TY - JOUR A1 - Donėlienė, J. A1 - Rudzikas, M. A1 - Rades, Steffi A1 - Dörfel, Ilona A1 - Peplinski, Burkhard A1 - Sahre, Mario A1 - Pellegrino, F. A1 - Maurino, V. A1 - Ulbikas, J. A1 - Galdikas, A. A1 - Hodoroaba, Vasile-Dan T1 - Electron Microscopy and X-Ray Diffraction Analysis of Titanium Oxide Nanoparticles Synthesized by Pulsed Laser Ablation in Liquid N2 - A femto-second pulsed laser ablation in liquid (PLAL) procedure for the generation of titanium oxide nanoparticles (NP) is reported with the purpose of understanding morphology and structure of the newly generated NPs. Ablation duration was varied for optimization of NP generation processes between 10 and 90 min. Surface morphology of NPs as well as their size and shape (distribution) were analysed by various complementary electron microscopy techniques, i.e. SEM, TSEM and TEM. The crystalline structure of titanium oxide particles was investigated by XRD(two instruments operated in different geometries) and HR-TEM. Concentration of generated titanium oxide NPs in liquid was analysed by ICP-MS. A mix of crystalline (mainly anatase), partly crystalline and amorphous spherical titanium oxide NPs can be reported having a mean size between 10 and 20 nm, which is rather independent of the laser ablation (LA) duration. A second component consisting of irregularly shaped, but crystalline titanium oxide nanostructures is co-generated in the LA water, with more pronounced occurrence at longer LA times. The provenance of this component is assigned to those spherical particles generated in suspension and passing through the converging laser beam, being hence subject to secondary irradiation effects, e. g. fragmentation. KW - Laser ablation in liquid KW - Nanoparticles KW - Titanium oxide KW - Particle morphology PY - 2018 UR - https://www.cambridge.org/core/journals/microscopy-and-microanalysis/article/electron-microscopy-and-xray-diffraction-analysis-of-titanium-oxide-nanoparticles-synthesized-by-pulsed-laser-ablation-in-liquid/AE368446FAC70E08C514F9AEABFD131B DO - https://doi.org/10.1017/S1431927618009030 VL - 24 IS - S1 (August) SP - 1710 EP - 1711 PB - Cambridge University Press CY - New York, NY, U.S.A. AN - OPUS4-45949 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hodoroaba, Vasile-Dan A1 - Donėlienė1, J. A1 - Rudzikas, M. A1 - Rades, Steffi A1 - Dörfel, Ilona A1 - Peplinski, Burkhard A1 - Sahre, Mario A1 - Pellegrino, F. A1 - Maurino, V. A1 - Ulbikas, J. A1 - Galdikas, A. T1 - Electron Microscopy and X-Ray Diffraction Analysis of Titanium Oxide Nanoparticles Synthesized by Pulsed Laser Ablation in Liquid N2 - A femto-second pulsed laser ablation in liquid (PLAL) procedure for the generation of titanium oxide nanoparticles (NP) is reported with the purpose of understanding morphology and structure of the newly generated NPs. Ablation duration was varied for optimization of NP generation processes between 10 and 90 min. Surface morphology of NPs as well as their size and shape (distribution) were analysed by various complementary electron microscopy techniques, i.e. SEM, TSEM and TEM. The crystalline structure of titanium oxide particles was investigated by XRD and HR-TEM. Concentration of generated titanium oxide NPs in liquid was analysed by ICP-MS. A mix of crystalline (mainly anatase), partly crystalline and amorphous spherical titanium oxide NPs can be reported having a mean size between 10 and 20 nm, which is rather independent of the laser ablation (LA) duration. A second component consisting of irregularly shaped, but crystalline titanium oxide nanostructures is co-generated in the LA water, with more pronounced occurrence at longer LA times. The provenance of this component is assigned to those spherical particles generated in suspension and passing through the converging laser beam, being hence subject to secondary irradiation effects, e. g. fragmentation. T2 - Microscopy & Microanalysis 2018 CY - Baltimore, MD, USA DA - 05.08.2018 KW - Nanoparticles KW - Titanium oxide KW - Laser ablation in liquid KW - Electron microscopy KW - XRD PY - 2018 AN - OPUS4-46502 LA - eng 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 - Hielscher-Bofinger, Stefan A1 - Beck, Uwe A1 - Lerche, D. A1 - Rietz, U. T1 - Multiple-sample Testing: Adhesive Strength of Coatings and Bonding Strength of Adhesives evaluated by Centrifugal Adhesion Testing (CAT) N2 - The quantitative determination of adhesion and cohesion properties is a key requirement for adhesive-bonded joints and coated components in both R&D and Quality assurance. Because of the huge variety of layer/substrate Systems in terms of materials and large thickness range, adhesion tests display the same diversity as layer/substrate systems. There are only two tensile testing procedures available, that determine adhesive strength in terms of force per area (N/mm²), the single-sample pull-off test in a tensile testing machine and the multiple-sample-test using the Centrifugal Adhesion Testing (CAT) Technology. The CAT Technology is a testing method which uses centrifugal force as tensile testing force in a multiple-sample arrangement within a drum rotor of a Desktop centrifuge. Hence, the adhesive/bonding strength A/B can be determined on a statistical basis under identical testing conditions for up to eight samples. A variety of examples for bonding strength of adhesives, adhesive strength of coatings and compound strength of composite materials is discussed such as metalto-metal and glass-to-metal bonding, sputtered SiO2-layers on CR39 Polymer and carbon fiber reinforced polymer. T2 - Colloquium Department 6. CY - Berlin, BAM, Germany DA - 03.09.2020 KW - Centrifugal Adhesion Testing (CAT) KW - Adhesive strength KW - Bonding strength KW - Composite strength KW - Interlaboratory comparision PY - 2020 AN - OPUS4-51178 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Griepentrog, Michael T1 - Towards the standardization of dynamic instrumented indentation testing N2 - Nowadays the Instrumented Indentation Testing (IIT) is one of the most commonly used methods to determine the mechanical properties of materials in the nano range. This method is already extensive standardized in EN ISO 14577 part 1-4. Because of the great interest of researchers and industries in investigations of time depending material behavior mostly all suppliers of IIT equipment are offering the possibility of dynamic testing. Realizing this development ISO/TC 164/SC3 Hardness Testing has proposed to start the new standardization project “Linear elastic dynamic instrumented indentation testing DIIT”. The development of this standard is accompanied by the first international intercomparing exercise comparing results of dynamic instrumented indentation testing from testing machines using different hardware solutions and different models for data evaluation. The draft of part 5 of ISO 14577 “Linear elastic dynamic instrumented indentation testing DIIT” specifies verification and calibration of testing machines for carrying out the measurement of the dynamic material response when an oscillatory force or displacement, with amplitudes small in comparison to the prescribed target values, is imparted to the indenter while the indenter is continuously loaded to a prescribed target load or target depth or while the load or displacement is held constant at a prescribed target value. In case of a material showing plastic-elastic behavior, the measured dynamic response is used for continuous evaluation of the dynamic stiffness of the contact as a function of depth and frequency. Using the dynamic stiffness of the contact a reduced dynamic modulus will be calculated. In case of a material showing visco-elastic behavior from the measured dynamic response also the dynamic contact damping coefficient as function of depth and frequency is evaluated continuously. Using dynamic contact stiffness and dynamic contact damping coefficient reduced lost and storage modulus for visco-elastic materials will be calculated. The main normative requirements of the draft will be presented and discussed in the light of the first results of the intercomparing excise. T2 - IIW6, International Indentation Workshop 6 CY - Sapporo, Japan DA - 02.07.2018 KW - ISO 14577 KW - Instrumented indentation testing KW - Nanoindentation KW - IIT KW - Mechanical properties KW - Dynamic testing KW - Visco-elastic KW - Loss module KW - Storage module PY - 2018 AN - OPUS4-45850 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rietz, U. A1 - Lerche, D. A1 - Hielscher, Stefan A1 - Grunwald, Daniel A1 - Beck, Uwe T1 - Determination of coating properties by using analytical centrifugation N2 - The majority of all products have coated surfaces designed to fulfil different requirements. Building constructions are exposed to external influences like a wide temperature and humidity range, rain and UV radiation to name a few. The extension of machine life for metal cutting tools, like drills or milling cutters is another field of application for coated surfaces. The surfaces have to be modified in a way to maintain their specific functionality. Although adhesion testing of coatings is of great interest, it is still a challenge to obtain reliable quantitative results and to meet economic requirements. In this talk we deal with the curing behaviour of different 2-component epoxy paint systems for corrosion protection of metal constructions. After preparation of specimens the strength was determined in specified time intervals during curing. It could be shown that epoxy paints differ significantly on curing time as well as final strength. The second experimental study deals with coating systems on glass fibre reinforced plastics which are used for wind power turbines to reduce abrasive wear and ice adhesion for aerodynamic and safety reasons. All measurements have been carried out by CAT-TechnologyTM (Centrifugal Adhesion Testing), which uses the radially directed centrifugal force as test-load. The multi-sample test instrument analyses up to eight test specimen under identical testing conditions. By varying the rotational speed (100 rpm up to 13,000 rpm), forces from 0.1 N to 6.5 kN are applied. Upon reaching the critical rupture force, the stamp separates from the substrate and a sample related IR-signal is sent from the spinning rotor. For each test specimen breaking force is calculated and displayed in real-time. The innovative measurement principle meets the requirements of DIN EN 15870 and ISO 4624. T2 - EURADH 2018 CY - Lisbon, Portugal DA - 05.07.2018 KW - Adhesive strength determination KW - CAT-technology KW - Centrifugal adhesion testing KW - Metal coatings KW - Decorative coatings on polymer substrates PY - 2018 AN - OPUS4-46001 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beck, Uwe A1 - Hidde, Gundula A1 - Lange, Thorid A1 - Gargouri, H. A1 - Kärkkänen, I. A1 - Naumann, F. T1 - Plasma Activation and Plasma-assisted ALD Surface Modification of Polymers for Improved Bonding and Adhesive Strength N2 - Bonding strength is crucial on polymers of low surface energy, for clean surfaces limited to 0.5, 1, and 2 MPa for PTFE, PP, and PE. Plasma treatment may improve bonding strength by a factor of 2 (PTFE) or 5 (PP and PE). The efficiency of treatment is usually 10% as both low pressure and atmospheric pressure processes show low topographic conformity. Besides, lifetime of activation/modification is rather short. Hence, bonding has to be carried out immediately after plasma treatment. The concept of plasma-assisted ALD (atomic layer deposition) interlayers was introduced in the project HARFE of SENTECH (modification/deposition/in-situ monitoring) and BAM (bonding, characterization, testing). ALD deposition has a high surface conformity and for dielectric films of Al2O3 also a good long-term stability given that the films are dense enough. Based on TMA and O2/O3 precursors, ALD layer stacks from 60 to 375 monolayers were prepared under different conditions. For a transfer time of 24 hours from deposition to measurement, bonding strength could be increased up to 5 MPa (PTFE) respectively 10 MPa (PP, PE). The huge potential of ALD layers as adhesive interlayers was demonstrated for Al2O3 on stainless steel with bonding strength beyond 15 MPa, i.e. interface strength within the ALD stack is also in this range. This is a prerequisite for subsequent PVD/CVD-deposition in hybrid systems. By means of the SI ALD LL system of SENTECH thermal and plasma-supported ALD processes can be alternatively realized. Ellipsometric in-situ monitoring provides monolayer sensitivity and reveals that the efficient bonding of the lower ALD layers on the polymer has to be further improved. Testing of bonding strength was realized by CAT (centrifugal adhesion testing) technology. It was shown that ALD modification correlates with the increase of surface energy and bonding strength. T2 - PSE 2018 - 16th Conference on Plasma Surface Engineering CY - Garmisch-Partenkirchen, Germany DA - 17.09.2018 KW - Plasma activation KW - Plasma-assisted ALD modification KW - Adhesive ALD interlayer KW - Bonding strength KW - Adhesive strength PY - 2018 AN - OPUS4-46015 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Fischer, Daniel A1 - Beck, Uwe A1 - Schneider, S. A1 - Duwe, M T1 - Visualisierung von mikro- und nanoskalierten Oberflächenstrukturen mittels abbildender Ellipsometry N2 - In den letzten Jahren hat die Einbindung der abbildenden Ellipsometrie in die Gruppe der optischen Verfahren zur Oberflächencharakterisierung ein enormes Potential bei der Analyse von topologischen Strukturänderungen gezeigt. Der dabei abgebildete Kon-trast wurde typischerweise auf Änderungen im Brechungsindex, Absorptionseffekte oder Schichtdickenänderungen zurückgeführt. In späteren Studien wurde festgestellt, dass auch andere Faktoren, wie etwa die Krümmung der Oberfläche oder Kanten von Struktu-ren einen signifikanten Einfluss auf die Messung der ellipsometrischen Paramater haben. Um diese Effekte aus der ellipsometrischen Messung extrahieren zu können, wird auf die Analyse der Müller-Matrix zurückgegriffen. In dem hier vorliegenden Beitrag wird gezeigt, wie die Müller-Matrix-Imaging Ellipsomet-rie (MM-IE) zur Charakterisierung von Oberflächenstrukturen verwendet werden kann. Dazu werden mikro- und nanoskaliert gekrümmte Oberflächen zunächst mit verschiede-nen Referenzmethoden, wie Rasterelektronenmikroskopie (SEM), Lichtmikroskopie (OM), Weißlichtinterferenzmikroskopie (WLIM) und Rasterkraftmikroskopie (AFM) vali-diert erfasst. Der anschließende Vergleich mit den Ergebnissen der Müller-Matrix-Ima-ging-Ellipsometrie ermöglicht eine Korrelation der zugrunde liegenden Strukturphäno-mene mit den ellipsometrischen Daten. In diesem Artikel wird das Prinzip an drei industriell relevanten Strukturgruppen demonstriert: Sub-Mikropartikel, Mikropartikel und sub-mikroskalierte Vertiefungen. T2 - 14. ThGOT Thementage Grenz- und Oberflächentechnik CY - Zeulenroda, Germany DA - 12.03.2019 KW - Ellipsometrie KW - Nanoskaliert KW - Mikroskaliert KW - Oberflächengeometrie KW - Brechungsindex KW - Müller-Matrix-Ellipsometrie PY - 2019 AN - OPUS4-47645 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Fischer, Daniel A1 - Beck, Uwe T1 - Visualisierung von mikro- und nanoskalierten Oberflächenstrukturen mittels abbildender Ellipsometrie N2 - In den letzten Jahren hat die Einbindung der abbildenden Ellipsometrie in die Gruppe der optischen Verfahren zur Oberflächencharakterisierung ein enormes Potential bei der Analyse von topologischen Strukturänderungen gezeigt. Der dabei abgebildete Kon-trast wurde typischerweise auf Änderungen im Brechungsindex, Absorptionseffekte oder Schichtdickenänderungen zurückgeführt. In späteren Studien wurde festgestellt, dass auch andere Faktoren, wie etwa die Krümmung der Oberfläche oder Kanten von Struktu-ren einen signifikanten Einfluss auf die Messung der ellipsometrischen Paramater haben. Um diese Effekte aus der ellipsometrischen Messung extrahieren zu können, wird auf die Analyse der Müller-Matrix zurückgegriffen. In dem hier vorliegenden Beitrag wird gezeigt, wie die Müller-Matrix-Imaging Ellipsomet-rie (MM-IE) zur Charakterisierung von Oberflächenstrukturen verwendet werden kann. Dazu werden mikro- und nanoskaliert gekrümmte Oberflächen zunächst mit verschiede-nen Referenzmethoden, wie Rasterelektronenmikroskopie (SEM), Lichtmikroskopie (OM), Weißlichtinterferenzmikroskopie (WLIM) und Rasterkraftmikroskopie (AFM) vali-diert erfasst. Der anschließende Vergleich mit den Ergebnissen der Müller-Matrix-Ima-ging-Ellipsometrie ermöglicht eine Korrelation der zugrunde liegenden Strukturphäno-mene mit den ellipsometrischen Daten. In diesem Artikel wird das Prinzip an drei industriell relevanten Strukturgruppen demonstriert: Sub-Mikropartikel, Mikropartikel und sub-mikroskalierte Vertiefungen. T2 - 14. ThGOT Thementage Grenz- und Oberflächentechnik und 6. Kolloquium Dünne Schichten in der Optik CY - Zeulenroda, Germany DA - 12.03.2019 KW - Ellipsometrie KW - Nanoskaliert KW - Mikroskaliert KW - Oberflächengeometrie KW - Brechungsindex KW - Müller-Matrix-Ellipsometrie PY - 2019 SN - 978-3-00-062102-4 SP - 1 EP - 5 AN - OPUS4-47646 LA - deu 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 - Nanoskalige Haftvermittler zur Erhöhung der Haft- bzw. Klebfestigkeit unter Verwendung von ALD-Hybridprozessen N2 - Ziel des Projektes HARFE (Haftfestigkeit Reproduzierbarkeit Festigkeit) war es, eine Er-höhung der Haft- bzw. Klebfestigkeit auf Niedrigenergie-Polymeren (PE, PP, PTFE) zu erreichen. SENTECH realisierte dazu plasmachemische Oberflächenaktivierungen mit O2 und die Abscheidung von Aluminiumoxidschichten (Al2O3) mittels Atomic Layer Deposition (ALD), wobei die Ellipsometrie zum in-situ Monitoring der ALD-Prozesse diente. Die BAM charakterisierte die modifizierten Oberflächen bezüglich der Oberflächenenergie (OFE) und bestimmte die Verbund- bzw. Klebfestigkeit mittels der Zentrifugentechnologie T2 - 14. ThGOT Thementage Grenz- und Oberflächentechnik und 6. Kolloquium Dünne Schichten in der Optik CY - Zeulenroda, Germany DA - 12.03.2019 KW - Haftvermittler KW - ALD-Hybridprozesse KW - Klebfestigkeit KW - Atomic Layer Deposition KW - Al2O3-Schichten KW - Oberflächenenergie PY - 2019 AN - OPUS4-47653 LA - deu 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 - Nanoskalige Haftvermittler zur Erhöhung der Haft- bzw. Klebfestigkeit unter Verwendung von ALD-Hybridprozessen N2 - Ziel des Projektes HARFE (Haftfestigkeit Reproduzierbarkeit Festigkeit) war es, eine Er-höhung der Haft- bzw. Klebfestigkeit auf Niedrigenergie-Polymeren (PE, PP, PTFE) zu erreichen. SENTECH realisierte dazu plasmachemische Oberflächenaktivierungen mit O2 und die Abscheidung von Aluminiumoxidschichten (Al2O3) mittels Atomic Layer Deposition (ALD), wobei die Ellipsometrie zum in-situ Monitoring der ALD-Prozesse diente. Die BAM charakterisierte die modifizierten Oberflächen bezüglich der Oberflächenenergie (OFE) und bestimmte die Verbund- bzw. Klebfestigkeit mittels der Zentrifugentechnologie T2 - 14. ThGOT Thementage Grenz- und Oberflächentechnik und 6. Kolloquium Dünne Schichten in der Optik CY - Zeulenroda, Germany DA - 12.03.2019 KW - Haftvermittler KW - ALD-Hybridprozesse KW - Klebfestigkeit KW - Atomic Layer Deposition KW - Al2O3-Schichten KW - Oberflächenenergie PY - 2019 SN - 978-3-00-062102-4 SP - 1 EP - 2 CY - Zeulenroda, Germany AN - OPUS4-47656 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Mitzkus, Anja A1 - Sahre, Mario A1 - Basedau, Frank A1 - Hofman, Detlef A1 - Beck, Uwe T1 - Fiber Bragg Gratings for In-Situ Stress Monitoring of Electrochemical Deposition N2 - The in-situ monitoring of electrochemical deposition (ECD) processes is still a challenge regarding the measurement of the effective temperature of the substrate and the formation of mechanical stress in the layer under given plating conditions. Monitoring problems can be solved by applying a pre-coated fiber Bragg grating (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 is described for a nickel-iron electrolyte. KW - Fiber Bragg grating (FBG) KW - Electrochemical deposition (ECD) KW - Optical fibers PY - 2019 DO - https://doi.org/10.1149/2.0111906jes SN - 0013-4651 VL - 166 IS - 6 SP - B312 EP - B315 PB - Electrochemical Society CY - Pennington, NJ AN - OPUS4-47738 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Sachse, René A1 - Bernsmeier, D. A1 - Schmack, R. A1 - Häusler, I. A1 - Hertwig, Andreas A1 - Kraffert, K. A1 - Nissen, J. A1 - Kraehnert, R. T1 - Colloidal bimetallic platinum–ruthenium nanoparticles in ordered mesoporous carbon films as highly active electrocatalysts for the hydrogen evolution reaction N2 - Hydrogen features a very high specific energy density and is therefore a promising candidate for clean fuel from renewable resources. Water electrolysis can convert electrical energy into storable and transportable hydrogen gas. Under acidic conditions, platinum is the most active and stable monometallic catalyst for the hydrogen evolution reaction (HER). Yet, platinum is rare and needs to be used efficiently. Here, we report a synthesis concept for colloidal bimetallic platinum–ruthenium and rhodium–ruthenium nanoparticles (PtRuNP, RhRuNP) and their incorporation into ordered mesoporous carbon (OMC) films. The films exhibit high surface area, good electrical conductivity and well-dispersed nanoparticles inside the mesopores. The nanoparticles retain their size, crystallinity and composition during carbonization. In the hydrogen evolution reaction (HER), PtRuNP/OMC catalyst films show up to five times higher activity per Pt than Pt/C/Nafion® and PtRu/C/Nafion® reference catalysts. KW - Ordered mesoporous carbon KW - Bimetallic noble metal nanoparticles KW - Platinum-ruthenium colloid KW - Electrolysis KW - Hydrogen evolution reaction PY - 2020 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-506868 DO - https://doi.org/10.1039/C9CY02285F SN - 2044-4753 VL - 10 IS - 7 SP - 2057 EP - 2068 PB - Royal Society of Chemistry AN - OPUS4-50686 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beck, Uwe A1 - Griepentrog, Michael A1 - Hertwig, Andreas A1 - Hielscher, Stefan A1 - Weise, Matthias T1 - Auf dem Weg zu Industrie 4.0: Bestimmung von Messunsicherheitsbudgets in der Oberflächentechnik N2 - Vorgestellt wurde die Bestimmung von Messunsicherheitsbudgets für sehr unterschiedliche physikalische Größen, die in der Oberflächentechnik von hoher Relevanz sind: Stufenhöhe h, Schichtdicke d, Eindringhärte HIT und Haftfestigkeit. Die Unterschiede betreffen die Art der Prüfmethodik (optisch zerstörungsfrei vs. mechanisch invasiv/zerstörend), die laterale Größe des Integrationsgebietes der Messung (lokal: nano bis sub-mikro vs. global: mikro bis makro) und die Art der Bestimmung von Messunsicherheitsbudgets (physikalische Größen: direkt rückführbar; Werkstoffkenngröße: genormt; Systemkenngröße: genormt). Im Rahmen von Industrie 4.0 werden ausgehend der geforderten Spezifikation des beschichteten Produkts (Mittelwert mit Vertrauensbereich oder Mindestwert) durchgehende Toleranzbänder zur Oberflächenmodifizierung/Beschichtung des Substrats, einhergehend mit Prozessfenstern, die diese Toleranzbänder garantieren, erforderlich, die zuverlässig erfasst werden müssen. Die Frage der anzuwendenden Mess- und Prüftechnik und die damit notwendige Betrachtung von Messunsicherheitsbudgets ist für die Digitalisierung von Konditionierungs-, Zustands-, Regel- und Steuergrößen unverzichtbar. Mit Blick auf die Einhaltung von Prozessfenstern und die dafür notwendige Prozessführung wird technologisches Kern-Know-how digitalisiert, das es unbedingt zu schützen gilt. Nur lokale Netze können diese Sicherheit garantieren, in globalen Netzen ist die Datensicherheit bestenfalls maximierbar T2 - 14. ThGOT Thementage Grenz- und Oberflächentechnik und 6. Kolloquium Dünne Schichten in der Optik CY - Zeulenroda, Germany DA - 12.03.2019 KW - Oberflächentechnik KW - Messunsicherheit KW - Messtechnik KW - Prüftechnik KW - Haftfestigkeit PY - 2019 SN - 978-3-00-058187-8 VL - 2019 SP - 1 EP - 10 AN - OPUS4-47670 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beck, Uwe A1 - Griepentrog, Michael A1 - Hertwig, Andreas A1 - Weise, Matthias T1 - White light interference microscopy, ellipsometry, and instrumented indentation testing as reference procedures N2 - The paper addresses “WHITE LIGHT INTERFERENCE MICROSCOPY, ELLIPSOMETRY, AND INSTRUMENTED INDENTATION TESTING AS REFERENCE PROCEDURES“ and is subdivided in the following sections: 1. Measurement vs. testing vs. reference procedures, 2. White light interference microscopy (WLIM) for determination of step height h, 3. Spectroscopic ellipsometry (SE) for determination of layer thickness d and 4. Instrumented indentation testing (IIT) for determination of indentation hardness HIT. The following points are discussed in more detail: methodology of measurement and testing, uncertainty budgets for direct (WLIM), model-based (SE) and formula-based (IIT) reference procedures by means of specific examples. It is shown that standardization efforts are connected to reference procedures. T2 - Referenzverfahren CY - BAM, Berlin, Germany DA - 21.02.2018 KW - Reference procedures KW - Uncertainty budgets KW - White light interference microscopy KW - Spectroscopic ellipsometry KW - Instrumented indentation testing PY - 2018 AN - OPUS4-44256 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beck, Uwe A1 - Hertwig, Andreas A1 - Winkler, J. T1 - Standardization of ellipsometry N2 - The talk addresses the STANDARDIZATION OF ELLIPSOMETRY and the following points are discussed in more detail: historical background of ellipsometry, history of International Conferences on Ellipsometry, Workshops Ellipsometry in Germany and Europe, information on German/European Working Group Ellipsometry, technical/industrial importance of ellipsometry, applications on non-ideal material systems and standardization activities on ellipsometry. T2 - DIN NA Dünne Schichten für die Optik, Mainz CY - Mainz, Germany DA - 06.06.2018 KW - Standardization KW - Ellipsometry KW - Modelling KW - Accreditation PY - 2018 AN - OPUS4-45167 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beck, Uwe A1 - Hertwig, Andreas A1 - Kormunda, M. A1 - Ryšánek, P. A1 - Ivanov, L. T1 - Characterisation of magnetron sputtered SnZnOx by means of spectroscopic ellipsometry - how can we analyse TCO materials optically? N2 - Transparent conductive oxide (TCO) films are a vital part of a large part of modern technology. The production of TCO materials has sparked much development in plasma coating technology. Quality control measurements of these layers are therefore important in many fields of optics and electronics such as high efficiency thin film photovoltaics. In this presentation, we report on optical measurements of ZnSnOx layers generated by DC/RF magnetron plasma co-sputtering. By changing the respective power on two different targets, the overall power, the gas composition and post-treatment, the properties of this type of layers can be varied in a number of parameters. The optical, electrical, and chemical properties of TCO layers are the technically most important properties together with the layer thickness. The dielectric function of layers is accessible by means of spectroscopic ellipsometry, which also yields the very important value for the layer thickness at the same time. It would be a significant step forward in quality control to use this non-destructive method also as a fast test for electrical properties. Therefore, we report on the optical properties connected to the production parameters, and also on our preliminary results connecting the optical dielectric function (in the visible and near infrared) to the electrical conductivity of the layers. We discuss the effect of deposition parameters on the optical properties of the layers and present an approach for correlating optical and electrical properties. Further, we discuss the question of accuracy of optical properties gained from model-fit-based optical methods and the use of different parameterised models for the dielectric function to achieve this. T2 - PSE 2018 - 16th Conference on Plasma Surface Engineering CY - Garmisch-Partenkirchen, Germany DA - 17.09.2018 KW - Mixed Oxides KW - TCO KW - Quality Control KW - Ellipsometry KW - Optical Constants PY - 2018 AN - OPUS4-46388 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -