleation in calcium sulfates Insights from the hyper arid Atacama Desert N2 - Gypsum (CaSO4∙2H2O) and anhydrite (CaSO4) are among the dominant evaporite minerals in the Atacama Desert [1]. They are distributed ubiquitously, and play a key role in local landscape evolution. The formation mechanism of especially anhydrite has been a matter of scientific debate for more than a century [2]. To date, there exists no model that can reliably predict anhydrite formation at earth’s surface conditions. While thermodynamics favor its formation [3], it is hardly achieved on laboratory time scales at conditions fitting the Atacama Desert. Long induction times for nucleation have recently been modeled by Ossorio et al. [4]. However, anhydrite can be readily found in the Atacama Desert. Recently, the mineral was synthesized in flow-through reactors as a byproduct of K-jarosite dissolution at high water activity (aw=0.98) and room temperature [5], even-though the thermodynamic stability field begins only under a value of ~0.8. Additionally, recent studies investigated the nano-structure of various calcium-sulfates, which advocate for highly non-classical crystallization behavior [6]. The specific roles of particulates, ionic or organic reagents working as catalysts for the non-classical crystallization pathway remain to be determined. Here, we present recent results from flow-through experiments as well as analyses of anhydrite samples from the Atacama Desert. Flow-through experiments were performed to systematically explore the domains of flow rate, composition, ionic-strengths and starting materials. Neither primary, nor secondary anhydrite was produced in any of these experiments. Analyses on Atacama samples reveal the existence of at least three distinct anhydrite facies, with differing mineralogy and micro- to nano-structures. The facies are (1) aeolian deposits with sub-µm grain sizes, (2) (sub-)surface nodules that formed from aeolian deposits and (3) selenites with secondary anhydrite rims. Possible mechanisms of their formation will be discussed. T2 - Goldschmidt2023 CY - Lyon, France DA - 13.07.2023 KW - Gypsum KW - Anhydrite KW - Atacama Desert KW - Local landscape evolution PY - 2023 AN - OPUS4-58988 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Manzoni, Anna Maria A1 - Glatzel, U. ED - Buschow, K.H.J. ED - Flemings, M.C. ED - Kramer, E.J. ED - Veyssière, P. ED - Cahn, R.W. ED - Ilschner, B. ED - Mahajan, S. T1 - High-Entropy Alloys: Balancing Strength and Ductility at Room Temperature N2 - A new race for high performance structural materials has started since the discovery of high entropy alloys at the beginning of the 21st century. The possible combination of several elements in an, until then, unknown composition space opened the ground for discovering new materials. Solid solution strengthening remains the most prominent mechanisms that is active in this family of materials, but it is supported by all other strengthening mechanism on the path to better and better performing materials. Chemical, thermal and mechanical approaches are combined to optimize these alloys. Optimum performances can be reached by using a high number of different strengthening mechanisms, induced both by composition and processing. The most prominent with composition induced mechanism is precipitation hardening, and on the processing side it is cold working such as cold-rolling, torsion or extrusion. The contribution uses tensile test data at room temperature solely for comparison – high temperature and cryogenic data are omitted because it would lead beyond the scope of this manuscript. KW - High entropy alloys KW - Compositionally complex alloys PY - 2020 DO - https://doi.org/10.1016/B978-0-12-803581-8.11774-6 PB - Elsevier Inc. AN - OPUS4-50575 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Werner, Tiago A1 - Madia, Mauro A1 - Agudo Jácome, Leonardo A1 - Nolze, Gert A1 - Cios, G. A1 - Saliwan Neumann, Romeo A1 - Sonnenburg, Elke A1 - Hesse, René T1 - Ermüdung von additiv gefertigtem Stahl AISI 316L: Zyklische plastische Verformung N2 - Das zyklische plastische Verformungsverhalten von additiv gefertigtem Edelstahl AISI 316L wurde in dehnungsgeregelten Kurzzeitfestigkeitsversuchen (LCF-Versuchen) untersucht. Dabei wurden zwei Wärmebehandlungszustände betrachtet: Beim ersten Zustand war die fertigungsbedingte zelluläre Struktur vorhanden, während sie durch die zweite Wärmebehandlung aufgelöst wurde. Untersuchungen im Transmissions-Elektronen-Mikroskop (TEM) zeigten, dass die zyklische Verformung die Zellstruktur lokal zerstörte und Gleitbänder entstanden, was die Entfestigung in diesem Fall erklärt. Für Material ohne Zellstrukturen resultierten nach zyklischer Verformung ähnliche Versetzungsstrukturen wie in konventionell gefertigtem (warmgewalzten) Material. T2 - OVGU-Kolloquium (BMDK des IWF) CY - Magdeburg, Germany DA - 23.06.2022 KW - Additive Fertigung KW - Kurzzeitfestigkeit KW - Mikrostrukturentwicklung KW - Versetzungsstrukturen KW - TEM PY - 2022 AN - OPUS4-56789 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schmies, Lennart A1 - Sonntag, U. A1 - Bettge, Dirk A1 - Le, Quynh-Hoa A1 - Yarysh, Anna A1 - Botsch, B. T1 - Quantitative Fraktographie unter Verwendung klassischer Verfahren, Topographie-Daten und Deep-Learning N2 - Die Analyse von Bruchflächen wird in der Schadensanalyse meist auf der Basis von Erfahrungswissen vorgenommen, welches aus vorliegenden Untersuchungen, eigenen Vergleichsversuchen und aus der Literatur stammt. Durch Vergleiche mit bereits vorliegenden Bildern werden qualitativ Bruchmechanismen ermittelt. Grundlage sind zumeist zweidimensionale Bilder aus licht- und elektronenoptischen Verfahren. Quantitative Aussagen beziehen sich bislang beispielsweise auf makroskopische Anteile von Bruchmechanismen oder die Ausmessung von Schwingstreifen. In jüngerer Zeit gibt es vermehrt Ansätze, Computer-Algorithmen einzusetzen, die in der Lage sind, unterschiedlich strukturierte Bruchmerkmale zu finden und zu klassifizieren. Im hier vorgestellten IGF-Vorhaben „iFrakto“, IGF Vorhaben Nr.: 21477 N, werden licht- und elektronen-optisch Topographie-Bilder erzeugt und die gewonnenen 3D-Informationen zusammen mit den klassischen 2D-Bildern ausgewertet. Analytische Algorithmen und Machine Learning werden eingesetzt, um Bruchmerkmale zu analysieren, zu bewerten und mit Informationen aus einer fraktographischen Datenbank zu verknüpfen. Ziel ist die Bereitstellung von Software zur Unterstützung der Fraktographie in der Schadensanalyse. In diesem Beitrag werden erste Ergebnisse des Vorhabens vorgestellt. T2 - 55. Metallographie-Tagung CY - Online meeting DA - 29.9.2021 KW - Fraktographie KW - Machine Learning KW - Datenbank KW - REM KW - Topographie PY - 2021 AN - OPUS4-53491 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bettge, Dirk A1 - Klinger, Christian A1 - Roth, Jonas T1 - Schadensanalyse an Fahrradkomponenten - Fraktographie, Ursachen, Prävention N2 - Komponenten von Fahrrädern werden im Betrieb vorwiegend schwingend beansprucht. Typische Werkstoffe sind Stahl, Aluminiumlegierungen, Messing, CFK und thermoplastische Kunststoffe. Da es sich, unabhängig von der Preiskategorie, um konstruktiven Leichtbau handelt, werden einige Bauteile betriebsfest mehr oder weniger weit oberhalb der Dauerfestigkeit ausgelegt. Die im normalen Betrieb auftretenden Schäden sind daher weit überwiegend Schwingbrüche. Andere Schadensmechanismen wie z.B. Korrosion spielen quantitativ eine untergeordnete Rolle. Schwingbrüche treten nach einer Periode unbemerkten Risswachstums oft ohne Vorwarnung und ohne makroskopische Verformung auf. Im Falle von sicherheitsrelevanten Komponenten wie Rahmen, Gabeln, Lenkern, Sattelstützen, Kurbelarmen oder Pedalen kann dies zu erheblichen Personenschäden führen, die den Wert des ursächlichen Bauteilschadens weit überschreiten. Über einen langjährigen Zeitraum wurden gebrochene Komponenten aus dem Alltag und aus Gerichtsverfahren analysiert. Das Hauptaugenmerk lag hierbei auf der fraktographischen Analyse, teilweise wurden die zu Grunde liegenden Schadensursachen ermittelt. Einflussfaktoren sind beispielsweise konstruktive Kerben an ungünstigen Stellen, aber auch Werkstoffwahl und Fertigungsqualität spielen eine Rolle. In den meisten Fällen wurde jedoch die konstruktive Lebensdauer überschritten. Diese wird praktisch nie mitgeteilt, und eine wiederkehrende Prüfung sicherheitsrelevanter Bauteile findet nicht statt. Im Sinne der Vermeidung von Schäden und Unfällen könnte darauf hingewirkt werden, für sicherheitsrelevante Komponenten Lebensdauern besser abzuschätzen und von der Laufleistung abhängige Sichtprüfungen zu empfehlen. T2 - DGM Tagung Werkstoffprüfung CY - Dresden, Germany DA - 26.10.2022 KW - Fraktographie KW - Fahrrad KW - Lebensdauer KW - Öffentliche Sicherheit KW - Schadensanalyse KW - Schadensprävention PY - 2022 AN - OPUS4-56122 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Schilling, Markus T1 - Tensile Test Ontology (TTO) N2 - This is the stable version 2.0.1 of the PMD ontology module of the tensile test (Tensile Test Ontology - TTO) as developed on the basis of the 2019 standard ISO 6892-1: Metallic materials - Tensile Testing - Part 1: Method of test at room temperature. The TTO was developed in the frame of the PMD project. The TTO provides conceptualizations valid for the description of tensile test and corresponding data in accordance with the respective standard. By using TTO for storing tensile test data, all data will be well structured and based on a common vocabulary agreed on by an expert group (generation of FAIR data) which will lead to enhanced data interoperability. This comprises several data categories such as primary data, secondary data and metadata. Data will be human and machine readable. The usage of TTO facilitates data retrieval and downstream usage. Due to a close connection to the mid-level PMD core ontology (PMDco), the interoperability of tensile test data is enhanced and data querying in combination with other aspects and data within the broad field of material science and engineering (MSE) is facilitated. The TTO class structure forms a comprehensible and semantic layer for unified storage of data generated in a tensile test including the possibility to record data from analysis, re-evaluation and re-use. Furthermore, extensive metadata allows to assess data quality and reproduce experiments. Following the open world assumption, object properties are deliberately low restrictive and sparse. KW - Ontology KW - Tensile Test KW - Digitalization KW - Plattform MaterialDigital KW - Structured Data PY - 2023 UR - https://github.com/MarkusSchilling/application-ontologies/blob/479311832819af695a2c64fa8eb772f2da398061/tensile_test_ontology_TTO/pmd_tto.ttl UR - https://github.com/materialdigital/core-ontology/blob/59f5727b0437ceea5e3d9fcb8fcd0ac211e92cc3/pmd_tto.ttl PB - GitHub CY - San Francisco, CA, USA AN - OPUS4-57935 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bettge, Dirk A1 - Klinger, Christian T1 - Schadensanalyse an Fahrradkomponenten - Fraktographie, Ursachen, Prävention N2 - Komponenten von Fahrrädern werden im Betrieb vorwiegend schwingend beansprucht. Typische Werkstoffe sind Stahl, Aluminiumlegierungen, Messing, CFK und thermoplastische Kunststoffe. Da es sich, unabhängig von der Preiskategorie, um konstruktiven Leichtbau handelt, werden einige Bauteile betriebsfest mehr oder weniger weit oberhalb der Dauerfestigkeit ausgelegt. Die im normalen Betrieb auftretenden Schäden sind daher weit überwiegend Schwingbrüche. Andere Schadensmechanismen wie z.B. Korrosion spielen quantitativ eine untergeordnete Rolle. Schwingbrüche treten nach einer Periode unbemerkten Risswachstums oft ohne Vorwarnung und ohne makroskopische Verformung auf. Im Falle von sicherheitsrelevanten Komponenten wie Rahmen, Gabeln, Lenkern, Sattelstützen, Kurbelarmen oder Pedalen kann dies zu erheblichen Personenschäden führen, die den Wert des ursächlichen Bauteilschadens weit überschreiten. Über einen langjährigen Zeitraum wurden gebrochene Komponenten aus dem Alltag und aus Gerichtsverfahren analysiert. Das Hauptaugenmerk lag hierbei auf der fraktographischen Analyse, teilweise wurden die zu Grunde liegenden Schadensursachen ermittelt. Einflussfaktoren sind beispielsweise konstruktive Kerben an ungünstigen Stellen, aber auch Werkstoffwahl und Fertigungsqualität spielen eine Rolle. In den meisten Fällen wurde jedoch die konstruktive Lebensdauer überschritten. Diese wird praktisch nie mitgeteilt, und eine wiederkehrende Prüfung sicherheitsrelevanter Bauteile findet nicht statt. Im Sinne der Vermeidung von Schäden und Unfällen könnte darauf hingewirkt werden, für sicherheitsrelevante Komponenten Lebensdauern besser abzuschätzen und von der Laufleistung abhängige Sichtprüfungen zu empfehlen. T2 - Werkstoffprüfung 2022 CY - Dresden, Germany DA - 27.10.2022 KW - Fahrrad KW - Fraktographie KW - Lebensdauer KW - Schadensanalyse KW - Schadensprävention KW - Öffentliche Sicherheit PY - 2023 UR - https://dgm.de/fileadmin/DGM/Veranstaltungen/2022/Werkstoffpruefung/Tagungsband/WP2022-Tagungsband-online.pdf SN - 978-3-88355-430-3 SP - 73 EP - 78 PB - DGM - Deutsche Gesellschaft für Materialkunde e.V CY - Sankt Augustin AN - OPUS4-56832 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Heuser, Lina A1 - Agudo Jácome, Leonardo A1 - Pauli, Jutta A1 - Nofz, Marianne A1 - Müller, Ralf T1 - Silver in low-melting alkali zinc borate glasses N2 - Ein aktuelles Forschungsziel ist die Substitution von Bleioxid in niedrig schmelzenden Gläsern z.B. zur Anwendung in Silber-Metallisationspasten. Im Fokus steht hier die Untersuchung der Silberdiffusion in Alkali-Zink-Boratgläsern (X2O-ZnO-B2O3, X = Li, Na, K, Rb). Zudem wird der Redoxzustand des Silbers (Ag) und somit die Art der diffundierenden Silberspezies bestimmt. Hierzu wurde eine metallische Silberschicht mittels Sputterns auf Glaswürfel aufgebracht. Die Wärmebehandlung erfolgte nahe der Glasübergangstemperatur bei 470 °C über 2 h unter Luft und Stickstoffatmosphäre. Die Schichtdicke der Silberbeschichtung betrug 1.8 µm nach der Wärmebehandlung, gemessen mittels Weißlicht-Interferometer. Die Silberdiffusionsprofile wurden mittels Sekundär-Neutral-Teilchen-Massenspektrometrie gemessen. Die Diffusionskoeffizienten des Silbers liegen in der Größenordnung von ~10-14 cm2/s und unterscheiden sich nur gering in Abhängigkeit des Alkali-Ions im Glas. Mittels Fluoreszenz-Spektroskopie ließen sich gelöste Ag+-Ionen und [Agm]n+-Cluster nach der Wärmebehandlung unterscheiden. Zusätzlich konnten ausgeschiedene metallische Silber-Partikel im Natrium-enthaltenden Glas mittels Transmissionselektronenmikroskopie beobachtet werden. Diese haben einen mittleren Durchmesser von ~6 nm. N2 - Substitution of lead oxide in low-melting glasses, e.g., for application in silver metallization pastes, is a current research goal. This work is focused on the investigation of silver diffusion in alkali zinc borate glasses (X2O-ZnO-B2O3, X = Li, Na, K, Rb). In addition, the redox state of silver (Ag) and thus the type of diffusing silver species were studied. For this purpose, a metallic silver coating was applied on glass cubes by means of sputtering. Heat treatment of the samples was performed close to the glass transition temperatures at 470 °C for 2 h under air and nitrogen atmosphere. Coating thickness was 1.8 µm after heat treatment, measured by a white light interferometer. Silver diffusion profiles were measured by means of secondary neutral mass spectrometry. The silver diffusion coefficients are in the range of ~10-14 cm2/s and indicate no significant differences depending on the type of alkali ions in the glass. Dissolved Ag+-ions and [Agm]n+-clusters in the glasses were differentiated using fluorescence spectroscopy. Precipitated metallic silver particles in the sodium containing glass were observed by means of transmission electron microcopy. Their mean particle diameter was ~6 nm. T2 - Living Glass Surfaces XI - Year of Glass CY - Ilmenau, Germany DA - 14.09.2022 KW - Alkali zinc borate glasses KW - Silver diffusion KW - Transmission electron microscopy KW - Fluorescence spectroscopy KW - Silver cluster PY - 2022 AN - OPUS4-55736 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Evans, Alexander A1 - Sprengel, Maximilian A1 - Ulbricht, Alexander A1 - Kromm, Arne A1 - Werner, Tiago A1 - Sommer, Konstantin A1 - Kelleher, Joe A1 - Mishurova, Tatiana A1 - Serrano Munoz, Itziar A1 - Fritsch, Tobias A1 - Schröder, Jakob A1 - Kannengießer, Thomas A1 - Bruno, Giovanni T1 - Manufacturing a safer world: Diffraction based residual stress analysis for metal additive manufacturing N2 - Metal Additive Manufacturing (AM) technologies such as Laser Powder Bed Fusion (LPBF) are characterized by layer wise construction, which enable advancements of component design, with associated potential gains in performance and efficiency. However, high magnitude residual stresses (RS) are often a product of the rapid thermal cycles typical of the layerwise process. Therefore, a deep understanding of the formation of RS, the influence of process parameters on their magnitude and the impact on mechanical performance is crucial for widespread application. The experimental characterisation of these RS is essential for safety related engineering application and supports the development of reliable numerical models. Diffraction-based methods for RS analysis using neutrons and high energy X-rays enable non-destructive spatially resolved characterisation of both surface and bulk residual stresses in complex components. This presentation will provide an overview of recent research by the BAM at large scale facilities for the characterization of residual stresses in LPBF metallic alloys as a function of process parameters. In addition, the challenges posed by the textured and hierarchical microstructures of LPBF materials on diffraction-based RS analysis in AM materials will be discussed. This will include the question of the d0 reference lattice spacing and the appropriate choice of the diffraction elastic constants (DECs) to calculate the level of RS in LPBF manufactured alloys. T2 - 11th INternational Conference on Residual Stress (ICRS11) CY - Online meeting DA - 28.03.2021 KW - Residual stress analysis KW - Neutron diffraction KW - X-ray diffraction KW - Additive manufacturing KW - Laser powder bed fusion KW - AGIL PY - 2022 AN - OPUS4-54676 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -