TY - JOUR A1 - Salzmann, Christoph A1 - Pellegrino, Francesco A1 - Hodoroaba, Vasile-Dan T1 - STEM-in-SEM versus SE-InLens-type-SEM as a Reliable Analytical Pair-Tool for Measurement of Nanoparticle Size and Shape Distribution N2 - Following points are addressed in this contribution: Advantages of correlative analysis in electron microscopy; Measurement principle of the different electron microscopy modes used; Presentation of the nanomaterials used for this study; Role of sample preparation; and, with particular description, the Sequence kV-variation with InLens SE & transmission SEM detection of the same field-of-view. KW - Nanoparticles KW - Electron microscopy KW - Metrology KW - Particle size distribution PY - 2024 DO - https://doi.org/10.1093/mam/ozae044.308 VL - 30 IS - Supplement_1 SP - 650 EP - 651 PB - Oxford University Press (OUP) AN - OPUS4-61042 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Salzmann, Christoph A1 - Heilmann, Maria A1 - Pellegrino, Francesco A1 - Durand, Bénédicte A1 - Taché, Olivier A1 - Zurutuza, Amaia A1 - Hodoroaba, Vasile-Dan T1 - Ongoing International Interlaboratory Comparisons on Size, Shape and (Relative) Concentration of Complex Nanoparticles under the Pre-Standardization Platform of VAMAS N2 - An overview with the basics of size and shape measurement of particles and 2D structures according to established methodologies (and popular imaging processing software packages) with imaging techniques is given. Main descriptors are explained based on case studies with ongoing interlaboratory comparisons under the pre-standardisation platform of VAMAS. KW - VAMAS KW - Interlaboratory comparison KW - Imaging KW - Size distribution KW - Particle concentration KW - 2D materials PY - 2024 DO - https://doi.org/10.1093/mam/ozae044.319 VL - 30 IS - Supplement 1 SP - 669 EP - 670 PB - Oxford University Press (OUP) AN - OPUS4-61183 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Sachse, René A1 - Kotil, Leyla A1 - Matjacic, Lidija A1 - McMahon, Greg A1 - Bernicke, Michael A1 - Bernsmeier, Denis A1 - Kraehnert, Ralph A1 - Hertwig, Andreas A1 - Hodoroaba, Vasile-Dan T1 - Morphological and Chemical Nanoscale Analysis of Mesoporous Mixed IrOx-TiOy Thin Films as Electrode Materials N2 - orous films play an important role particularly in energy applications like photovoltaics, electrolysis or batteries. Thin film properties such as thickness, chemical composition, crystallinity of the framework, and porosity define the activity of the porous films. The accurate morpho-chemical characterisation of mesoporous thin films is a challenging analytical task which requires the consideration of new analytical approaches based on the combination of data of different methods able to address the structure and chemical composition at the nanoscale. In this contribution we characterise thin mesoporous iridium-titanium mixed oxide film properties by Electron Probe Microanalysis (EPMA) with Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS) at an SEM applied in a dedicated “thin film analysis” approach (1). Thus, the film mass deposition, film thickness and the film density can be determined. Further, by dividing the measured film density to an assumed (theoretical) metal oxide framework (skeletal) density, the thin film porosity can be extracted, too. In order to assess the homogeneity of the thin film properties like the chemical composition, Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry (ToF-SIMS) and Auger Electron Spectrometry are applied in the depth profiling mode, so that possible in-depth gradients are detected. Lateral inhomogeneities in the chemical composition and structure of the thin mesoporous films are also identified by applying the same methods in the line-scan or mapping mode, which can be further combined with in-depth sputtering for 3D information. The role of the spatial resolution of the analytical methods considered, which can go down well below 100 nm, will be highlighted. KW - Mesoporous thin films KW - Imaging KW - TiO2 KW - Ir oxid KW - Auger electron spectroscopy KW - ToF-SIMS KW - SEM/EDX PY - 2024 DO - https://doi.org/10.1093/mam/ozae044.252 VL - 30 IS - Supplement 1 SP - 541 EP - 542 PB - Oxford University Press (OUP) AN - OPUS4-61185 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Rosen, Andrew S. A1 - Gallant, Max A1 - George, Janine A1 - Riebesell, Janosh A1 - Sahasrabuddhe, Hrushikesh A1 - Shen, Jimmy-Xuan A1 - Wen, Mingjian A1 - Evans, Matthew L. A1 - Petretto, Guido A1 - Waroquiers, David A1 - Rignanese, Gian-Marco A1 - Persson, Kristin A. A1 - Jain, Anubhav A1 - Ganose, Alex M. T1 - Jobflow: Computational Workflows Made Simple N2 - We present Jobflow, a domain-agnostic Python package for writing computational workflows tailored for high-throughput computing applications. With its simple decorator-based approach, functions and class methods can be transformed into compute jobs that can be stitched together into complex workflows. Jobflow fully supports dynamic workflows where the full acyclic graph of compute jobs is not known until runtime, such as compute jobs that launch other jobs based on the results of previous steps in the workflow. The results of all Jobflow compute jobs can be easily stored in a variety of filesystem- and cloud-based databases without the data storage process being part of the underlying workflow logic itself. Jobflow has been intentionally designed to be fully independent of the choice of workflow manager used to dispatch the calculations on remote computing resources. At the time of writing, Jobflow workflows can be executed either locally or across distributed compute environments via an adapter to the FireWorks package, and Jobflow fully supports the integration of additional workflow execution adapters in the future. KW - Automation KW - Workflow KW - Computational Materials Science KW - Computations KW - Software PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-593104 DO - https://doi.org/10.21105/joss.05995 VL - 9 IS - 93 SP - 1 EP - 7 PB - The Open Journal AN - OPUS4-59310 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Naik, Aakash A1 - Ueltzen, Katharina A1 - Ertural, Christina A1 - Jackson, Adam J. A1 - George, Janine T1 - LobsterPy: A package to automatically analyze LOBSTERruns N2 - The LOBSTER (Deringer et al., 2011;Maintz et al., 2013 ,2016 ;Nelson et al., 2020 ) software aids in extracting quantum-chemical bonding information from materials by projecting the plane-wave based wave functions from density functional theory (DFT) onto an atomic orbital basis. LobsterEnv, a module implemented in pymatgen (Ong et al., 2013) by some of the authors of this package, facilitates the use of quantum-chemical bonding information obtained from LOBSTER calculations to identify neighbors and coordination environments. LobsterPy is a Python package that offers a set of convenient tools to further analyze and summarize the LobsterEnv outputs in the form of JSONs that are easy to interpret and process. These tools enable the estimation of (anti) bonding contributions, generation of textual descriptions, and visualization of LOBSTER computation results. Since its first release, both LobsterPy and LobsterEnv capabilities have been extended significantly. Unlike earlier versions, which could only automatically analyze Crystal Orbital Hamilton Populations (COHPs) (Dronskowski & Blöchl, 1993), both can now also analyze Crystal Orbital Overlap Populations (COOP) (Hughbanks & Hoffmann, 1983) and Crystal Orbital Bond Index (COBI) (Müller et al., 2021). Extracting the information about the most important orbitals contributing to the bonds is optional, and users can enable it as needed. Additionally, bonding-based features for machinelearning (ML) studies can be engineered via the sub-packages “featurize” and “structuregraphs”. Alongside its Python interface, it also provides an easy-to-use command line interface (CLI) that runs automatic analysis of the computations and generates a summary of results and publication-ready figures. LobsterPy has been used to produce the results in Ngo et al. (2023), Chen et al. (2024), Naik et al. (2023), and it is also part of Atomate2 (2023) bonding analysis workflow for generating bonding analysis data in a format compatible with the Materials Project (Jain et al., 2013) API. KW - Materials Science KW - Automation KW - Bonding Analysis KW - Materials Properties PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-595809 DO - https://doi.org/10.21105/joss.06286 VL - 9 IS - 94 SP - 1 EP - 4 PB - The Open Journal AN - OPUS4-59580 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Mrkwitschka, Paul A1 - Abram, Sarah-Luise A1 - Rühle, Bastian A1 - Hodoroaba, Vasile-Dan T1 - Understanding Correlative Electron Microscopy Imaging with SEM, STEM-in-SEM and TEM for the Accurate Characterization of Size and Shape of Iron Oxide Nanoparticles N2 - The recently certified reference material (CRM) BAM-N012 as cubical iron oxide FeOx nanoparticles (NPs) of 8 nm area equivalent square edge length (ESL) and the RM candidate BAM-N013 as nearly spherical NPs of 22 nm size were analyzed in detail by electron microscopy (EM). For the metrological characterization with SEM, STEM in SEM and TEM, the understanding of the imaging contrasts and sensitivities, and the correct interpretation of the (art)effects which are inherent to each detection mode is necessary. The same sample areas with NPs deposited on a TEM grid were analyzed by two SEM acquisition modes, i. e. SE InLens and STEM in SEM using a dedicated transmission sample holder, and further, correlatively, analyzed with TEM. With increasing kV, SE InLens shows increasing particle size (unless overcharging at the particle boundaries is filtered), as a known effect. For STEM-in-SEM the particle size decreases significantly and individual particles are identified easier (at 2 kV only a few single particles can be detected automatically). ❑ Documentation of the sample preparation and measurement conditions (including optimization process) is important for reproducibility. ❑ Plasma cleaning, analysis in the transmission mode at SEM is recommended for FeOx NPs. ❑ Selection of the threshold algorithm can significantly alter the reported ECD. KW - Nanoparticles KW - Iron oxide KW - Electron microscopy KW - Reference materials KW - Particle size distribution KW - Imaging PY - 2024 DO - https://doi.org/10.1093/mam/ozae044.339 VL - 30 IS - Supplement_1 SP - 710 EP - 711 PB - Oxford University Press (OUP) AN - OPUS4-61007 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Mohring, Wencke A1 - Karafiludis, Stephanos A1 - Manzoni, Anna Maria A1 - Laplanche, G. A1 - Schneider, M. A1 - Stephan-Scherb, Christiane T1 - High-Temperature Corrosion of High- and Medium-Entropy Alloys CrMnFeCoNi and CrCoNi Exposed to a Multi-Oxidant Atmosphere H2O–O2–SO2 N2 - AbstractThe high-temperature corrosion behaviors of the equimolar CrCoNi medium-entropy alloy and CrMnFeCoNi high-entropy alloy were studied in a gas atmosphere consisting of a volumetric mixture of 10% H2O, 2% O2, 0.5% SO2, and 87.5% Ar at 800 °C for up to 96 h. Both alloys were initially single-phase fcc with a mean grain size of ~ 50 μm and a homogeneous chemical composition. The oxide layer thickness of CrMnFeCoNi increased linearly with exposure time while it remained constant at ~ 1 μm for CrCoNi. A Cr2O3 layer and minor amounts of (Co,Ni)Cr2O4 developed on the latter while three oxide layers were detected on the former, i.e., a thin and continuous chromium rich oxide layer at the oxide/alloy interface, a dense (Mn,Cr)3O4 layer in the center and a thick and porous layer of Mn3O4 and MnSO4 at the gas/oxide interface. Additionally, a few metal sulfides were observed in the CrMnFeCoNi matrix. These results were found to be in reasonable agreement with thermodynamic calculations. KW - high entropy alloys KW - corrosion KW - oxidation KW - scanning electron microscopy KW - sulfidation KW - CrMnFeCoNi PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-594189 DO - https://doi.org/10.1007/s44210-023-00026-8 SP - 1 EP - 17 PB - Springer Science and Business Media LLC AN - OPUS4-59418 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kittner, Maria A1 - Kalbe, Ute A1 - Altmann, Korinna T1 - Freisetzung von Mikroplastik aus Sportböden N2 - Die Europäische Kommission hat 2023 ein Verbot zum bewussten Austrag von Mikroplastik (MP) in die Umwelt beschlossen, das auch für die Verwendung von synthetischen Gummi-Granulaten (v. a. EPDM) in Sportböden gilt. In Deutschland gibt es laut DFB ca. 5100 Kunstrasenplätze. In der EU beläuft sich die Anzahl laut ECHA auf 13,000 Kunstrasen- und 47,000 Bolzplätze, Tendenz steigend. Das Hauptziel des Projektes ist daher, eine Massenbilanz für die Freisetzung von MP zu erstellen, um so eine Schätzung des MP-Austrags pro Kunstrasenplatz und Jahr zu ermöglichen. Dafür werden die MP-Emissionen von drei Kunstrasenszenarien in verschiedenen Zuständen (ungealtert, künstlich gealtert und in Echtzeit gealtert) verglichen: die Vergangenheit (Kunstrasen: fossilbasiert, EPDM-Füllung), die Gegenwart (der in Europa am häufigsten installierte Rasen) und die Zukunft (Rasen mit recycelten Grasfasern, keine synthetische Füllung sondern z.B. Quarzsand oder Korkschrott). Dazu werden fabrikneue Kunststoffrasen und EPDM-Granulat unter Laborbedingungen beschleunigt gealtert, um die Freiland-Beanspruchung eines Kunststoffrasens in circa 15 Jahren abzubilden. Die Verwendung spezieller Mikrofiltertiegel in Lysimeter-Experimenten ermöglicht die Abschätzung der Partikelgrößen des emittierten MP, was eine Grundbedingung für die Bewertung einer potenziellen Gesundheitsgefährdung für Menschen ist. Ergänzend werden weitere umweltrelevante Schadstoffausträge aus den Kunststoffrasen quantifiziert und so mögliche Transportpfade überprüft. Um in Zukunft den Anforderungen des Kreislaufwirtschaftsgesetzes zu entsprechen, sollen in diesem Projekt zudem Erkenntnisse zur Rückführbarkeit von Gummi-Granulaten und Altrasen in den Rohstoffkreislauf gewonnen werden KW - Mikroplastik KW - TED-GC/MS KW - Kunststoffrasen KW - PAK KW - Schwermetalle PY - 2024 UR - https://www.zukunftbau.de/neue-meldung/zukunft-bau-journal-2024 SP - 9 EP - 9 PB - Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR) CY - Bonn AN - OPUS4-61823 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Bäßler, Ralph A1 - Amela Keserović, Amela A1 - Sobetzki, Joana A1 - Sarmiento Klapper, Helmuth A1 - Dimper, Matthias T1 - Geeignete Werkstoffe für Geothermieanwendungen (2) N2 - Durch Auslagerungs- und elektrochemische Tests im Labor kann das Korrosionsverhalten verschiedener metallener Werkstoffe beurteilt werden. Aus den Versuchsergebnissen, die in verschiedenen synthetischen Geothermalwässern im Labor erzielt wurden, lassen sich die folgenden Schlussfolgerungen ziehen: • Die Anfälligkeit für Spaltkorrosion wurde als wichtigster Aspekt für die Werkstoffqualifizierung ermittelt. • Der niedriglegierte Stahl 25CrMo4 zeigte bei niedrigem Salzgehalt in MB-Geothermalwasser eine gleichmäßige Korrosion unterhalb der akzeptierten Schwelle von 0,3 mm/Jahr. Daher kann er als geeignet für geothermische Bedingungen mit niedrigem Salzgehalt angesehen werden, wie sie für MB getestet wurden. Es besteht keine Notwendigkeit, auf höherlegierte (teurere) Werkstoffe auszuweichen. Ein niedrigerer pH-Wert (wie bei LHD) führt zu Korrosionsraten oberhalb der akzeptablen Grenzwerte, so dass die niedriglegierten Werkstoffe nicht für Flüssigkeiten mit niedrigem pH-Wert geeignet sind. • Stark salzhaltige Geothermalwässer erfordern höherlegierte Werkstoffe, da die Korrosionsrate von niedriglegiertem Stahl zu hoch ist. • Der Duplexstahl X2CrNiMo22-5-3 und der Superduplexstahl X2CrNiMoCuWN25-7-4 wurden aufgrund ihrer kritischen Anfälligkeit für örtliche Korrosion in Form von Loch- und Spaltkorrosion unter Betriebsbedingungen nicht als geeignet für geothermische Anwendungen in Geothermalwässern mit einer mit NDB und ORG vergleichbaren Zusammensetzung angesehen. • Der superaustenitische Stahl X1CrNiMoCu32-28-7 eignet sich für ORG und salzarme Wässer. In NDB-Geothermalwasser wurde er bei 100 °C als geeignet angesehen. Jedoch schränkt seine Anfälligkeit für Spaltkorrosion seine Anwendbarkeit ein. Neben seiner guten Korrosionsbeständigkeit ist sein Repassivierungsverhalten für seine begrenzte Anwendbarkeit in Geothermalwässern mit niedrigem pH-Wert verantwortlich. • Die Nickelbasislegierung NiCr23Mo16Al wurde als geeignet erachtet und stellt eine sichere Option für den Einsatz in geothermischen Anlagen dar, selbst wenn mit stark salzhaltigem Geothermalwasser gearbeitet wird. KW - Geothermie KW - Korrosion KW - Legierungen KW - Anlagensicherheit PY - 2024 SN - 0016-4232 VL - 2024 IS - 3 SP - 370 EP - 374 PB - Eugen G. Leuze Verlag CY - Bad Saulgau AN - OPUS4-59997 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Bäßler, Ralph A1 - Amela Keserović, Amela A1 - Sobetzki, Joana A1 - Sarmiento Klapper, Helmuth A1 - Dimper, Matthias T1 - Geeignete Werkstoffe für Geothermieanwendungen (1) N2 - Durch Auslagerungs- und elektrochemische Tests im Labor kann das Korrosionsverhalten verschiedener metallener Werkstoffe beurteilt werden. Aus den Versuchsergebnissen, die in verschiedenen synthetischen Geothermalwässern im Labor erzielt wurden, lassen sich die folgenden Schlussfolgerungen ziehen: • Die Anfälligkeit für Spaltkorrosion wurde als wichtigster Aspekt für die Werkstoffqualifizierung ermittelt. • Der niedriglegierte Stahl 25CrMo4 zeigte bei niedrigem Salzgehalt in MB-Geothermalwasser eine gleichmäßige Korrosion unterhalb der akzeptierten Schwelle von 0,3 mm/Jahr. Daher kann er als geeignet für geothermische Bedingungen mit niedrigem Salzgehalt angesehen werden, wie sie für MB getestet wurden. Es besteht keine Notwendigkeit, auf höherlegierte (teurere) Werkstoffe auszuweichen. Ein niedrigerer pH-Wert (wie bei LHD) führt zu Korrosionsraten oberhalb der akzeptablen Grenzwerte, so dass die niedriglegierten Werkstoffe nicht für Flüssigkeiten mit niedrigem pH-Wert geeignet sind. • Stark salzhaltige Geothermalwässer erfordern höherlegierte Werkstoffe, da die Korrosionsrate von niedriglegiertem Stahl zu hoch ist. • Der Duplexstahl X2CrNiMo22-5-3 und der Superduplexstahl X2CrNiMoCuWN25-7-4 wurden aufgrund ihrer kritischen Anfälligkeit für örtliche Korrosion in Form von Loch- und Spaltkorrosion unter Betriebsbedingungen nicht als geeignet für geothermische Anwendungen in Geothermalwässern mit einer mit NDB und ORG vergleichbaren Zusammensetzung angesehen. • Der superaustenitische Stahl X1CrNiMoCu32-28-7 eignet sich für ORG und salzarme Wässer. In NDB-Geothermalwasser wurde er bei 100 °C als geeignet angesehen. Jedoch schränkt seine Anfälligkeit für Spaltkorrosion seine Anwendbarkeit ein. Neben seiner guten Korrosionsbeständigkeit ist sein Repassivierungsverhalten für seine begrenzte Anwendbarkeit in Geothermalwässern mit niedrigem pH-Wert verantwortlich. • Die Nickelbasislegierung NiCr23Mo16Al wurde als geeignet erachtet und stellt eine sichere Option für den Einsatz in geothermischen Anlagen dar, selbst wenn mit stark salzhaltigem Geothermalwasser gearbeitet wird. KW - Geothermie KW - Korrosion KW - Legierungen KW - Anlagensicherheit PY - 2024 SN - 0016-4232 VL - 2024 IS - 2 SP - 240 EP - 243 PB - Eugen G. Leuze Verlag CY - Bad Saulgau AN - OPUS4-59996 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -