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 - TY - CONF A1 - Beck, Uwe A1 - Windhövel, U. A1 - Hielscher-Hofinger, Stefan A1 - Lerche, D. A1 - Reetz, U. T1 - Proposal for revision of en 15870 „Adhesives determination of tensile strength of butt joints” N2 - The paper addresses the PROPOSAL FOR REVISION OF EN 15870 „ADHESIVES -DETERMINATION OF TENSILE STRENGTH OF BUTT JOINTS” “ and the follow points are discussed in more detail: Adhesives-Determination of tensile strength of butt joints, Introduction of Centrifugal Adhesion Testing, Comparison of Testing Methods. T2 - CEN TC 193 Madrid CY - Online meeting DA - 04.03.2021 KW - Centrifugal Adhesion Testing (CAT) KW - DIN EN ISO/IEC 17025 KW - Adhesives - Determination PY - 2021 AN - OPUS4-52900 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beck, Uwe A1 - Mitzkus, Anja A1 - Sahre, Mario A1 - Weise, Matthias A1 - Köppe, Enrico A1 - Bartholmai, Matthias A1 - Basedau, Frank A1 - Hofmann, Detlef A1 - Schukar, Vivien T1 - Faser-basierter magneto-optischer Schicht-Sensor zum Monitoring von Bauteilen N2 - In Glasfasern eingeschriebene Bragg-Gitter (FBG: fibre-based Bragg gratings) sind über die Verschiebung der Bragg-Wellenlänge in der Lage, Stauchungen und Dehnungen von Glasfasern hochgenau zu erfassen. In Kompositwerkstoffe eingebettete faseroptische Sensoren können Bauteile bezüglich ihrer mechanischen Integrität überwachen und früh-zeitig Informationen über Materialveränderungen gewinnen. Um die Zuverlässigkeit eines solchen Sensors zu gewährleisten, ist es wichtig, die korrekte Funktion des Sensors im Verbund mit der Werkstoff-Matrix on-line und in-situ sicherzu-stellen. Im Rahmen des DFG-Projekts FAMOS² (FAser-basierter Magneto-Optischer SchichtSensor) wurde ein selbstdiagnosefähiger Schichtsensor entwickelt, der mit Hilfe von magnetostriktiven Aktorschichten aus Nickel bzw. Eisen-Nickel validiert werden kann. Der FAMOS²-Schichtsensor wird durch ein PVD (physical vapour deposition)/ECD (electro-chemical deposition) Hybridschichtsystem realisiert, das auf dem Fasermantel im Bereich des FBG haftfest, homogen und langzeitfunktional abzuscheiden ist. Dabei wird in einem ersten Schritt ein etwa 100 Nanometer dünnes PVD-Schichtsystem aus Chrom und Kupfer als Haftvermittler auf der Glasfaser bzw. als leitfähige Startschicht für den nachfolgenden ECD-Prozess abgeschieden. Um eine rotationssymmetrische Schich-tabscheidung zu gewährleisten, erfolgt während der PVD-Beschichtung eine Rotation der Glasfasern. In einem zweiten Schritt wird dann unter Verwendung eines klassischen Watts-Elektrolyten in einer speziell entwickelten ebenfalls rotationssymmetrisch aufgebau-ten ECD-Durchströmungszelle dann die etwa 30 Mikrometer dicke, magnetostriktive Ak-torschicht auf dem PVD-Schichtsystem abgeschieden, im Vergleich sowohl reine Nickel-Schichten als auch Nickel-Eisen-Schichten. Ein äußeres Magnetfeld dehnt die magnetostriktive Aktorschicht und damit auch die Faser reversibel. Diese Dehnung führt zu einer Verschiebung der Bragg-Wellenlänge, welche direkt mit der Stärke eines zu messenden oder zu Validierungszwecken vorgegebenen Magnetfeldes korreliert. Die Anpassung der Beschichtungsverfahren an die Fasergeome-trie und die mechanischen Eigenschaften der Hybridschichten werden hinsichtlich der me-chanischen Integrität des faseroptischen Sensors diskutiert und der Nachweis der Selbst-diagnosefähigkeit erbracht. T2 - 13. ThGOT Thementage Grenz- und Oberflächentechnik und 11. Thüringer Biomaterial-Kolloquium CY - Zeulenroda, Germany DA - 13.03.2018 KW - Magneto-optischer Sensor KW - Faser-Bragg Gitter KW - Magnetostriktive Beschichtung KW - Selbstkalibrierung KW - Bauteilmonitoring PY - 2018 AN - OPUS4-44598 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beck, Uwe A1 - Mitzkus, Anja A1 - Sahre, Mario A1 - Weise, Matthias A1 - Köppe, Enrico A1 - Bartholmai, Matthias A1 - Basedau, Frank A1 - Hofmann, Detlef A1 - Schukar, Vivien T1 - Faser-basierter magneto-optischer Schicht-Sensor zum Monitoring von Bauteilen N2 - In Glasfasern eingeschriebene Bragg-Gitter (FBG: fibre-based Bragg gratings) sind über die Verschiebung der Bragg-Wellenlänge in der Lage, Stauchungen und Dehnungen von Glasfasern hochgenau zu erfassen. In Kompositwerkstoffe eingebettete faseroptische Sensoren können Bauteile bezüglich ihrer mechanischen Integrität überwachen und früh-zeitig Informationen über Materialveränderungen gewinnen. Um die Zuverlässigkeit eines solchen Sensors zu gewährleisten, ist es wichtig, die korrekte Funktion des Sensors im Verbund mit der Werkstoff-Matrix on-line und in-situ sicherzu-stellen. Im Rahmen des DFG-Projekts FAMOS² (FAser-basierter Magneto-Optischer SchichtSensor) wurde ein selbstdiagnosefähiger Schichtsensor entwickelt, der mit Hilfe von magnetostriktiven Aktorschichten aus Nickel bzw. Eisen-Nickel validiert werden kann. Der FAMOS²-Schichtsensor wird durch ein PVD (physical vapour deposition)/ECD (electro-chemical deposition) Hybridschichtsystem realisiert, das auf dem Fasermantel im Bereich des FBG haftfest, homogen und langzeitfunktional abzuscheiden ist. Dabei wird in einem ersten Schritt ein etwa 100 Nanometer dünnes PVD-Schichtsystem aus Chrom und Kupfer als Haftvermittler auf der Glasfaser bzw. als leitfähige Startschicht für den nachfolgenden ECD-Prozess abgeschieden. Um eine rotationssymmetrische Schich-tabscheidung zu gewährleisten, erfolgt während der PVD-Beschichtung eine Rotation der Glasfasern. In einem zweiten Schritt wird dann unter Verwendung eines klassischen Watts-Elektrolyten in einer speziell entwickelten ebenfalls rotationssymmetrisch aufgebau-ten ECD-Durchströmungszelle dann die etwa 30 Mikrometer dicke, magnetostriktive Ak-torschicht auf dem PVD-Schichtsystem abgeschieden, im Vergleich sowohl reine Nickel-Schichten als auch Nickel-Eisen-Schichten. Ein äußeres Magnetfeld dehnt die magnetostriktive Aktorschicht und damit auch die Faser reversibel. Diese Dehnung führt zu einer Verschiebung der Bragg-Wellenlänge, welche direkt mit der Stärke eines zu messenden oder zu Validierungszwecken vorgegebenen Magnetfeldes korreliert. Die Anpassung der Beschichtungsverfahren an die Fasergeome-trie und die mechanischen Eigenschaften der Hybridschichten werden hinsichtlich der me-chanischen Integrität des faseroptischen Sensors diskutiert und der Nachweis der Selbst-diagnosefähigkeit erbracht. T2 - 13. ThGOT Thementage Grenz- und Oberflächentechnik und 11. Thüringer Biomaterial-Kolloquium CY - Zeulenroda, Germany DA - 13.03.2018 KW - Magneto-optischer Sensor KW - Faser-Bragg Gitter KW - Magnetostriktive Beschichtung KW - Selbstkalibrierung KW - Bauteilmonitoring PY - 2018 SN - 978-3-00-058187-8 SP - 1 EP - 5 CY - Jena AN - OPUS4-44599 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beck, Uwe A1 - Hielscher, Stefan A1 - Lange, Thorid A1 - Grunwald, Daniel A1 - Stockmann, Jörg M. A1 - Lerche, D. A1 - Rietz, U. T1 - Die Zentrifuge als universelles Prüfsystem für Beanspruchungen auf Zug und Druck N2 - Mit der Zentrifugentechnologie ist seit einigen Jahren ein neuartiges Mehr-Proben-Prüf-verfahren auf dem Markt etabliert, welches die klassische Zugprüfung in den Trommelrotor einer Tischzentrifuge überträgt. In der Beanspruchung auf Zug ist die Prüfung der Verbundfestigkeit mittels CAT-Technologie (centrifugal adhesion testing) an der BAM seit 2017 nach DIN EN ISO/IEC 17025 akkreditiert, wobei die Verbundfestigkeit von Klebungen direkt bestimmt wird und in Abhängigkeit von den Versagensformen Rückschlüsse auf die Klebfestigkeit von Klebstoffen/Klebebändern oder die Haftfestigkeit von Beschichtungen gezogen werden können. T2 - 13. ThGOT Thementage Grenz- und Oberflächentechnik und 11. Thüringer Biomaterial-Kolloquium CY - Zeulenroda, Germany DA - 13.03.2018 KW - Zentrifugentechnologie KW - Haftfestigkeit KW - Härteprüfung KW - Mehr-Proben-Prüfung KW - Beanspruchung auf Zug und Druck PY - 2018 AN - OPUS4-44570 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hielscher, Stefan A1 - Beck, Uwe A1 - Lange, Thorid A1 - Grunwald, Daniel A1 - Stockmann, Jörg M. A1 - Lerche, D. A1 - Rietz, U. T1 - Die Zentrifuge als universelles Prüfsystem für Beanspruchungen auf Zug und Druck N2 - Mit der Zentrifugentechnologie ist seit einigen Jahren ein neuartiges Mehr-Proben-Prüf-verfahren auf dem Markt etabliert, welches die klassische Zugprüfung in den Trommelrotor einer Tischzentrifuge überträgt. In der Beanspruchung auf Zug ist die Prüfung der Verbundfestigkeit seit 2017 nach DIN EN ISO/IEC 17025 akkreditiert, wobei die Verbundfestigkeit von Klebungen direkt bestimmt wird und in Abhängigkeit von den Versagensformen Rückschlüsse auf die Klebfestigkeit von Klebstoffen/Klebebändern oder die Haftfestigkeit von Beschichtungen gezogen werden können. Bei der zerstörenden Beanspruchung auf Zug ist zu beachten, dass es sich bei der Verbundfestigkeit um eine Systemeigenschaft handelt, d.h. nicht nur die chemischen und topografischen Oberflächeneigenschaften, sondern auch die plasto-elastischen Volumeneigenschaften des Klebstoffes und der Fügeteile haben Einfluss auf die ermittelten Kennwerte. Dabei ist eine qualitative Bestimmung der Versagensformen und Bruchbilder nach DIN EN ISO 10365 zwingend erforderlich, um eine Aussage über die Art des Versagens treffen zu können. Mit der Erweiterung der Zentrifugentechnologie um Beanspruchungen auf Druck wurde dann der Nachweis erbracht, dass auch die klassische Härteprüfung in einer Zentrifuge als Mehr-Proben-Prüfung durchgeführt werden kann. Im Verbundvorhaben QUO VADIS PLUS werden derzeit invasive Beanspruchungen auf Druck zur Bestimmung der Härte von Materialien, der Kompressibilität von Metallschäumen sowie der Kompaktierbarkeit von Pulvern untersucht, was das Anwendungspotential der Zentrifugentechnologie nochmals erweitert. Dazu gehören auch kombinierte Beanspruchungen wie Zug-Scher- und Druck-Scher-Prüfungen. Die Verbundfestigkeit von CFK-Platten in Abhängigkeit der Beanspruchungsart (Zug vs. Zug-Scher) bzw. der Faserorientierung (0°, 45°, 90°), die Klebfestigkeit von Klebstoffen bzw. Klebebändern auf unterschiedlichen Fügeteilwerkstoffen in Abhängigkeit von der Vorbehandlung, die Haftfestigkeit optischer Schichten auf Kunststoffen, die Bestimmung der Vickers-, Brinell- bzw. Kugeldruck-Härte sowie die Kompressibilität von metallischen Schäumen und Federn werden als ausgewählte Beispiele diskutiert. T2 - 13. ThGOT Thementage Grenz- und Oberflächentechnik und 11. Thüringer Biomaterial-Kolloquium CY - Zeulenroda, Germany DA - 13.03.2018 KW - Zentrifugentechnologie KW - Haftfestigkeit KW - Härteprüfung KW - Mehr-Proben-Prüfung KW - Beanspruchung auf Zug und Druck PY - 2018 SN - 978-3-00-058187-8 SP - 1 EP - 5 CY - Jena AN - OPUS4-44572 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beck, Uwe A1 - Baier, Jennifa A1 - Hidde, Gundula A1 - Sahre, Marion A1 - Weise, Matthias T1 - Particles in PVD-coatings: Imperfection or functional add-on feature? N2 - The application of PVD-coatings ranges from mechanical engineering, i.e. thicker tribological coatings, to precision optics, i.e. thinner optical coatings. For physical vapor deposition (PVD) technologies such as evaporation, sputtering, ion beam assisted/driven deposition, vacuum is a prerequisite for two reasons: at first process-related ones (evaporation source, plasma discharge, and mean free path) and at second coating-related ones (pure, perfect, and dense films). Usually, the goal is a homogenous coating of defined stoichiometry and micro-structure without any imperfection. However, the implementation of micro- or nano-particles may occur accidentally or delibe-rately. Independent of the particle origin, there are two fundamental rules regarding coating functionality: at first, the larger the particle diameter to coating thickness ratio the more affected the functionality of the coating, and at second, the larger the material contrast in terms of the functional feature of interest the more affected the coating performance. Hence, embedded particles have to be avoided for the majority of thin films by all means. The unintended implementation of particles usually results in a malfunction of the coating from the beginning or is at least considered as a weak point of the coating creating a time-dependent defect under service conditions. The intended implementation of particles on surfaces and in coatings may create add-on features, topographic ones and functional ones, however, the facts mentioned hold true. Examples of particle-initiated coating defects are demonstrated in dependence on the origin and the field of application. Strategies for deliberate attachment/embedding of particles on surfaces/in coatings are discussed regarding process compatibility and coating integrity. For industrial applications, both the validation of process compatibility of particle injection and the plasma resistance of particles under vacuum and plasma conditions have to be confirmed. Further points of interest are the homogeneity of particle distribution and the avoidance of particle agglomeration which is still a crucial point for dry dispersed particles. So far, technical applications are limited to PVD hybrid coatings, plasma dispersion coatings are still a challenge except for applications where homogeneity is not required as in case of product authentication. T2 - ICMCTF 2018, International Conference on Metallurgical Coatings and Thin Films CY - San Diego, CA, USA DA - 23.04.2018 KW - PVD-coatings KW - PVD-processes KW - Unintended particle generation KW - Particles as imperfections KW - Deliberate particle implementation KW - Particles as add-on features PY - 2018 AN - OPUS4-44973 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lange, Thorid A1 - Hidde, Gundula A1 - Beck, Uwe A1 - Naumann, F. A1 - Kärkkänen, I. A1 - Gargouri, H. T1 - HARFE: Haftfestigkeit Reproduzierbarkeit Festigkeit „Nanoskalige Haftvermittler zur Erhöhung der Haft- bzw. Klebfestigkeit unter Verwendung von ALD-Hybridprozessen“ N2 - Das Poster „HARFE: Haftfestigkeit Reproduzierbarkeit Festigkeit“ widmet sich den nanoskaligen Haftvermittlern zur Erhöhung der Haft- bzw. Klebfestigkeit unter Verwendung von ALD-Hybridprozessen. T2 - Netzwerksymposium “Schützen und Veredeln von Oberflächen”, Wildau CY - TH Wildau, Germany DA - 01.03.2018 KW - Verbundfestigkeit KW - Oberflächenenergie KW - ALD-Beschichtung PY - 2018 AN - OPUS4-44399 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Sachse, René T1 - Towards hydrogen economy: correlative ex-situ ellipsometric analysis and operando investigation during oxygen evolution reaction of mesoporous iridium oxides films N2 - In the face of rising energy demand and the impending climate change the development of a sustainable, fossil-free fuel and chemical production is of global importance. One possible goal is the development of electrochemical conversion processes using catalysts. Porous materials play an important role in such energy applications. The key to the development of improved catalysts is a better understanding of the relations between their performance, stability and physico-chemical properties. However, the complex morphology of such catalysts constitutes a challenge even for modern analytical techniques. Spectroscopic ellipsometry (SE) is a versatile method for studying material properties by using appropriate models (e.g. film thickness, optical and electronic properties). The fact that the material properties cannot be taken directly from the measured spectra, the developed models have to be validated. In a first step, the model for the ellipsometric fit studies of a calcination series of mesoporous iridium oxide films (300 – 600 °C) was investigated and validated with respect to their material properties. Moreover, the electronic structures of the catalysts reveal a direct correlation with electrochemical activities. The development of an environmental cell offers the possibility of investigations under real conditions. This will allow changes in the optical and electronic properties during the electrocatalytic oxygen evolution reaction. T2 - Colloquium Department Seminar 6. CY - BAM, Berlin, Germany DA - 03.03.2020 KW - Hydrogen economy KW - Correlative ex-situ ellipsometric analysis KW - Ellipsometric operando investigation KW - Oxygen evolution reaction KW - Mesoporous iridium oxides films PY - 2020 AN - OPUS4-51215 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Griepentrog, Michael T1 - Estimation of measurement uncertainty of instrumented indentation testing N2 - Some critical discussion of the state of the art of uncertainty evaluationin Instrumented Indentation Testing IIT Nowadays the Instrumented Indentation Testing (IIT), in the nano range often named as nano indention, is one of the most commonly used methods to determine the mechanical properties of materials in the micro and nano range. This method is already extensive standardized in ISO 14577 part 1-4. In the past, the application of this standard in testing praxis shows that the established values have an excellent precision.If an uncertainty is calculated, the range of values within which the true value is asserted to lie with some level of confidencewill be known. In part 1 of ISO 14577 [1] two methods for evaluation of the uncertainty in IIT are mentioned: Method 1 for determining uncertainty considers only those uncertainties associated with the overall measurement performance of the testing machine with respect to the reference blocks. Method 2calculates a combined uncertainty from individual contributions. These may be grouped into random and systematic uncertainties. Both methods will be described in detail using examples from the dailyexperimental praxis. The comparabilityof both methods will be critically discussed. Finally, it will be showedhow the calculated uncertaintiescan be used for performancetests and product specifications. Acknowledgement This work was performed under the support of the EMPIR project 17NRM05Advancing measurement uncertainty̶ comprehensiveexamples for key international standards References [1] ISO 14577 part 1 (2017) T2 - KLA Nanomechanical Testers User Workshop CY - Langen, Germany DA - 02.05.2019 KW - Instrumented Indentation Testing KW - IIT KW - nanoindentation KW - mechanical properties KW - uncertainty KW - performance test KW - product specification PY - 2019 AN - OPUS4-48141 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beck, Uwe A1 - Hielscher-Hofinger, Stefan A1 - Hidde, Gundula A1 - Lange, Thorid A1 - Weise, Matthias A1 - Lerche, D. A1 - Rietz, U. T1 - Adhesion of Coatings vs. Strength of Composite Materials – A Review of Applications Evaluated by Centrifugal Adhesion Testing (CAT) N2 - Sufficient adhesion/tensile strength are basic requirements for any coating/composite material. For coatings, adhesive strength in N/mm2 is of Major interest for various applications such as decorative and water-repellent coatings on wood (paints and varnishes), optical coatings on glass and polymers (reflectors and filters), electrical coatings on semiconductors, glass and polymers (conducting and bondable layers), mechanical coatings on metals and polymers (wear-reduction, scratch-resistance) and adhesion-promoting layers. For composite materials, tensile strength in N/mm2 is also a key quantity for carbon fiber reinforced composites (CFC), laminates and adhesive-bonded joints. Centrifugal adhesion testing (CAT) transfers the single-sample tensile test from a tensile or universal testing machine into an analytical centrifuge as multiple-sample test of up to eight test pieces. The one-sided sample support instead of a two-sided sample clamping and the absence of mounting- and testing-correlated shear forces provides fast and reliable results both for adhesive strength and bonding strength by means of bonded test stamps. For bonding strength, the evaluation of failure pattern from microscopic inspection is required in order to determine the failure pattern according to ISO 10365 such as adhesive failure (AF), delamination failure (DF) and cohesive failure (CF). Hence, one test run by CAT-technology provides either statistics or ranking of up to eight samples at once. For adhesive strength of coatings, a variety of examples is discussed such as ALD-Al203 layers as adhesion promoters, evaporated Ag-layers on N-BK7 glass, sputtered Cr- and Al-layers on Borofloat 33 glass, evaporated Au-films on N-BK7 glass and sputtered SiO2 -layers on CR39 Polymer. Provided adhesive or bonding strength are high enough, the substrate or the joining part may also fail. T2 - Special PSE 2020 CY - Online meeting DA - 07.09.2020 KW - Centrifugal adhesion testing (CAT) KW - Adhesive strength KW - Pull-off test KW - Failure pattern KW - Compound strength PY - 2020 AN - OPUS4-51231 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -