TY - CONF A1 - Schmies, Lennart A1 - Sonntag, U. 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 - Günster, Jens T1 - Pulverbasierte additive Fertigung unter reduzierten Schwerkraftbedingungen N2 - 2014 wurden die ersten additiv gefertigten Bauteile in der Internationalen Raumstation (ISS) hergestellt. Die Ära des 3D Drucks im Weltraum startete bereits 2010 mit einem NASA Projekt. Made in Space Inc. entwickelte im Auftrag der NASA einen 3D Drucker auf Basis der Fused Deposition Modeling (FDM) Technologie. Seit 2016 gibt es in der ISS eine Additive Manufacturing Facility und seitdem wurden mittels FDM mehr als hundert Teile aus Kunststoff 3D gedruckt. Die ESA arbeitet gleichfalls an der Entwicklung eines FDM-3D Druckers für die Schwerelosigkeit, z.B. im ESA Projekt „IMPERIAL“, „MELT 3D printer“. Metallische Bauteile mit guten mechanischen Eigenschaften und guter Genauigkeit können kommerziell mittels des Laserstrahlschmelzens (Laser Powder Bed Fusion LPBF) dargestellt werden. Diese Technologie kann allerdings im Weltraum nur unter der Voraussetzung angewendet werden, dass das Pulvermaterial in der Schwerelosigkeit manipuliert und in Form einer dünnen Schicht stabilisiert werden kann. Standard LBM-Anlagen sind deshalb für einen Betrieb in Schwerelosigkeit nicht geeignet, was z.B. auch von Made in Space Inc. in der Vergangenheit beleuchtet wurde. Die pulverbasierte additive Fertigung unter Schwerelosigkeit erfordert die Entwicklung völlig neuartiger Technologien zum Schichtauftrag. Methoden: Mit Hilfe der „Gasflussunterstützten Pulverdeposition“ wurden im Rahmen des Projekts unter reduzierter Schwerkraft systematische Parameterstudien zum LPBF-Prozess durchgeführt. Das Projekt knüpfte an erfolgreiche Vorarbeiten zur Gasflussunterstützten Pulverdeposition unter µg Bedingungen aus vier DLR Parabelflugkampagnen (30., 31., 33. und 34.) an. Ergebnisse: In den Parabelflugkampagnen 76 der ESA und 38 des DLR wurde eine neue Einheit in Wabenform für den Schichtauftrag von Pulver getestet. Es konnte gezeigt werden, dass diese Einheit, die auch als Pulverreservoir funktionierte und mittels eines Aktuators in Schwingungen versetzt wurde, einen reproduzierbaren Schichtauftrag mit geringem Pulververlust unter Schwerelosigkeit ermöglicht. Um die Qualität der aufgetragenen Schicht überwachen zu können, wurde ein Linienscanner beschafft und in die Anlage integriert. Mit diesem kann ein 3D Profil der Schichten im laufenden Prozess erstellt werden, was eine Qualitätskontrolle jeder einzelnen Schicht im Prozess erlaubt. Neben Edelstahl (316L) wurde das Schmelzverhalten von Regolith direkt im Pulverbett unter Bedingungen reduzierter Schwerkraft ebenfalls untersucht. Ein Modell zum Verständnis der Einflussgrößen Gravitation, Schmelzbadgröße, Partikelgröße und Zusammensetzung des Regolith wurde entwickelt. Schlussfolgerungen: Die Entwicklung einer leistungsfähigen Rakeleinheit für den Schichtauftrag unter Schwerelosigkeit ist Voraussetzung für die Generierung defektfreier Bauteile in der pulverbasierten additiven Fertigung in Schwerelosigkeit. Der Übergang zum Werkstoff Regolith hat die Thematik der Verwendung von lokalen Rohstoffen (ISRU), z.B. Mondstaub auf dem Mond, in Kombination mit dem Ziel einer hohen Produktivität beim Aufbau großer Strukturen hervorgebracht. Hierbei ist das Thema einer handhabbaren Schmelzpoolgröße im Laserschmelzprozess unter variierender Schwerkraft in den Fokus gerückt und wird derzeit noch beforscht. T2 - DLR Statussymposium CY - Bonn, Germany DA - 12.03.2025 KW - Regolith KW - Mond KW - ISRU KW - micro-g PY - 2025 AN - OPUS4-63964 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Sonnenburg, Elke T1 - Präparation, Kontrastierung und Darstellung des Gefüges von additiv gefertigtem austenitischem Stahl 316L N2 - Der weit verbreitete austenitische Stahl 316L soll auch mittels additiver Fertigung verarbeitet werden (316L-AM). Zur Entwicklung optimaler Aufbauverfahren ist ein detailliertes Verständnis des Gefüges notwendig. Das additiv aufgebaute Gefüge zeigt eine Mikrostruktur, die geprägt ist von sehr hohen Abkühlraten und gerichtetem Kornwachstum. Mittels klassischer Metallographie können die Charakteristika des Gefüges wie Körner, Subkörner und Schmelzlinien sichtbar gemacht werden. Mittels EBSD werden Kristallorientierungen ermittelt und bildhaft aufbereitet. Die Feinstruktur der Körner wird im REM in der Übersicht aufgelöst. Erst im TEM kann bei hoher Vergrößerung die Natur der Zellstruktur quantitativ ermittelt werden. T2 - Metallographie 2020 CY - Online meeting DA - 16.09.2020 KW - Präparation KW - Kontrastierung KW - Additiv gefertigter Stahl PY - 2020 AN - OPUS4-51245 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Skrotzki, Birgit T1 - Preparing and structuring experimental laboratory data for the publication of reference data N2 - Using a practical example, this contribution provides an insight into the procedure for processing and structuring experimental elastic modulus data (Young's modulus, E, shear modulus, G), which were determined using the resonance method for three different metallic materials [1]. The data were internally audited as BAM reference data. By reference data, we mean research data that have been measured (or simulated) to a particularly high standard and are well-documented concerning material processing, testing, and data evaluation. The datasets include information on processing routes and parameters, heat treatments, grain size, specimen dimensions, weight, and Young’s and shear modulus along with their measurement uncertainty. The processing routes and measuring methods are described in detail. The data structure is shown in Fig. 1. The datasets were generated in an accredited testing lab and are hosted in the open data repository Zenodo [2-4]. The comprehensive documentation of the metadata, which is linked to the intended usages of the dataset, and the sharing in a machine-readable structured format in an open repository represents an important step towards fulfilling the FAIR (Findability, Accessibility, Interoperability, Reusable) principles. The publication of a data descriptor article increases the visibility of the dataset in the targeted community. T2 - MSE2024 CY - Darmstadt, Germany DA - 24.09.2024 KW - Reference data KW - Young's modulus PY - 2024 AN - OPUS4-61144 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bäßler, Ralph T1 - Preliminary Study on Al2O3 Sol-Gel Coating for Corrosion Protection of Martensitic Stainless Steel in Artificial Geothermal Water N2 - Al2O3 coatings are often used as protective layers on steels against electrochemical and high-temperature corrosion because they are chemically inert and stable at elevated temperatures. This study presents preliminary work on the possibilities of using Al2O3 sol-gel coatings for corrosion protection of martensitic stainless steels in geothermal environments. Al2O3 sol-gel coatings were applied on UNS S42000, which is known to be susceptible to uniform and localized corrosion. The coated steel specimens were then tested in two types of artificial geothermal water, which simulate the geothermal fluids found in Sibayak (SBY), Indonesia, and North German Basin (NGB), Germany, respectively. SBY has pH 4 and 1.5 g/L of chloride ions, whereas NGB has a pH of 6 and 166 g/L of chloride ions. All experiments were carried out in autoclaves at 150 °C and 1 MPa under the deaerated condition. Evaluations were performed by investigating the surface profiles of both uncoated and coated steels before and after the corrosion test using a Laser Scanning Microscope (LSM) and Scanning Electron Microscope (SEM). Finally, Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) was performed to compare the corrosion resistance of Al2O3 coated steels in SBY and NGB solutions. It was observed from the corrosion test that Al2O3 coatings are more suitable for use in the geothermal water with a higher pH. T2 - AMPP Annual International Corrosion Conference 2021 CY - Online Meeting DA - 19.04.2021 KW - Protective coating KW - Sol-gel coating KW - Geothermal KW - Martensitic steel KW - Corrosion PY - 2021 AN - OPUS4-52500 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kuchenbecker, Petra T1 - Praktische Erfahrungen zur Granulometrie von Pulvern im Submikron- und Nanobereich N2 - Der Vortrag beleuchtet insbesondere die Herausforderungen die sich bei der Dispergierung der Nanopulver aufgrund der hohen Adhäsivkräfte ergeben. Die Bewertung der Probenpräparation ist nur indirekt zugänglich, aber essentiell für die Zuverlässigkeit der Messergebnisse. Anhand von Beispielen werden Lösungsvorschläge aufgezeigt. Der Vortrag schließt mit einem Vorschlag zur Strategie der Herangehensweise bei der Partikelgrößenbestimmung von Nanopulvern. T2 - Sitzung des Fachausschusses "Material- und Prozessdiagnostik" der Deutschen Keramischen Gesellschaft: Zuverlässige granulometrische Charakterisierung von Mikro- und Nanopulvern – Voraussetzung für optimierte Keramikwerkstoffe in der Energietechnik CY - Online meeting DA - 19.11.2020 KW - Nano-powder KW - particle size determination KW - dispersion KW - sample preparation PY - 2020 AN - OPUS4-51665 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mieller, Björn T1 - Practical breakdown voltage calculations using dielectric breakdown strength reference values N2 - Dielectric breakdown is a catastrophic failure of ceramic substrates and insulators. The use of dielectric breakdown strength (DBS) reference values for the dimensioning of such components is not straightforward, as the DBS depends on sample thickness and electrode area. This fact also hampers a valid comparison of data taken from different literature sources. Based on the empirically confirmed proportionality of DBS to the reciprocal square root of sample thickness and an approach to account for the influence of electrode area on the failure probability, a practical equation is derived to calculate the breakdown voltage for arbitrary sample thickness and electrode area from one set of DBS reference data. To validate the equation, the AC DBS of commercial alumina substrates with thicknesses ranging from 0.3 mm to 1.0 mm was performed using different printed electrodes with varying areas. The breakdown voltages comprise a range from 18 kV for thick samples to 8.5 kV for thin samples, resulting in DBS values from 17 kV/mm for 1.0 mm thick samples to 29 kV/mm for 0.3 mm thin samples, all made from the same material. The influence of electrode area is comparatively smaller. The results calculated with the proposed equation are in reasonable accordance with the measured data. Thus, the equation can be applied for a proper comparison of literature DBS data measured in different setups and for a reasonable estimation of breakdown voltages in DBS tests and applications based on reference data. T2 - Electroceramics Conference XVII CY - Online meeting DA - 24.08.2020 KW - Ceramics KW - Dielectric breakdown KW - Weibull distribution PY - 2020 AN - OPUS4-51151 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Meyer, Lena T1 - Powder based Additive Manufacturing in Space N2 - Abstract of the event: 'The area of New Space is a vastly growing and dynamic field with a high innovative potential and many exciting ideas. After decades where activities in space were dominated and funded mainly by governmental agencies, a new industry is forming and new business models are being developed around ideas like satellite-based internet, space travel, space mining, geo-monitoring etc. For space applications, lightweight design is crucial to keep the costs at a minimum. This Innovation Day will introduce the field of New Space and present the variety of exciting opportunities that arise for composites based on their excellent lightweight potential.' Another research area is now arising in the field of 3D printing or additive manufacturing of fiber composite materials in space. At the event, we presented on the opportunities and our experiences of using a powder based additive manufacturing process for in-space manufacturing applications. T2 - CU Innovation Day - New opportunities and applications in space with composites CY - Online meeting DA - 29.03.2022 KW - μ-gravity KW - In-space manufacturing KW - Additive manufacturing KW - Microgravity KW - Powder PY - 2022 AN - OPUS4-54559 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schönauer-Kamin, D. T1 - Powder Aerosol deposited (PAD) calcium cobaltite as textured p type thermoelectric material N2 - Oxide thermoelectric semiconducting materials like p-type calcium cobaltite Ca3Co4O9 are investigated as oxidation- and temperature-resistant thermoelectric materials for thermoelectric generators (TEGs). To realize TEGs in planar film technology, the powder aerosol deposition (PAD) method is emerging recently. PAD is a method to obtain dense ceramic films directly from the synthesized starting powders without a subsequent high temperature step. In the present work, Ca3Co4O9 (CCO) powders are processed by PAD to ceramic films at room temperature. The thermoelectric properties of the films (film thickness 10 – 20 µm) are characterized from room temperature to 900°C. Additionally, the layer morphology and texture of the films will be investigated. As result, the Seebeck coefficient of the CCO-PAD film is comparable to pressed and sintered CCO-bulk materials during the 1st heating cycle to 900°C. The morphology of the films after the thermal treatment shows strong aligned crystallites resulting in a strong texture of the films. The electrical conductivity increases strongly during the 1st heating cycle to 900°C and stays almost constant afterwards. Compared to CCO-bulks, the films provide higher electrical conductivity which could be explained by the oriented crystal growth in-plane direction of the film. The relationship between thermoelectric properties and layer morphology as a function of thermal annealing parameters will be further investigated. T2 - KERAMIK 2023 / 98. DKG-Jahrestagung CY - Jena, Germany DA - 27.03.2023 KW - Layer depostion KW - Texture KW - Heat treatment PY - 2023 AN - OPUS4-57285 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schilling, Markus T1 - PMD Workshop: Use and benefits of the PMDco N2 - This is an interactive workshop of the Plattform MaterialDigital (PMD) on Semantic Web technologies (SWT) where we delve into the world of ontology development and data structuring in the field of materials science and engineering (MSE). This workshop is designed to equip participants with essential skills in categorizing classes within ontologies, with a special emphasis on the PMD Core Ontology (PMDco). Discover the immense value of ontologies for MSE data reproducibility and reuse and harness the power of PMDco to foster your data management practices. In this workshop, you will explore the intricacies of class categorization when developing ontologies in the MSE domain. Through interactive discussions and hands-on exercises, you will learn effective techniques for structuring and organizing ontologies to enhance data retrieval and analysis. You will gain valuable insights into best practices and considerations for class categorization, aiming at optimal data organization and management within your MSE projects. One of the highlights of this workshop is the introduction to PMDco, a mid-level ontology in the field of MSE developed community-driven in the frame of the project PMD. Learn about PMDco, its underlying concepts, and its application in detail. Discover how PMDco provides a comprehensive framework for MSE data representation, enabling seamless integration and interoperability across different systems and platforms. In addition to exploring PMDco, this workshop will illustrate the benefits of data interoperability and SWT with respect to leveraging the full potential of MSE data. T2 - NFDI MatWerk Conference 2023 CY - Siegburg, Germany DA - 27.06.2023 KW - Workshop KW - Ontology KW - Plattform MaterialDigital KW - PMDco PY - 2023 AN - OPUS4-57802 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -