TY - CONF A1 - Tielemann, Christopher T1 - Surface Initiated Microstructure Formation in Glass -Ceramics N2 - Übersicht zur Oberflächeninitiierten Mikrostrukturbildung in Glasoberflächen. Dabei wird auf die Kristallvorzugsorientierung senkrecht zur Oberfläche der sich unter Temperatureinfluss behandelten Glasproben eingegangen. Zudem werden die ersten Experimente zur Eingrenzung des Ursprungs dieser Orientierung vorgestellt. N2 - Overview about the surface initiated microstructure formation in glass surfaces. Samples which are exposed to a temperature treatment, can develop a crystalline microstructure above Tg at the surface. These separated crystals can be preferably oriented towards the surface of the sample. First experiments about the origin of these orientation phenomenon as well as the potentially causing mechanisms are presented and discussed within the presentation. T2 - AK Glasig-kristalline Multifunktionswerkstoffe 2019 CY - TU Clausthal, Germany DA - 21.02.2019 KW - Orientation KW - Glass KW - Crystallization KW - Diopside PY - 2019 AN - OPUS4-47537 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Zemke, F. A1 - Schölch, V. A1 - Bekheet, M.F. A1 - Schmidt, Franziska T1 - Surfactant-assisted sol–gel synthesis of mesoporous bioactive glass microspheres N2 - Spherical mesoporous bioactive glasses in the silicon dioxide (SiO2)-phosphorus pentoxide (P2O5)–calcium oxide (CaO) system with a high specific surface area of up to 300m2/g and a medium pore radius of 4 nm were synthesized by using a simple one-pot surfactant-assisted sol–gel synthesis method followed by calcination at 500–700°C. The authors were able to control the particle properties by varying synthesis parameters to achieve microscale powders with spherical morphology and a particle size of around 5–10 mm by employing one structure-directing agent. Due to a high Calcium oxide content of 33·6mol% and a phosphorus pentoxide content of 4·0mol%, the powder showed very good bioactivity up to 7 d of immersion in simulated Body fluid. The resulting microspheres are promising materials for a variety of life science applications, as further processing – for example, granulation – is unnecessary. Microspheres can be applied as materials for powder-based additive manufacturing or in stable suspensions for drug release, in bone cements or fillers. KW - bioactive KW - biomaterials KW - bone PY - 2019 DO - https://doi.org/10.1680/jnaen.18.00020 SN - 2045-9831 SN - 2045-984X VL - 8 IS - 2 SP - 126 EP - 134 PB - ICE Publishing CY - London AN - OPUS4-50148 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Klingelhöffer, Hellmuth T1 - Temperaturschwankungen an Extensometern - ein vielfach vernachlässigtes Thema N2 - Extensometer sind seit Jahrzehnten im Einsatz und bilden die Basis für eine präzise Dehnungsmessung in werkstoffmechanischen Versuchen. Jedoch ist die Temperaturstabilität von Extensometern häufig noch nicht ausreichend beachtet worden, um Fehler verursacht durch Temperaturschwankungen zu minimieren. Dieses wird derzeit nicht nur in Deutschland, sondern auch international zunehmend diskutiert. Datenblätter von Extensometern sind teils unvollständig besonders hinsichtlich von Temperatureinflüssen. Extensometer für den Einsatz bei höheren Temperaturen sollen z.B. laut Normen für dehnungsgeregelte Ermüdungsversuche mit Luft oder Wasser aktiv gekühlt werden. Jedoch schreiben die Normen keine Temperatur-Toleranzen für Extensometer vor. Dehnungsfehler verursacht durch Temperaturschwankungen am Extensometer bleiben meist verborgen, da die Temperatur des Extensometers standardmäßig gar nicht gemessen wird. Die Ursache von Einflüssen zur Temperaturstabilität von Extensometern wird erläutert. Ein einfaches Rechenbeispiel zeigt die Empfindlichkeit von Extensometern gegenüber Temperaturschwankungen und die Auswirkungen auf den Dehnungsfehler. Lösungsmöglichkeiten zur Optimierung werden aufgezeigt. Der Anwender von Extensometern soll sensibilisiert werden, um der Temperaturstabilität von Extensometern sowohl hinsichtlich Herstellerspezifikationen als auch bei der Anwendung von Extensometern im Prüflabor mehr Aufmerksamkeit zu schenken, um letztlich die Qualität von Versuchsergebnissen zu verbessern. Empfehlungen an Extensometerhersteller werden formuliert. Dieses Thema wird zukünftig auch in Prüfnormen mehr Aufmerksamkeit geschenkt werden. Es werden Maßnahmen zur Verbesserung der Temperaturstabilität von Extensometern Einzug in Prüfnomen finden, um letztlich verlässlichere Versuchsergebnisse zu erhalten. Es ist beabsichtigt, eine Verbesserung der Temperaturstabilität von Extensometern z.B. bei der nächsten Revision der Prüfnormen ISO 12106 und ISO 12111 für dehnungsgeregelte LCF- und TMF-Versuche zu berücksichtigen. T2 - Werkstoffprüfung 2019 CY - Neu-Ulm, Germany DA - 03.12.2019 KW - Extensometer KW - Temperaturschwankungen KW - Dehnungsfehler PY - 2019 AN - OPUS4-49961 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Klingelhöffer, Hellmuth T1 - Temperaturschwankungen an Extensometern - ein vielfach vernachlässigtes Thema N2 - Extensometer werden seit langer Zeit erfolgreich für die Ermittlung von werkstoffmecha-nischen Kennwerten eingesetzt. Allerdings wurden in den letzten Jahren immer wieder durch Temperaturschwankungen bedingte Drift an Extensometern festgestellt, die be-sonders in Langzeitversuchen zu Problemen führen können. Es wurden Ursachen für die thermische Drift von Extensometern aufgezeigt. Anhand von einem Beispiel wurde gezeigt, wie sich Temperaturschwankungen an einem Extensometer auf die Ergebnisse von werkstoffmechanischen Ermüdungsversuchen auswirken können. An einem weiteren Beispiel wurde beschrieben, dass der durch Temperaturschwankungen verursachte Dehnungsfehler eines Extensometers stark von der Höhe der Temperaturschwankung und von der Dehnungsschwingbreite abhängt und, je nach Anwendungsfall größer als 1% werden kann. Es wurde verdeutlicht, dass bisherige nach Norm vorgeschriebene Maß-nahmen oft nicht ausreichen, um Einflüsse von Temperaturschwankungen am Extenso-meter zuverlässig zu unterbinden. Vorschläge wurden aufgezeigt, um die Temperatursta-bilität von Extensometern zu verbessern. Das gesamte Temperaturmanagement von Raumtemperatur, Kühlwassertemperatur, Temperaturmessung am Extensometer etc. sollte von Grund auf neu betrachtet werden, um Verbesserungen bei der Temperatur-konstanz von Extensometern zu erlangen. Ferner wurde vorgeschlagen, Extensometer in temperaturkompensierter Ausführung zu entwickeln und zu verkaufen. Dieses sollte Ret-rofits für existierende Extensometer miteinschließen. Konkrete Maßnahmen zur Imple-mentierung in Materialprüfungsnormen müssen weiter diskutiert werden. T2 - Tagung Werkstoffprüfung 2019 CY - Neu-Ulm, Germany DA - 03.12.2019 KW - Extensometer KW - Temperaturschwankungen KW - Dehnungsfehler PY - 2019 SN - 978-3-88355-418-1 SP - 361 EP - 366 PB - Inventum GmbH CY - Sankt Augustin AN - OPUS4-49965 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Lüchtenborg, Jörg A1 - Kober, D. A1 - Weber, A. P. A1 - Melcher, J. A1 - Günster, Jens T1 - Textured dense zinc oxide layers for active noise canceling windows N2 - Dense ZnO films with a strong c‐axis texture have been deposited on transparent conductive oxide glass, glass, and Si wafers, respectively, with a two‐step pressureless wet chemical method using zinc acetate dihydrate as Zn‐precursor. The crystallographic structure of the films has been studied with XRD and scanning electron microscopy. Optical measurements reveal a high transparency of the ZnO films with a thickness of up to 10 μm. This new cost‐effective route for ZnO film deposition does not require expensive sophisticated equipment and is easily upscaled. KW - ZnO PY - 2019 DO - https://doi.org/10.1111/jace.15928 SN - 0002-7820 VL - 102 IS - 3 SP - 988 EP - 996 PB - Wiley AN - OPUS4-47519 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Marquardt, J. A1 - Gurieva, G. A1 - Stephan-Scherb, Christiane A1 - Schorr, S. T1 - The Effect of Copper Vacancies on the Anion Position of Chalcopyrite Type CuGaS2 N2 - The prediction of structural parameters and optoelectronic properties of compound semiconductors is very important. However, calculations often neglect chemical variability and structural defects. In chalcopyrite type semiconductors one of the major defects are copper vacancies (V Cu). The four cation neighbors of the anion determine its position in the chalcopyrite type structure expressed by the Wyckoff position 8d (x, 1/4, 1/8). Intrinsic point defects like V Cu and anti-sites may cause variations of the Anion position in the middle of the cation tetrahedron, especially in the Anion position Parameter x. For stoichiometric chalcopyrite type compounds a formalism according to the principle of conservation of tetrahedral bonds (CTB) can be applied to calculate the anion position parameter, but it fails in the case of off-stoichiometric chalcopyrites. This case study of chalcopyrite type CuGaS 2 and Mn-substituted GuGaS 2 shows that the experimentally determined anion position Parameter x deviate from values calculated by CTB approach. The systematic investigation of off-stoichiometric CuGaS 2 and Mn-substituted GuGaS 2 demonstrates the effect of copper vacancies on the average radii of the cation sites (Wyckoff positions 4a and 4b) as well as on the anion position Parameter x. By applying an elaborated CTB Approach implementing copper vacancies an agreement between experimental and calculated anion position Parameter x can be obtained. KW - Chalcogenides KW - Neutron diffraction KW - Copper vacancies PY - 2019 DO - https://doi.org/10.1002/pssa.201800882 VL - 216 IS - 15 SP - 1800882 PB - Wiley AN - OPUS4-47748 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Falk, Florian T1 - The impact of water vapour on high-temperature surface degradation by sulfurous gases of ferritic alloys N2 - Sulfur and water have a fundamental impact on the corrosion rate and potential failure of materials. It is therefore necessary to understand the mechanisms, rates, and potential means of transport, as well as the reactions of these elements with an alloy. This work investigates the effect of water vapor in the initial stages of SO2 corrosion of an ferritic model alloy containing 9 wt% Cr and 0.5 wt% Mn. The exposure experiments were studied at 650°C in situ under laboratory conditions using energy-dispersive x-ray diffraction analysis. Two separate experiments were run, one with a 99.5% Ar + 0.5% SO2 atmosphere and one with a 69.5% Ar + 0.5% SO2 + 30% H2O atmosphere. With a wet atmosphere, the alloy formed a scale with decreasing oxygen content towards the scale–alloy interface. Sulfides were identified above and below a (Fe, Cr)3O4 layer in the inner corrosion zone. In contrast to this, the overall scale growth was slower in a dry SO2 atmosphere. T2 - EUROCORR CY - Barceló Sevilla Renacimiento, Seville, Spain DA - 09.09.2019 KW - Diffraction KW - Sulfidation KW - Early oxidation KW - Corrosion KW - In situ PY - 2019 AN - OPUS4-49213 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Balzer, R. A1 - Behrens, H. A1 - Schuth, S. A1 - Waurischk, Tina A1 - Reinsch, Stefan A1 - Müller, Ralf A1 - Fechtelkord, M. A1 - Deubener, J. T1 - The influence of H2O and SiO2 on the structure of silicoborate glasses N2 - To understand the impact of dissolved water on structure and properties, four boron-rich glasses of molar compositions 15-x Na2O x CaO 15 SiO2 70 B2O3 (with x=0, 7.5, 10) and 10 Na2O 15 SiO2 75 B2O3 were prepared and subsequently hydrated (up to 8 wt% H2O). Density measurements show a non-linear trend upon hydration implying large structural changes in particular at water contents<2 wt%. Near-infrared spectroscopy shows hydroxyl groups are the dominant species in all glasses upon the entire range of water content. Molecular H2O is detectable only at total water contents>2 wt%. 11B MAS NMR spectra show that the abundance of BO4 species is mainly controlled by ratio of (Na2O+CaO)/B2O3 while incorporation of water plays a minor role. Compared to borate glasses, the efficiency of formation of BO4 tetrahedra is favored by crosslinking of the network by SiO4-units. The glass transition temperatures, determined by differential thermal analysis, decreases continuously with water content due to breakage of B-O-B bonds by hydrolysis. However, compared to Silicates and aluminosilicates, the effect of dissolved water is less pronounced which can be explained by weaker B-O-B bonds in comparison to Si-O-Si bonds. KW - High pressure KW - Water speciation KW - Silicoborate glasses KW - Infrared spectroscopy KW - NMR spectroscopy PY - 2019 DO - https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2019.05.030 VL - 519 SP - 38 EP - 51 PB - Elsevier B.V. AN - OPUS4-48748 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pfennig, A. A1 - Gröber, A. A1 - Kranzmann, Axel T1 - The Role of Surface Texture on the Corrosion Behavior of High Alloyed Steel Exposed to Saline Aquifer Water Environments N2 - Coupons of X5CrNiCuNb16-4 that may be used as injection pipe with 16% Chromium and 0.05% Carbon (1.4542, AISI 630) were exposed for 3000 h to CO2-saturated saline aquifer water similar to the conditions in the Northern German Basin at ambient pressure and 60 °C. Surface corrosion layers and pits reveal carbonate corrosion products on the surface such as FeCO3 and FeOOH as the main precipitation phases with no dependence on the original surface roughness. Corrosion rates for polished and technical surfaces were below 0.005 mm/year compared to corrosion rates of 0.035 mm/year after shot peening. T2 - 14th Greenhouse Gas Control Technologies Conference CY - Melbourne, Australia DA - 21.10.2018 KW - High alloyed steel KW - Pitting KW - Surface KW - Roughness KW - CO2 PY - 2019 SP - 1 EP - 8 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-50375 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Pfennig, A. A1 - Wolf, M. A1 - Kranzmann, Axel T1 - The role of surface texture on the corrosion fatigue behavior of high alloyed stainless steel exposed to saline aquifer water environment N2 - Corrosion fatigue specimen with different surfaces (technical surfaces after machining and polished surfaces) of high alloyed martensitic stainless steel X46Cr13 (1.4043) and duplex stai nless steel X2CrNiMoN22 3 2 (1.4462) were compared at load amplitudes from 175 MPa to 325 MPa in the geothermal brine of the N orthern German Basin at 98 °C. Surface corrosion layers and pits reveal carbonate corrosion products on the surface such as FeCO 3 and FeOOH as the main precipitation phases with no dependence on the original surface roughness . At high stress amplitudes above 275 MPa technical surfaces (P50% at σa 300 MPa=5 × 10 5 ) resulted in more cycles to failure than polished (P50% at σa 300 MPa=1.5 × 10 5 ). The greater slope coefficient for technical surfaces k = 19.006 compared to polished surfaces k =8.78 demonstrate s earlier failure at given stress amplitude σa . KW - Corrosion KW - CCS KW - Carbon storage KW - Aquifer KW - Heat treatment PY - 2019 DO - https://doi.org/10.17706/ijmse SN - 2315-4527 VL - 7 IS - 2 SP - 26 EP - 33 PB - IAP - International Academy Publishing CY - San Bernardino, CA AN - OPUS4-50365 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Suárez Ocano, Patricia A1 - Fries, S. G. A1 - Agudo Jácome, Leonardo T1 - Thermodynamic study of a refractory complex concentrated alloy (rCCA) using the CALPHAD method N2 - Multi-principal-element alloys (MPEAs), have recently come to the attention of the scientific community due to their potential for improving properties such as, e.g. mechanical strength and oxidation resistance in high temperature structural applications. The AlMo0.5NbTa0.5TiZr refractory (r)CCA is one such candidate, showing a two-phase microstructure after a two-stage heat treatment under argon atmosphere at a controlled cooling rate. Since the application conditions intended for this alloy require a long-term high temperature (> 700 °C) mechanical and oxidation resistance, it becomes necessary to assess the possible phase development in this regime. The diagrams reveal that two BCC-based phases could form during alloy solidification, where one phase would be enriched with Mo, Nb and Ta while the other phase, with Al, Ti and Zr. Activity oxides diagrams show that a stable form of aluminum oxide (α-Al2O3, Pearson symbol: hR10, corundum) can be formed. T2 - EUROMAT 2019 CY - Stockholm, Sweden DA - 01.09.2019 KW - Chemically Complex Alloy KW - CALPHAD KW - Electromicroscopy PY - 2019 AN - OPUS4-50730 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Suárez Ocano, Patricia T1 - Thermodynamic study of a refractory complex concentrated alloy using the CALPHAD method N2 - Introduction/purpose: Multi-principal-element alloys (MPEAs), also known as complex concentrated alloys (CCAs), have recently come to the attention of the scientific community due to some interesting and unexpected microstructures, and their potential for improving properties such as, e.g. mechanical strength and oxidation resistance in high temperature structural applications. The AlMo0.5NbTa0.5TiZr refractory (r)CCA is one such candidate, showing a two-phase microstructure after a two-stage heat treatment under argon atmosphere at a controlled cooling rate. Since the application conditions intended for this alloy require a long-term high temperature (> 700 °C) mechanical and oxidation resistance, it becomes necessary to assess the possible phase development in this regime. Methods: In this contribution, the CALPHAD method is used to calculate phase equilibria for the AlMo0.5NbTa0.5TiZr CCA in the presence and absence of oxygen. Equilibrium phase amount evolution with temperature and Scheil Model for solidification (e.g. Fig.1a and Fig.1b, respectively) are analyzed, which are obtained using the databases TCNI9 and TTNI7 and the Gibbs energy minimizer in the Thermo-Calc software. Results: The diagrams reveal that two BCC-based phases could form during alloy solidification, where one phase would be enriched with Mo, Nb and Ta while the other phase, with Al, Ti and Zr. Activity oxides diagrams show that a stable form of aluminum oxide (α-Al2O3, Pearson symbol: hR10, corundum) can be formed. Results obtained by both databases, as well as discrepancies between property phase and Scheil approaches are discussed on the base of experimental results. Conclusions: A modeling tool is used to support alloy characterization and development, providing also the possibility to feedback information to improve existing thermodynamic databases. T2 - EUROMAT 2019 CY - Stockholm, Sweden DA - 01.09.2019 KW - CALPHAD databases analysis KW - Thermodynamic analysis KW - Complex concentrated alloy (CCA) PY - 2019 AN - OPUS4-49345 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Finn, Monika A1 - Uhlemann, Patrick A1 - Meyer, Christian A1 - Scheuerlein, C. A1 - Amez-Droz, M. A1 - Meuter, F. A1 - Konstantopoulou, K. A1 - Savary, F. A1 - Tock, J.-P. T1 - Thermomechanical properties of polymers for use in superconducting magnets N2 - The coefficient of thermal expansion (CTE) and the thermomechanical properties of the polymers used in superconducting magnets need to be known in order to predict their stress state under the different magnet assembly and operating conditions. We have measured Young’s moduli of typically used polymers during in situ heat cycles with the dynamic resonancemethod. The dynamic test results are compared with Young’s moduli determined from quasi-static stress–strain measurements at room temperature, 77 K and 4.2 K. A moderate elastic anisotropy is found for the fiber reinforced polymers. CTEs are compared based on dilation experiments. TheCTEs of the fiber reinforced polymers studied are similar to those of copper or steel. In contrast, the pure resins exhibit relatively larger CTEs. KW - Polymer KW - Superconducting magnet KW - Young´s modulus KW - Stress-strain behavior KW - Resonance testing KW - Coefficient of thermal expansion PY - 2019 DO - https://doi.org/10.1109/TASC.2019.2898321 SN - 1051-8223 SN - 1558-2515 VL - 29 IS - 5 SP - 7701605, 1 EP - 5 PB - IEEE AN - OPUS4-47616 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schilling, Markus T1 - Umgebungsinduzierte Spannungsrissbildung (ESC) von PE-HD induziert durch äußerliche Einwirkung organischer Flüssigkeiten N2 - Polyethylen hoher Dichte (PE-HD) wird als Werkstoff für Rohre und Behälter für den Transport und zur Lagerung von Gefahrgütern verwendet. Für die Beurteilung und technische Freigabe dieser Materialien ist insbesondere das Verständnis des Schädigungsmechanismus des langsamen, umgebungsbedingten Spannungsrisses (engl.: „environmental stress cracking“, ESC) essentiell. ESC tritt bei relativ geringen auf einen Werkstoff einwirkenden mechanischen Spannungen auf. An lokalen Fehlstellen (z.B. Defekte, Inhomogenitäten, Kerben) beginnend wächst ein Riss langsam durch das Material und führt nach gewisser Zeit zu einem charakteristischen, pseudo-spröden Bruch. Dabei wird das Risswachstum durch äußere Medieneinwirkung zusätzlich entscheidend beeinflusst. Dieses langsame Risswachstum wird als Hauptursache für das plötzliche und unerwartete Versagen von Polymerwerkstoffen angesehen. Eine etablierte Prüfmethode zur Bewertung des Materialverhaltens gegenüber dieses Schädigungsmechanismus ist der Full-Notch Creep Test (FNCT), der für PE-HD Behältermaterialien üblicherweise unter Verwendung von wässrigen Netzmittellösungen (Arkopal N 100) durchgeführt wird. Die aus dem FNCT erhaltene Standzeit dient dabei als Bewertungskriterium für verschiedene PE-HD-Werkstoffe. In einer Studie wurden neben einer typischen Arkopal-N-100-Netzmittellösung praktisch relevante, organische Flüssigkeiten wie Biodiesel und Diesel als Testmedien verwendet, um deren Einfluss auf das ESC-Verhalten von PE-HD-Behältermaterialien zu charakterisieren. Neben der klassischen Standzeit-Auswertung erfolgte eine erweiterte Bruchflächenanalyse mittels Licht- (LM), Laserscanning- (LSM) und Rasterelektronenmikroskopie (REM). Insbesondere die LSM erlaubt eine schnelle und einfache Unterscheidung pseudo-spröder und duktiler Bruchbilder, die zur Beurteilung der Repräsentativität des FNCT für das dem Spannungsriss zugrundeliegenden langsamen Risswachstum von Bedeutung ist. T2 - Polymer Service GmbH Merseburg - "Lebensdauerabschätzung von Polymerwerkstoffen - Möglichkeiten und Grenzen" CY - Merseburg, Germany DA - 27.03.2019 KW - Environmental Stress Cracking (ESC) KW - Slow Crack Growth (SCG) KW - Spannungsriss KW - Polyethylen hoher Dichte KW - Full-Notch Creep Test (FNCT) KW - Bruchflächenanalyse KW - Laserscanningmikroskopie (LSM) PY - 2019 AN - OPUS4-52947 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Stephan-Scherb, Christiane T1 - Unravelling high temperature oxidation phenomena by in situ x-ray techniques N2 - Unravelling high temperature oxidation phenomena by in situ x-ray techniques. A multi techqnique approach to study high temperature gas corrosion is presented. T2 - Gordon Research Conference on High Temperature Corrosion CY - New London, NH, USA DA - 20.07.2019 KW - Corrosion KW - High temperature KW - Diffraction KW - Spectroscopy PY - 2019 AN - OPUS4-48772 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Nolze, Gert A1 - Saliwan Neumann, Romeo A1 - Reith, F. A1 - Etschmann, B. A1 - Kilburn, M. R. A1 - Brugger, J. T1 - Unravelling the formation histories of placer gold and platinum-group mineral particles from Corrego Bom Successo, Brazil: A window into noble metal cycling N2 - Gold and platinum-group-metals (PGM) are cycled through Earth's environments by interwoven geological, physical, chemical and biological processes leading to the trans/neoformation of metallic particles in placers. The placer deposit at Corrego Bom Successo (CBS, Brazil) is one of the few localities worldwide containing secondary gold- and PGM-particles. Placer gold consists of detrital particles from nearby hydrothermal deposits that were transformed in the surface environment. Processes that have affected these particles include shortdistance transport, chemical de-alloying of the primary Gold silver, and (bio)geochemical dissolution/reprecipitation of Gold leading to the formation of pure, secondary gold and the Dispersion of gold nanoparticles. The latter processes are likely mediated by non-living organic matter (OM) and bacterial biofilms residing on the particles. The biofilms are largely composed of metallophillic β- and γ-Proteobacteria. Abundant mobile gold and platinum nanoparticles were detected in surface waters, suggesting similar mobilities of these metals. Earlier hydrothermal processes have led to the formation of coarsely-crystalline, arborescent dendritic potarite (PdHg). On potarite surfaces, biogeochemical processes have then led to the formation of platinum- and palladium-rich micro-crystalline layers, which make up the botryoidal platinum palladium aggregates. Subsequently potarite was dissolved from the core of many aggregates leaving voids now often filled by secondary anatase (TiO2) containing biophilic elements. The presence of fungal structures associated with the anatase suggests that fungi may have contributed to ist formation. For the first time a primary magmatic PGM-particle comprising a mono-crystalline platinum palladium-alloy with platinum iridium osmium inclusions was described from this locality, finally defining a possible primary source for the PGM mineralisation. In conclusion, the formation of modern-day placer gold- and PGM-particles at CBS began 100s ofmillions of years ago bymagmatic and hydrothermal processes. These provided the metal sources for more recent biogeochemical cycling of PGEs and gold that led to the trans/neoformation of gold- and PGM-particles. KW - Gold KW - Platinum-group-metals KW - Biogeochemical cycling KW - Magmatic and hydrothermal processes KW - Biomineralisation PY - 2019 DO - https://doi.org/10.1016/j.gr.2019.07.003 SN - 1342-937X VL - 76 SP - 246 EP - 259 PB - Elsevier AN - OPUS4-48657 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Jacobasch, Stefan A1 - Duffner, Eric A1 - Goedecke, Thomas A1 - Portella, Pedro Dolabella A1 - Mair, Georg A1 - Schendler, Thomas A1 - Gradt, Thomas A1 - Askar, Enis A1 - Bartholmai, Matthias A1 - Schröder, Volkmar A1 - Maiwald, Michael A1 - Holtappels, Kai A1 - Tschirschwitz, Rico A1 - Neumann, Patrick P. T1 - Unser Beitrag zum Thema Wasserstoff N2 - Die BAM ist nahezu über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg wissenschaftlich tätig. Von der sicheren und effizienten Wasserstofferzeugung (POWER-to-GAS), über die (Zwischen-)Speicherung von Wasserstoff in Druckgasspeichern bis hin zum Transport bspw. mittels Trailerfahrzeug zum Endverbraucher. Komplettiert werden die Aktivitäten der BAM durch die sicherheitstechnische Beurteilung von wasserstoffhaltigen Gasgemischen, die Verträglichkeitsbewertung von Werkstoffen bis hin zur Detektion von Wasserstoffkonzentrationen über geeignete Sensorik, auch mittels ferngesteuerter Messdrohnen (sog. UAV-Drohnen). Zudem untersucht die BAM proaktiv Schadensrisiken und Unfallszenarien für die Sicherheitsbetrachtung, um mögliche Schwachstellen aufzeigen und potenzielle Gefährdungen erkennen zu können. KW - Wasserstoff KW - Wasserstofferzeugung KW - Energiespeicherung KW - Gasdetektion KW - Risikoanalyse KW - Power-to-Gas KW - Explosionsschutz KW - Tribologie KW - Druckgasspeicher KW - Glasspeicher KW - Gassensorik KW - Mini-UAV PY - 2019 SP - 1 CY - Berlin AN - OPUS4-47960 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - THES A1 - Sonntag, Nadja T1 - Untersuchung magnetischer Streufelder in einem inhomogen verformten Baustahl mittels passiv-magnetischer Prüfverfahren N2 - Die Metal Magnetic Memory (MMM) Methode ist ein standardisiertes, zerstörungsfreies Prüfverfahren, das für die Detektion von lokal geschädigten Materialbereichen in ferromagnetischen Bauteilen oder Proben verwendet wird. Es basiert auf der Annahme lokaler magnetoelastischer Wechselwirkungen an Spannungskonzentrationsstellen, die schwache magnetische Streufelder an den geschädigten Prüfkörperoberflächen hervorrufen. Die MMM-Methode überträgt dabei die für einachsige und elastische Verformungen entwickelten magnetoelastischen Modellvorstellungen ohne weitere Anpassungen in den Schädigungskontext, der jedoch mehrachsige Beanspruchungen und elastisch-plastische Deformationsprozesse erwarten lässt. Das Ziel der Arbeit ist es daher, die gängigen MMM-Hypothesen zur Signalentstehung fach- und skalenübergreifend und unter stärkerer Berücksichtigung mechanischer und mikrostruktureller Aspekte zu überprüfen. Zu diesem Zweck wurden zum einen gekerbte Flachzugproben aus einem unlegierten Baustahl inhomogen elastisch-plastisch verformt und die entstehenden magnetischen Streufelder an deren Oberflächen mit einem Drei-Achsen-GMR-Magnetometer detektiert. Die so ermittelten Magnetfeld-verteilungen wurden für unterschiedliche Verformungszustände ortsaufgelöst und richtungsabhängig mit gemessenen Dehnungsverteilungen (digitale Bildkorrelation) und mit simulierten Lastspannungs-verteilungen korreliert. Die eingeschnürten Probenbereiche wurden zusätzlich topographisch mittels Streifenlichtprojektion und Weißlichtinterferenzmikroskopie vermessen, um den Magnetisierungs-prozess ebenfalls vor dem Hintergrund geometrischer Effekte diskutieren zu können. Um systematische, verformungsinduzierte Veränderungen der magnetischen Mikrostruktur (magnetischer Domänen) im polykristallinen, quasi-isotropen Material nachzuweisen, wurde zum anderen ein in dieser Arbeit entwickelter statistischer Ansatz der Domänenanalyse angewandt. Hierfür wurde das Material zunächst durch Härteeindrücke mehrachsig elastisch-plastisch verformt, und die verformten Probenbereiche wurden anschließend mit Hilfe der Bitterstreifentechnik hauptsächlich bei niedriger Vergrößerung lichtmikroskopisch untersucht. Die beobachteten makroskopischen Domänen-kontraste wurden über ein analytisches, kontaktmechanisches (ECM-) Modell und über Makro-Eigen-spannungsmessungen (energiedispersive Synchrotron-Beugungsuntersuchungen) charakteristischen Verformungszonen unter den Härteeindrücken zugeordnet. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen belegen, dass die Entstehung der Streufelder – entgegen bisheriger Annahmen – nicht allein auf mechanische Spannungs- und Verformungsgradienten im Material zurückzuführen, sondern auch topographisch bedingt ist. Die Vernachlässigung überlagerter geometrischer Effekte kann zu sicherheitsrelevanten Fehlinterpretationen der magnetischen Signale führen. Einachsige magnetoelastische Modellvorstellungen sollten zudem nicht ohne Anpassungen auf komplexe Beanspruchungen übertragen werden, da u. a. sowohl mechanische Größen (wie Spannungen oder Dehnungen) als auch mikrostrukturelle Parameter (wie z. B. Versetzungsdichten) bei komplexen Belastungen als ortsabhängige Variablen behandelt werden müssen. Die in dieser Arbeit beobachteten Domänenkontraste lassen sich zweifelsfrei charakteristischen Verformungszonen zuordnen, mikro-strukturell jedoch nicht allein mit anzunehmenden Gradienten der Versetzungsdichte erklären. Statt-dessen entstehen beispielsweise lokale Verformungstexturen, die zusätzliche magnetische Anisotropien bewirken könnten. Da bisher weder die makroskopischen noch die mikrostrukturellen Ursachen der Streufeldentstehung hinreichend verstanden sind, scheint die MMM-Methode für die quantitative Bewertung des Schädigungszustands derzeit ungeeignet. N2 - The Metal Magnetic Memory (MMM) method is a standardized, nondestructive testing method used for the detection of locally damaged material areas in ferromagnetic components or samples. It assumes local magnetoelastic interactions in stress concentration zones, causing weak magnetic stray fields on the damaged specimen surfaces. The MMM method transfers magnetoelastic model conceptions developed for uniaxial and elastic deformations without further adjustments into the damage context, which is, however, associated with multiaxial stresses and elastic-plastic deformations. The objective of this thesis is therefore to verify prevalent MMM hypotheses concerning the signal generation, putting emphasis on complex mechanical and microstructural aspects of damage while using interdisciplinary and multi-scale approaches. To this end, on the one hand, notched tensile specimens made of an unalloyed structural steel were inhomogeneously (elastically and plastically) deformed and deformation-induced magnetic stray fields were then detected by a three-axis GMR magnetometer. The obtained surface magnetic field distributions were correlated with measured strain distributions (digital image correlation) and with numerically simulated mechanical stress distributions (finite element analysis). To enable discussions on the magnetization process against the background of geometrical effects, the necked specimen regions were additionally investigated using optical profilometry methods (fringe projection and white light interference microscopy). On the other hand, a newly developed meso-scale approach to magnetic domain analysis was applied to prove systematic, deformation-induced changes of the magnetic microstructure within the polycrystalline, quasi-isotropic material: After multiaxial elastic-plastic deformation of coupon specimens by hardness indentation, the deformed sample regions were studied by Bitter technique in optical microscopy, preferably at low magnification. The observed macroscopic domain contrasts were related to characteristic deformation zones below the indents by using an analytical model from the field of contact mechanics (ECM) and macro-residual stress measurements (obtained from energy-dispersive synchrotron diffraction experiments). It is demonstrated that the formation of magnetic stray fields, quite contrary to previous assumptions, results not only from mechanical (e.g. stress) gradients within the material, but is also topographically induced. The neglect of such superimposed geometric effects may also lead to safety-relevant misinterpretations of the magnetic signals. Furthermore, uniaxial magnetoelastic model concepts should not be applied to complex stress/strain conditions without adaptation since both mechanical quantities (such as stresses or strains) and microstructural parameters (such as dislocation densities) must be treated as location-dependent variables. The observed magnetic domain contrasts could clearly be assigned to characteristic deformation zones but cannot be explained solely by hypothesized gradients of the dislocation density. Instead, for example, local deformation textures emerge, which may cause additional magnetic anisotropies. The MMM method currently seems unsuitable for quantitative damage assessments of components or specimens since neither the macroscopic nor the microstructural origins of the stray field formation have yet been sufficiently understood. KW - Magnetoelastischer Effekt KW - Magnetische Domänen KW - Mehrachsige Verformung KW - Schädigung KW - Unlegierter Baustahl KW - Magnetoelastic effect KW - Magnetic domains KW - Multiaxial deformation KW - Damage KW - Structural steel PY - 2019 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-484302 DO - https://doi.org/10.14279/depositonce-8524 SP - 1 EP - 117 CY - Berlin AN - OPUS4-48430 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Müller, Ralf T1 - Vacuum hot extraction: Detection of volatiles N2 - Der Vortrag gibt einen Überblick über die Möglichkete und Grenzen der Methode der Vakuum-Heiß-Extraktion an der BAM T2 - Seminar Instrumentelle Analytik, Fakultät III Prozesswissenschaften, Lehrstuhl Keramik TU Berlin CY - Berlin, Germany DA - 25.01.2019 KW - Heißgasextraktion KW - Glas PY - 2019 AN - OPUS4-50434 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Charmi, Amir T1 - Virtual-lab-based determination of a macroscopic yield function for additively manufactured parts N2 - This work aims for a yield function description of additively manufactured parts of S316L steel at the continuum-mechanical macro-scale by means of so-called virtual experiments using a crystal plasticity (CP) model at meso-scale. Additively manufactured parts require the consideration of the specific process-related microstructure, which prevents this material to be macroscopically treated as isotropic, because of crystallographic as well as topological textures. From virtual experiments, yield loci under various loading conditions are simulated. The scale bridging from meso- to macro-scale is realised by the identification of the simulated yield loci as a modified anisotropic Barlat-type yield model representation. T2 - Workshop on Additive Manufacturing, BAM CY - Berlin, Germany DA - 13.05.2019 KW - Virtual experiments KW - Additive manufacturing KW - Anisotropy KW - Crystal plasticity KW - Scale-bridging PY - 2019 AN - OPUS4-48064 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -