TY - JOUR A1 - Agea, Boris A1 - Walzel, S. T1 - 3D Druck unterstütz die Dekarbonisierung JF - Keramik-Forum N2 - Suspensionsbasiertes Binder Jetting reduziert die Brennzeiten von technischer Keramik im Vergleich zu anderen 3d-druckverfahren signifikant. dabei wird nicht nur Energie beim Betrieb der Brennöfen gespart, sondern auch die Emission von Kohlendioxid beim Brennvorgang selbst gesenkt. KW - Schlickerdeposition PY - 2021 VL - 6 SP - 26 EP - 28 PB - Keramische Zeitschrift AN - OPUS4-53812 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Blaeß, Carsten T1 - Viskose Rissschließung in Gläsern und Glasmatrixkompositen N2 - Um die Langzeitbeständigkeit von Hochtemperatur-Festoxidbrennstoffzellen (SOFC) sicherzustellen, ist das grundlegende Verständnis der viskosen Schließung oder Heilung von Rissen, als Folge wechselnder thermischer oder mechanischer Belastung, in Gläsern und teilkristallinen Materialien ein entscheidender Faktor. In Glas ist die Rissheilung hauptsächlich durch viskoses Fließen bestimmt. In teilkristallinen Schmelzen bewirkt der kristalline Volumenanteil die Erhöhung der effektiven Viskosität. Um die Auswirkungen des kristallinen Volumenanteils auf die Rissheilung zu ergründen, wurden Glasmatrixkomposite mit variierten inerten kristallinen Fülleranteilen, die während der Wärme-behandlung konstant blieben, hergestellt. Verwendet wurde ein kristallisationsträges Natrium-Calcium-Silicatglas und ZrO2 als inerter Füller. Komplexe, reproduzierbare Rissstrukturen wurden durch Vickers-Eindrücke erzeugt und die viskose Rissschließung während isothermer Wärmebehandlungs-schritte mittels Laser-Scanning-Mikroskopie verfolgt. Die Untersuchungen zeigen, dass, verglichen zum füllerfreien Glas, der kristalline Phasenanteil die effektive Viskosität erhöht und dadurch großräumiges Fließen verlangsamt. Dies verzögert das Aufweiten der Risse. Dieser Effekt erschwert die Rissverkürzung und führt oftmals zu großen gerundeten Kavitäten und dadurch zu einer verzögerten Rissschließung. Wird dieses Aufweiten verringert, ist zunächst ein lokales viskoses Fließen der Restglasphase weiterhin gegeben, sodass sich die Risse sogar schneller schließen. Für kristalline Anteile > 27 Vol% bildet sich dann ein stabiles Perkolationsgerüst aus, das die weitere Rissschließung auch lokal unterbindet. Nur innerhalb größerer glasiger Bereiche ist hierbei noch eine Rissschließung zu beobachten. Ein Optimum der Risslängenverkürzung konnte bei 17 Vol% beobachtet werden. T2 - 94. Glastechnische Tagung CY - Online meeting DA - 10.05.2021 KW - Glas KW - Hochtemperaturbrennstoffzelle KW - Glasmatrixkomposit KW - Rissheilung PY - 2021 AN - OPUS4-54245 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kang, M. A1 - Czasny, M. A1 - Kober, D. A1 - Reschetnikow, A. A1 - Stargardt, Patrick A1 - Mieller, Björn A1 - Gurlo, A. T1 - Influence of mica particle content in composites for high voltage applications produced by additive manufacturing and mold casting N2 - The insulation system of high voltage electrical devices like generators and electrical motors has to withstand thermal, electrical, ambient and mechanical influences (TEAM) during operation. Especially the dielectric properties have to satisfy the requirements also under elevated temperatures and extreme environments. To provide this high quality, the conventional fabrication process uses partly manually applied insulation tapes combined with a cost-intensive and under safety concerns at least problematic vacuum pressure impregnation step (VPI). In order to reduce process costs by increasing the degree of automation and avoiding the VPI process, additively manufactured (AM) insulations were studied. This study focuses on the fabrication of ceramic/polymer compounds via AM technique. The AM technology used a rotating screw extrusion print head with air pressure to supply the paste. Plate-like samples with dimensions of 55 mm x 55 mm x1mm thickness were produced. This work focuses on the homogeneously high viscous paste with 12.5 to 50 volume % ratio of filler particles. Three types of mica powders as ceramic filler materials with different particle sizes from micro to mm scale were evaluated. The controlled volume % ratio of particles affects the paste viscosity which enables stacking of paste layers with a viscosity close to clay pastes. The mixed pastes were cured by heating and UV light to increase mechanical properties. A TG/DTA was performed, and electrical properties were investigated. First experiments with respect to the dielectric properties such as volume resistance, permittivity and dielectric strength revealed promising results and the possibility to use AM techniques for the fabrication of high voltage insulations for electrical machines. T2 - MaterialsWeek 2021 CY - Online meeting DA - 07.09.2021 KW - HV-Insulation KW - Polymer-Ceramic-Composite KW - Additive manufacturing PY - 2021 AN - OPUS4-54368 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Viguier, B. A1 - Epishin, A. A1 - Fedelich, Bernard T1 - Creep of single-crystals of nickel-base gamma-alloy at high temperatures N2 - Porosity in single-crystal nickel-base superalloys is removed by hot isostatic pressing (HIP) at temperatures above gamma’-solvus where the material is very soft and ductile. For example, single-crystal nickel-base superalloy CMSX-4 is HIPed at temperature 1288 °C, which is slightly higher than the gamma’-solvus temperature of this alloy equal to about 1280 °C. It is assumed that pore shrinking during HIP is mostly due to dislocation creep. Such a modelling of HIP of CMSX-4 was started in our group on the base of results of creep tests of [001] single-crystals at 1288 °C [1]. However, it was found later [2] that the alloy CMSX-4 shows very strong creep anisotropy at 1288 °C. Therefore, for calibration of the creep law, creep tests of different orientations under different stress levels are required at the HIP temperature. This was the main task of present work. Single-crystals of CMSX-4 of axial orientations [001], [011], [123] and [111] were cast by VIAM Moscow and tested by BAM Berlin under creep conditions at 1288 °C and stress levels between 4 MPa and 16 MPa. At all stress levels, the creep rate increases by an order of magnitude when changing the orientation from [001] to [111] with [011] and [123] orientations in between. Such a character of creep anisotropy corresponds to the orientation dependence of the Schmid factor for octahedral glide. The crystal viscoplasticity model developed in [1] was improved to better represent the time induced softening observed during creep. The creep tests for different stresses and orientations as well as pore closure were simulated. The results of pore closure simulation are compared with measurements of porosity decrease during Hiping. T2 - 15th International Conference on Creep and Fracture of Engineering Materials and Structures CY - Online meeting DA - 14.06.2021 KW - Nickel-base superalloys KW - Creep KW - Single-Crystal PY - 2021 AN - OPUS4-53935 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Skrotzki, Birgit A1 - Olbricht, Jürgen A1 - Schilling, Markus A1 - Chen, Yue A1 - Füting, M. A1 - Todor, A. A1 - von Hartrott, P. A1 - Hanke, T. T1 - Wie digitalisieren wir die Werkstoffprüfung? Entwicklung standardisierter Versuchsbeschreibungen und Daten-Infrastrukturen in aktuellen Digitalisierungs-Initiativen N2 - Die Entwicklung digitaler Prozesse für die Materialwissenschaft und Werkstofftechnik muss naturgemäß auch die Charakterisierungsmethoden der Werkstoffprüfung abbilden, die oft durch eine hohe Komplexität gekennzeichnet sind. Als vorteilhaft erweist sich dabei der hohe Standardisierungsgrad, der sich z.B. in klaren Anforderungen an die eingesetzten Prüfmittel und festgelegten Vorgehensweisen ausdrückt. Diese können (und müssen) in entsprechenden digitalen Versuchsbeschreibungen abgebildet werden, wobei sich die klaren Datenstrukturen und Terminologien als vorteilhaft erweisen. T2 - Tagung Werkstoffprüfung 2021: Werkstoffe und Bauteile auf dem Prüfstand Prüftechnik – Kennwertermittlung – Schadensvermeidung CY - Online meeting DA - 02.12.2021 KW - Digitalisierung KW - Standardisierung KW - Normung KW - Ontologien KW - Wissensrepräsentation PY - 2021 AN - OPUS4-53943 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kalinka, Gerhard T1 - Optische Beobachtungen der Faser-Matrix-Trennung im Pull-out-Versuch N2 - Der Vortrag behandelt Rissentstehung und Ausbreitung an Faser-Matrix-Interfaces, untersucht mit dem optischen Mikroskop. T2 - Composites United, CU-Arbeitsgruppe/n Faser-Matrix-Haftung & Matrices CY - Online meeting DA - 02.12.2021 KW - Faser KW - Matrix KW - Pull-out KW - Interface PY - 2021 AN - OPUS4-53968 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Ikeda, Yuki A1 - Yuan, R. A1 - Chakraborty, A. A1 - Ghassemi-Armaki, H. A1 - Zuo, J. M. A1 - Maaß, Robert T1 - Early stages of liquid-metal embrittlement in an advanced high-strength steel JF - Materials Today Advances N2 - Grain-boundary degradation via liquid-metal embrittlement (LME) is a prominent and long-standing failure process in next generation advanced high-strength steels. Here we reveal, well ahead of the crack tip, the presences of nano-scale grains of intermetallic phases in Zn-infiltrated but uncracked grain boundaries with scanning- and 4D transmission electron microscopy. Instead of the often-reported Znrich Fe-Zn intermetallics, the nano-scale phase in the uncracked infiltrated grain boundaries is identified as the G-phase, and its presence reveals the local enhancement of strain heterogeneities in the grain boundary network. Based on these observations, we argue that intermetallic phase formation is not occurring after cracking and subsequent liquid Zn infiltration but is instead one of the primary nanoscopic drivers for grain-boundary weakening and crack initiation. These findings shift the focus of LME from micro- and meso-scale crack investigations to the very early stages immediately following Zn diffusion, after which secondary phase nucleation and growth emerge as the root-cause for failure. KW - Advanced high strength steels KW - Liquid metal embrittlement KW - Transmission electron microscopy KW - 4-Dimensional scanning transmission KW - electron microscopy PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-539716 DO - https://doi.org/10.1016/j.mtadv.2021.100196 SN - 2590-0498 VL - 13 IS - 196 SP - 1 EP - 8 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-53971 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Trappe, Volker T1 - Current and future technological advancement in polymer matrix composites enabled through fundamental discoveries N2 - This presentation is a summary of the work from the past 20 years’ development of PMC-testing at the BAM-FB 5.3 with respect to safety-relevant design of advanced light weight structures in aircraft, wind turbine and automotive applications. The talk begins with wood as an example from nature, and emphasizes that load case, fiber architectural design and the production process and quality have to go hand in hand to generate an advanced light weight structure. Since PMC-relevant basic findings of mankind span across hundreds of years, high-performance composite applications today are based more on long term experiences than on breakthrough inventions of modern days. In the second part of the talk, future plans and projects of FB-5.3 are presented, specifically addressing H2-safety, circular economy, recycling by design and digitalization of PMC-technologies. T2 - Abteilungsseminar CY - Online meeting DA - 07.09.2021 KW - Polymer Matrix Composites KW - Thermo mechanical fatigue PY - 2021 AN - OPUS4-54150 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Trappe, Volker T1 - Beschreibung des Ermüdungsverhaltens von Endlos-Faserverstärkten-Kunststoff-Verbunden mit Hilfe mikromechanischer Modelle N2 - Im Rahmen des Vortrags werden die neusten Ergebnisse aus dem Fachbereich 5.3 zur Beschreibung des Ermüdungsverhaltens von FKV mittels Mikromechanischer-Modelle präsentiert. Explizit wird der theoretische Ansatz am Beispiel von GFK unter thermomechanischer Beanspruchung hergeleitet und an Hand von Versuchsergebnissen verifiziert. T2 - Webkonferenz Composites United, Composite Fatigue CY - Online meeting DA - 30.09.2021 KW - Faser-Kunststoff-Verbunde KW - thermomechanische Beanspruchung KW - Materialmodell PY - 2021 AN - OPUS4-54151 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Derlet, P. A1 - Bocquet, H. A1 - Maaß, Robert T1 - Viscosity and transport in a model fragile metallic glass JF - Physical review materials N2 - How thermally activated structural excitations quantitatively mediate transport and microplasticity in a model binary glass at the microsecond timescale is revealed using atomistic simulation. These local excitations, involving a stringlike sequence of atomic displacements, admit a far-field shear-stress signature and underlie the transport of free-volume and bond geometry. Such transport is found to correspond to the Evolution of a disclination network describing the spatial connectivity of topologically distinct bonding environments, demonstrating the important role of geometrical frustration in both glass structure and its underlying dynamics. KW - Metallic glass KW - Viscosity PY - 2021 DO - https://doi.org/10.1103/PhysRevMaterials.5.125601 SN - 2475-9953 VL - 5 SP - 1 EP - 7 PB - American Physical Society CY - College Park, MD AN - OPUS4-54152 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -