TY - CONF A1 - Reetz, U. A1 - Lerche, D. A1 - Hielscher-Hofinger, Stefan A1 - Kubitzki, Jan A1 - Beck, Uwe T1 - Load- and path-controlled determination of bonding strength of butt joints - Comparison between tensile testing machine and centrifuge technology N2 - The round robin test proves that the CAT-Technology provides statistically indistinguishable test results compared to TTM. A supplement to DIN EN 15870 taking into account CAT-Technology (with reference to equivalent increases of load and displacement) as second normative test method appears to make sense. A presentation of a revision proposal at CEN TC 193 has been introduced with the decision to conduct a survey using the unchanged German revision proposal. T2 - EURADH 2021 - 13 th European Adhesion Conference CY - Online meeting DA - 11.10.2021 KW - CAT – Technology KW - Tensile testing machine (TTM) KW - Round robin test KW - Validation PY - 2021 AN - OPUS4-53948 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Frisch, M. A1 - Raza, M. H. A1 - Ye, M.-Y. A1 - Sachse, René A1 - Paul, B. A1 - Gunder, R. A1 - Pinna, N. A1 - Kraehnert, R. T1 - ALD-coated mesoporous iridium-titanium mixed oxides: Maximizing iridium utilization for an outstanding OER performance N2 - With the increasing production of renewable energy and concomitant depletion of fossil resources, the demand for efficient water splitting electrocatalysts continues to grow. Iridium (Ir) and iridium oxides (IrOₓ) are currently the most promising candidates for an efficient oxygen evolution reaction (OER) in acidic medium, which remains the bottleneck in water electrolysis. Yet, the extremely high costs for Ir hamper a widespread production of hydrogen (H₂) on an industrial scale. Herein, the authors report a concept for the synthesis of electrode coatings with template-controlled mesoporosity surface-modified with highly active Ir species. The improved utilization of noble metal species relies on the synthesis of soft-templated metal oxide supports and a subsequent shape-conformal deposition of Ir species via atomic layer deposition (ALD) at two different reaction temperatures. The study reveals that a minimum Ir content in the mesoporous titania-based support is mandatory to provide a sufficient electrical bulk conductivity. After ALD, a significantly enhanced OER activity results in dependency of the ALD cycle number and temperature. The most active developed electrocatalyst film achieves an outstanding mass-specific activity of 2622 mA mg(Ir)⁻¹ at 1.60 V(RHE) in a rotating-disc electrode (RDE) setup at 25 °C using 0.5 m H₂SO₄ as a supporting electrolyte. KW - Acidic oxygen evolution reaction KW - Atomic layer deposition KW - Electrocatalysis KW - Iridium oxide KW - Soft-templated mesoporous films PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-542651 DO - https://doi.org/10.1002/admi.202102035 SN - 2196-7350 SP - 1 EP - 11 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim AN - OPUS4-54265 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Reetz, U. A1 - Beck, Uwe A1 - Hielscher-Hofinger, Stefan A1 - Lerche, D. T1 - CAT -Technologie (CentrifugalAdhesionTesting) im Standardisierungsprozess N2 - Der DIN Ringversuch weist nach, dass die CAT Technologie zur ZPM Prüfung statistisch nicht unterscheidbare Prüfergebnisse liefert, so dass lediglich eine Ergänzung der DIN EN 15870 unter Berücksichtigung der CAT-Technologie (mit Bezug auf äquivalente Kraft und Weg zunahmen) als zweiter normativer Prüfmethode sinnvoll erscheint. Vorstellung des Revisionsvorschlages im CEN TC 193 am 08.04.2021 mit dem Beschluss, eine Umfrage unter Verwendung des unveränderten deutschen Revisionsvorschlages durchzuführen. T2 - SKZ-Expertenkreis „Kleben und Oberflächentechnik für Kunststoffe“ 2021 CY - Online meeting DA - 22.09.2021 KW - Centrifugal Adhesion Testing (CAT) KW - Zweistichproben t Test: (ZPM) KW - Ringversuch KW - Validierung KW - DIN EN 15870 PY - 2021 AN - OPUS4-53964 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Witt, Julia T1 - In situ Atomic Force Microscopy (AFM) studies of corrosion processes on thin film coated AA2024-T3 aluminium alloy surfaces N2 - The performance of functional coatings relies strongly on the stability of the polymer-metal interface. The increasing utilization of multi-material structures in the automotive and aerospace industry necessitates a fundamental understanding of the processes leading to interface degradation for the development of novel strategies to increase corrosion and delamination resistance. The aim of this project is to investigate the corrosion processes at the buried interface of thin film coated aluminium alloy AA2024-T3 under corrosive and coupled corrosive-mechanical load. A spin coating procedure was developed to synthesize epoxy-like coatings and their nanofiller loaded composites with controlled thickness by layer-by-layer deposition of poly[(o-cresyl glycidyl ether)-co-formaldehyde] and poly-(ethylenimine) bi-layers. Our results indicate that the incorporation of graphene into the epoxy-based coatings leads to the improvement of mechanical and barrier properties. Furthermore, the functional groups play important roles in the interfacial bonding between polymer matrix and the nanofillers. Atomic force microscopy (AFM) results indicate very homogeneous and dense films with a thickness of ~25 nm per bi-layer and the successful integration of the nanofillers into the composite coatings. Ellipsometry measurements of film thickness verified a proportional film growth with the number of deposited layers. The degradation and delamination behavior of the coating systems was characterized by means of in situ AFM corrosion experiments. Complementary energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) analysis was used to correlate the corrosion and delamination behavior with the different intermetallic particle chemistries and distributions. The presentation will summarize our results on the effect of coating composition and build-up on the local corrosion processes on thin film covered AA2024-T3 aluminium alloys. T2 - Eurocorr 2021 CY - Online meeting DA - 20.09.2021 KW - In situ AFM KW - Corrosion KW - Thin epoxy-based films PY - 2021 AN - OPUS4-54053 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lagleder, Michaela A1 - Netzband, Olivia A1 - Beck, Uwe A1 - Lange, Thorid T1 - Materialographische Untersuchungen an Bauteilen N2 - Eine Grundanforderung an Bauteile ist deren mechanische Integrität, die als Festigkeit (globale Bauteilbeanspruchung) bzw. Tragfestigkeit (lokale Beanspruchung) zu verstehen ist. Die Bauteilfestigkeit wird wesentlich durch das Materialgefüge bestimmt und kann über die Prüfung der Härte des Grundwerkstoffes lokal erfasst werden. Bei Bauteilverbindungen (z.B. Schweißnähte) ist zudem der Übergangsbereich zwischen den Fügeteilen von besonderem Interesse, bei Passungen oder Gleitlagern sind zudem geringe Rauheiten erforderlich, die oft durch mechanische Oberflächen-bearbeitung realisiert werden. Leichtbauweisen können sowohl über hochfeste Stahllegierungen bei geringem Materialeinsatz als auch über Aluminiumlegierungen realisiert werden. Für unterschied-liche Grundwerkstoffe (X2CrNiMo18-14-3, Co-Cr-W-Ni, AlSi10Mg, X5CrNi1810, ferritische Schweiß-nähte) werden an Quer- und Oberflächenschliffen Änderungen im Gefüge, morphologische Besonderheiten, Härteverläufe sowie Änderungen in den Rauheitskennwerten betrachtet, wie sie im Ergebnis mechanischer Oberflächenbearbeitung, bedingt durch den Herstellungsprozess, die Beanspruchung oder den Fügeprozess auftreten. Zur Validierung der Härtebestimmung wurde ein Laborvergleichsversuch an einer MPA-zertifizierten Härtevergleichsplatte und einer 100Cr6 Referenzprobe durchgeführt, den drei bzw. fünf der insgesamt fünf Teilnehmer bestanden. T2 - 55. Materialographie-Tagung CY - Online meeting DA - 29.09.2021 KW - Gleitlinien KW - Rauheit KW - Härteverlauf Schweißnaht KW - Laborvergleich Härte KW - Aluminium PY - 2021 AN - OPUS4-53503 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Netzband, Olivia A1 - Lagleder, Michaela A1 - Beck, Uwe T1 - Materialographische Untersuchungen an Funktionsschichten N2 - Oberflächenmodifizierte Grundwerkstoffe, insbesondere solche mit funktionellen Schichten, sind in unterschiedlichsten Branchen und Anwendungen anzutreffen. Es werden Quer- und Kalottenschliffe von Einfach- und Mehrschichtsystemen mit Beispielen aus dem Bereich des Korrosions- und Verschleißschutzes sowie dekorativer Anwendungen auf unterschiedlichsten Grundwerkstoffen (X5CrNi1810 Stahl, 100Cr6 Stahl, Hartmetall, ABS und Pappe) vorgestellt. Ebenso vielfältig wie die Grundwerkstoffe sind die Oberflächenmodifizierungen mit Funktionsschichten auf Basis von Nitrierungen, Hartstoffen, diamantähnlichem Kohlenstoff, Metallisierungen und Lackschichten mit Interferenzpigmenten. Neben der Identifikation von Schichtdefekten gilt das Hauptaugenmerk der materialographischen Analyse der Erfüllung der Schichtdickenspezifikation und der Bewertung der Homogenität der Schichtdicke auch bei kritischen Geometrien. Zur Validierung der Schichtdicken- bzw. Längenbestimmung im Querschliff wurde ein Laborvergleichsversuch mit einem Nickel-beschichteten Kupferdraht durchgeführt, den alle der 10 Teilnehmer bestanden. T2 - 55. Materialographie-Tagung CY - Online meeting DA - 29.09.2021 KW - Metallographie KW - Schichtdicken KW - Korrosion KW - Kalottenverfahren PY - 2021 AN - OPUS4-53504 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Florian, Camilo A1 - Fischer, Daniel A1 - Freiberg, K. A1 - Duwe, M. A1 - Sahre, Mario A1 - Schneider, S. A1 - Hertwig, Andreas A1 - Krüger, Jörg A1 - Rettenmayr, M. A1 - Beck, Uwe A1 - Undisz, A. A1 - Bonse, Jörn T1 - Silicon surface amorphization and re-crystallization via single femtosecond laser pulses N2 - Silicon is the material responsible for most of the technological developments during the past century, making it one of the most studied materials along different disciplines. However, there are still unturned stones regarding its superficial re-solidification after femtosecond laser-induced local melting. In this presentation, we report irradiation experiments with single femtosecond pulses (790 nm, 30 fs) with a spatially Gaussian distribution on two different types of silicon with orientations <111> and <100>. The surface modifications were studied in detail via different techniques, including optical microscopy, atomic force microscopy, spectroscopic imaging ellipsometry, energy dispersive X-ray spectroscopy and high-resolution transmission electron microscopy. We quantitatively estimate the resulting radial amorphous layer depth profiles with maximum thicknesses around some tenths of nanometers for fluences in between the melting and ablation thresholds. In particular, spectroscopic imaging ellipsometry (SIE) allowed fast data acquisition using multiple wavelengths to provide experimental measurements for calculating the nanometric radial amorphous layer thickness profiles with micrometric lateral resolution based on a thin-film layer model. SIE proved to be capable of detecting and measuring nanometric structural and chemical modifications (oxidation) on the studied laser spots. The accuracy of the SIE-based calculations is verified experimentally by characterizing an in-depth material lamella via high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM) and energy dispersive X-ray spectroscopy (STEM-EDX). For completeness, we present a mathematical modelling for the melt layer thickness considering different optical absorption processes including one photon absorption, two photon absorption and free-carrier absorption, highlighting the relevance of the latter one in the femtosecond laser-induced melting of silicon. T2 - 28th International Conference on Advanced Laser Technologies (ALT'21) CY - Online meeting DA - 06.09.2021 KW - Silicon KW - Femtosecond laser KW - Phase transitions KW - Spectroscopic imaging ellipsometry KW - Transmission electron microscopy PY - 2021 AN - OPUS4-53235 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Beck, Uwe A1 - Ermilova, Elena A1 - Schneider, S. A1 - Peters, S. T1 - Gemeinsamer Abschlussbericht WIPANO-Vorhaben „Standardisierung und Normung der Ellipsometrie als universeller Spektroskopie“ N2 - Im Vorhaben SNELLIUS wurden in enger Zusammenarbeit der BAM mit den Firmen Accurion und SENTECH Instruments aufbauend auf der Norm DIN 50989-1 „Ellipsometrie - Teil 1: Grundlagen; Ellipsometry – Part 1: Principles“ insgesamt fünf Normenentwürfe erarbeitet, die fünf Modell-basierten Anwendungsfällen der Ellipsometrie entsprechen. Unter Berücksichtigung des neuartigen Modell-basierten Normungskonzepts wurde in den Normenentwürfen erstmals eine GUM- und DIN EN ISO/IEC 17025:2018 konforme Bestimmung bzw. Abschätzung der Messunsicherheit umgesetzt. Dies erforderte neben der textlichen Erstellung auch umfangreiche experimentelle Arbeiten bei den Firmen, Vergleichsversuche und komplementäre Modell- und Datenevaluierungen, da sowohl die verwendete ellipsometrische Hardware (unterschiedliche ellipsometrische Funktionsprinzipien) als auch die ellipsometrische Software (Modell-Randbedingungen, Fitalgorithmus) firmenspezifisch zum Teil sehr unterschiedlich sind. Hierbei mussten in einem Konsensprozess Lösungen gefunden werden, die die beiden deutschen Ellipsometer-Anbieter Accurion (Imaging-Ellipsometrie) und SENTECH Instruments (Mapping Ellipsometrie) gleichermaßen akzeptieren konnten und die zudem einen Transfer auf die Internationale Ebene (ISO Norm) ermöglichen, also vom Grundsatz her auch auf weitere Ellipsometerhersteller wie (J. A. Woollam Co., USA; SEMILAB, Ungarn; HORIBA, Japan) mit wieder anderen ellipsometrischen Funktionsprinzipien, Hard- und Softwarelösungen anwendbar sind. Die weitgehende Unabhängigkeit von ellipsometrischen Funktionsprinzipien, Hard- und Softwarelösungen wurde dadurch erreicht, dass normativ festgelegt wurde, dass die ellipsometrischen Größen PSI und DELTA im Sinne von DIN ENISO/IEC 17025 als Rohdaten fungieren. KW - Ellipsometrie-Norm KW - Messunsicherheit ellipsometrischer Messungen KW - Validierungskonzepte ellipsometrischer Messungen KW - DIN 50989, Teile 1 bis 6 KW - DIN EN ISO/IEC 17025:2018 und GUM Kompatibilität PY - 2021 SP - 1 EP - 16 AN - OPUS4-52857 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Beck, Uwe A1 - Hielscher-Hofinger, Stefan A1 - Lerche, D. A1 - Reetz, U. T1 - Vorhaben ZENSUS, BAM Vh-Nr. 6768 „Zentrifugentechnologie zur statistischen Untersuchung von Stumpfklebungen“ N2 - Das Vorhaben ZENSUS beschäftigt sich mit der Erstellung eines Normenentwurfs bzw. einer normen-konformen Technischen Spezifikation für die Zentrifugen-basierte Prüfung der Klebfestigkeit von Stumpfklebungen. Das umfasst auch umfangreiche Validierungsversuche, um mögliche Unterschiede zwischen Kraft-gesteuerter (Zentrifuge) und Weg-gesteuerter (Zugprüfmaschine) bzw. ggf. dazu korrelierte Materialabhängigkeiten mit ihren Auswirkungen auf SOPs zu identifizieren. Die Zentri-fugen-basierte Mehr-Proben-Prüfung von bis zu 8 Klebverbunden wird im Weiteren mit CAT-Technologie („Centrifugal Adhesion Testing“) abgekürzt. KW - Klebfestigkeit von Stumpfklebungen KW - EN 15870 KW - Centrifugal Adhesion Testing (CAT) Technologie KW - Zugprüfung mittels Zugprüfmaschine KW - Zugprüfung mittels Zentrifugentechnologie PY - 2021 SP - 1 EP - 28 AN - OPUS4-52858 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beck, Uwe A1 - Mitzkus, Anja A1 - Sahre, Mario A1 - Lange, Thorid A1 - Weise, Matthias A1 - Bartholmai, Matthias A1 - Schukar, Vivien A1 - Basedau, Frank A1 - Hofman, Detlef A1 - Köppe, Enrico T1 - From on line sensor validation to in-situ monitoring of layer growth: coatings around fibre bragg gratings N2 - The lack of on-line validation procedures for structure-embedded fiber-optical strain sensors, in particular fiber-Bragg-gratings (FBG), resulted in limited applications in structural health monitoring (SHM). Degradation under service conditions and ageing as a result of climatic influences or delamination under load were unsolved Validation issues. This could be overcome by means of an auto-diagnosis procedure based on FBG-sensors coated by electrochemical deposition (ECD) with a magnetostrictive NiFe-coating on top of an adhesive Cu/Cr adhesive layer deposited by physical vapour deposition (PVD) around the FBG strain sensor. This allows at any time under Service a validation of sensor functionality, stability, and reliability. For this purpose, a magnetic strain-proportional reference field is introduced. The optical read-out is realized by the measurement of the Bragg-wavelength shift. The ratio of resulting strain and exciting magnetic reference field should be constant given that the sensor is in proper function. In principle, the magnetostrictive coating around the FBG should also work as on-line magnetic field sensor and other applications in material science. One of these applications is the in-situ monitoring of ECD processes as the deposition of the ECD NiFe-layer on the FBG revealed. Challenges are the monitoring of temperature, deposition stages/thickness, and resulting mechanical stress under given plating conditions. Monitoring problems can be solved by applying a pre-coated FBG to the electrolytic process as the shift of the Bragg wavelength is affected by both the temperature of the electrolyte near the substrate and the stress formation in the growing layer. The experimental FBG set-up and the quantitative determination of temperature- and stress-related strain are described for a nickeliron electrolyte. The in-situ measurement of Bragg wavelength shifts of a pre-coated FBG during electrochemical deposition allows a detailed analysis of stress states due to changes in the growth morphology of the layer. The separation of mechanical and thermal contributions to this shift provides information on the individual Deposition processes in terms of a process fingerprint. T2 - ICMCTF 2021 San Diego/on-line CY - Online meeting DA - 28.04.2021 KW - Fiber- Bragg-gratings (FBG) KW - Physical vapour deposition (PVD) KW - Electrochemical deposition (ECD) KW - Magnetostrictive coating KW - ECD NiFe-layer PY - 2021 AN - OPUS4-52898 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -