TY - JOUR A1 - Liehr, Sascha A1 - Muanenda, Y. S. A1 - Münzenberger, Sven A1 - Krebber, Katerina T1 - Relative change measurement of physical quantities using dual-wavelength coherent OTDR N2 - We propose the use of alternating pulse wavelengths in a direct-detection coherent optical time domain reflectometry (C-OTDR) setup not only to measure strain and temperature changes but also to determine the correct algebraic sign of the change. The sign information is essential for the intended use in distributed mode shape analysis of civil engineering structures. Correlating relative backscatter signal shifts in the temporal/signal domain allows for measuring with correct magnitude and sign. This novel approach is simulated, experimentally implemented and demonstrated for temperature change measurement at a spatial resolution of 1 m. KW - Fiber optics sensors KW - Backscattering KW - Rayleigh KW - C-OTDR KW - Distributed sensing KW - Temperature measurement KW - Strain measurement PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-389449 DO - https://doi.org/10.1364/OE.25.000720 SN - 1094-4087 VL - 25 IS - 2 SP - 720 EP - 729 PB - Optical Society of America CY - Washington, DC, USA AN - OPUS4-38944 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Dieck, S. A1 - Rosemann, Paul A1 - Kromm, Arne A1 - Halle, T. T1 - Reversed austenite for enhancing ductility of martensitic stainless steel N2 - The novel heat treatment concept, “quenching and partitioning” (Q&P) has been developed for high strength steels with enhanced formability. This heat treatment involves quenching of austenite to a temperature between martensite start and finish, to receive a several amount of retained austenite. During the subsequent annealing treatment, the so called partitioning, the retained austenite is stabilized due to carbon diffusion, which results in enhanced formability and strength regarding strain induced austenite to martensite transformation. In this study a Q&P heat treatment was applied to a Fe-0.45C-0.65Mn-0.34Si-13.95Cr stainless martensite. Thereby the initial quench end temperature and the partitioning time were varied to characterize their influence on microstructural evolution. The microstructural changes were analysed by dilatometer measurements, X-ray diffraction and scanning electron microscopy, including electron backscatter diffraction. Compression testing was made to examine the mechanical behaviour. It was found that an increasing partitioning time up to 30 min leads to an enhanced formability without loss in strength due to a higher amount of stabilized retained and reversed austenite as well as precipitation hardening. T2 - 19th Chemnitz Seminar on Materials Engineering – 19. Werkstofftechnisches Kolloquium CY - Chemnitz, Germany DA - 16.03.2017 KW - Quenching and partitioning KW - Martensitic stainless steels KW - Heat treatment KW - Transformation induced plasticity KW - High ductility PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-395328 DO - https://doi.org/10.1088/1757-899X/181/1/012034 SN - 1757-899X SN - 1757-8981 VL - 181 IS - Conference 1 SP - Article UNSP 012034, 1 EP - 8 PB - IOP Publishing CY - Bristol, UK AN - OPUS4-39532 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Müller, Jan P. A1 - Götschel, S. A1 - Weiser, M. A1 - Maierhofer, Christiane T1 - Thermografie mit optimierter Anregung für die quantitative Untersuchung von Delaminationen in kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen N2 - Da kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) in anspruchsvollen sicherheitsrelevanten Einsatzgebieten wie im Automobilbau und in der Luftfahrt eingesetzt werden, besteht ein zunehmender Bedarf an zerstörungsfreien Prüfmethoden. Ziel ist die Gewährleistung der Sicherheit und Zuverlässigkeit der eingesetzten Bauteile. Aktive Thermografieverfahren ermöglichen die effiziente Prüfung großer Flächen mit hoher Auflösung in wenigen Arbeitsschritten. Ein wichtiges Teilgebiet der Prüfungen ist die Ortung und Charakterisierung von Delaminationen, die sowohl bereits in der Fertigung als auch während der Nutzung eines Bauteils auftreten können, und dessen strukturelle Integrität schwächen. In diesem Beitrag werden CFK-Strukturen mit künstlichen und natürlichen Delaminationen mit Hilfe unterschiedlich zeitlich modulierter Strahlungsquellen experimentell untersucht. Verwendet werden dabei Anregungen mit Blitzlampen und mit frequenzmodulierten Halogenlampen. Mittels Filterfunktionen im Zeit- und Frequenzbereich wird das Kontrast-zu-Rausch-Verhältnis (CNR) der detektierten Fehlstellen optimiert. Verglichen werden anschließend die Nachweisempfindlichkeit, das CNR und die Ortsauflösung der zu charakterisierenden Delaminationen für die unterschiedlichen Anregungs- und Auswertungstechniken. Ergänzt werden die Experimente durch numerische Simulationen des dreidimensionalen Wärmetransportes. T2 - DGZfP Jahrestagung 2017 CY - Koblenz, Germany DA - 22.05.2017 KW - CFK KW - Contrast Noise Ratio KW - Lock-in Thermografie KW - Gepulste Thermografie KW - Kurzzeit-Fouriertransformation PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-404276 SN - 978-3-940283-85-6 VL - DGZfP BB 162 SP - Mi.1.A.4, 1 EP - 11 AN - OPUS4-40427 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kotschate, Daniel A1 - Gohlke, Dirk A1 - Meinig, Silvia A1 - Kaszemeikat, T. T1 - Hochauflösende Reinheitsgradbestimmung - Fertigung von Referenzfehlern N2 - Regelwerke zur zerstörungsfreien Bestimmung des Reinheitsgrades wie das SEP 1927 und die ASTM E588 erreichen ihre Vergleichbarkeit unter Anwendung von - vergleichsweise einfachen - Referenzfehlern. Hinsichtlich Realisierbarkeit wird somit der Kompromiss zwischen Herstellung des Referenzfehlers und der erreichbaren Nachweisgrenze gefunden. Zur Weiterentwicklung über die Grenzen der SEP1927 hinaus, wurde der Versuch unternommen Fehler kleiner 500 μm herzustellen - welche aufgrund der geringen geometrischen Ausdehnung fertigungsbedingt schwierig zu realisieren sind. Bei den vergleichenden Untersuchungen kristallisierten sich zwei Fertigungsverfahren, Funkenerosion (EDM: electrical discharge maching) und die Fertigung der Bohrungen unter Verwendung eines Hochleistungslasers, als vielversprechend heraus. Zunächst wurden die Fehler mit beiden Verfahren in unterschiedlichen Größen (100, 250 und 100 μm) und Tiefen (1, 1,5 und 2 mm) unter Anwendung von computertomographischen Verfahren der Röntgenprüfung, die Geometrie der eingebrachten Fehlstellen und anschließend durch hochauflösende Tauchtechnikmessungen das Reflektionsverhalten charakterisiert. T2 - DGZfP Jahrestagung CY - Koblenz, Germany DA - 22.05.2017 KW - Materialcharakterisierung KW - Reinheitsgradbestimmung KW - Ultraschalltauchtechnik PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-403505 SN - 978-3-940283-85-6 SP - P20, 1 EP - 2 PB - Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) AN - OPUS4-40350 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Casperson, Ralf A1 - Munzke, Dorit A1 - Pohl, Rainer T1 - Wirbelstromprüfung an Composite-Druckgefäßen N2 - Composite-Druckgefäße für den Gefahrguttransport sowie für Wasserstoff- und Erdgasfahrzeuge bestehen aus einem lasttragenden Composite und einer gasdichten, metallischen oder polymeren Barriereschicht (Liner). Zur Untersuchung des Alterungsverhaltens solcher Composite-Druckgefäße wird in der BAM das interdisziplinäre Themenfeldprojekt COD-AGE durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Entwicklung von Methoden und Modellen zur Beschreibung und Bestimmung des Alterungsverhaltens von Carbonfaser-Compositen (CFK) am Beispiel von Druckgefäßen, um eine bessere Vorhersage der Alterung und der sicheren Gebrauchsdauer zu ermöglichen. Ein Schwerpunkt in diesem Projekt ist die Bereitstellung geeigneter ZfP-Methoden. Dabei geht es sowohl um versuchsbegleitende Prüfungen, als auch um die mögliche Entwicklung von Prüfeinrichtungen für den späteren praktischen Gebrauch. In diesem Vortrag werden Prüfsysteme und Prüfergebnisse der „konventionellen“ Wirbelstromprüfung vorgestellt. In einem ersten Schritt wurden Versuche an bereits geschädigten Druckgefäßen durchgeführt. Dabei wurden Druckgefäße mit den Materialpaarungen Stahl-CFK, Aluminium-CFK und Kunststoff-CFK untersucht. Die Dicken der CFK-Schichten reichten hierbei von ca. 4 mm bis ca. 8 mm. Anfangs wurden die Gefäße mit verschiedenen Sensoren von außen geprüft. Es konnten sowohl Beschädigungen des metallischen Liners, als auch Strukturen des CFK-Geflechts nachgewiesen werden. In einem zweiten Schritt wurden die Gefäße von innen geprüft. Hierbei bestand die besondere Herausforderung in der Prüfung eines Zylinders von 150 mm Durchmesser durch einen Zugang von nur 15 mm Durchmesser. Mit den bei diesen Vorversuchen optimierten Prüfsystemen wurden dann begleitende Prüfungen bei Alterungsversuchen durchgeführt. In den Alterungsversuchen wurden Druckbehälter mit einem ca. 4 mm dicken Aluminiumliner und ca. 3,5 mm dicker CFK-Ummantelung untersucht. Typisches Einsatzgebiet solcher Flaschen sind Atemschutzgeräte bei der Feuerwehr. Die verschiedenen Prüfsysteme und die mit ihnen erzielten Ergebnisse werden vorgestellt. T2 - DGZfP-Jahrestagung 2017 CY - Koblenz, Germany DA - 22.05.2017 KW - Composite-Druckgefäß KW - Wirbelstromprüfung KW - CFK PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-403577 SN - 978-3-940283-85-6 VL - 162 SP - 1 EP - 9 PB - DGZfP e.V. AN - OPUS4-40357 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Simon, Franz-Georg A1 - Holm, Olaf T1 - Exergetische Bewertung von Rohstoffen am Beispiel von Kupfer T1 - Exergetic assessment of raw materials using the example of copper N2 - Für die Herstellung von Kupfer aus Primär- und Sekundärressourcen wurde eine Exergieanalyse der Aufbereitungs- und Gewinnungsverfahren durchgeführt. Für die Stoffgemische Kupfererz, Kupferkonzentrat und Hausmüllverbrennungsasche wurden die Exergien tabellarisch berechnet. Die Exergieaufwände der technischen Prozesse zur Kupferherstellung wurden mit den thermodynamisch minimal notwendigen Aufwänden verglichen. Die Nutzung von Sekundärrohstoffen aus Abfällen ist über weite Bereiche vorteilhaft, insb. wenn das Kupfer bereits in der metallischen Form vorliegt. KW - Exergie KW - Hausmüllverbrennungsasche KW - Hydrometallurgie KW - Pyrometallurgie KW - Kumulierter Exergieaufwand PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-390496 UR - http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cite.201600089/epdf DO - https://doi.org/10.1002/cite.201600089 SN - 1522-2640 SN - 0009-286X VL - 89 IS - 1-2, SI SP - 108 EP - 116 PB - Wiley VCH Verlag CY - Weinheim AN - OPUS4-39049 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kindzierski, V. A1 - Raschke, Silvia A1 - Knabe, Nicole A1 - Siedler, F. A1 - Scheffer, B. A1 - Pflüger-Grau, K. A1 - Pfeiffer, F. A1 - Oesterhelt, D. A1 - Marin-Sanguino, A. A1 - Kunte, Hans-Jörg T1 - Osmoregulation in the halophilic bacterium halomonas elongata: A case study for integrative systems biology N2 - Halophilic bacteria use a variety of osmoregulatory methods, such as the accumulation of one or more compatible solutes. The wide diversity of compounds that can act as compatible solute complicates the task of understanding the different strategies that halophilic bacteria use to cope with salt. This is specially challenging when attempting to go beyond the pathway that produces a certain compatible solute towards an understanding of how the metabolic network as a whole addresses the problem. Metabolic reconstruction based on genomic data together with Flux Balance Analysis (FBA) is a promising tool to gain insight into this problem. However, as more of these reconstructions become available, it becomes clear that processes predicted by genome annotation may not reflect the processes that are active in vivo. As a case in point, E. coli is unable to grow aerobically on citrate in spite of having all the necessary genes to do it. It has also been shown that the realization of this genetic potential into an actual capability to metabolize citrate is an extremely unlikely event under normal evolutionary conditions. Moreover, many marine bacteria seem to have the same pathways to metabolize glucose but each species uses a different one. In this work, a metabolic network inferred from genomic annotation of the halophilic bacterium Halomonas elongata and proteomic profiling experiments are used as a starting point to motivate targeted experiments in order to find out some of the defining features of the osmoregulatory strategies of this bacterium. This new information is then used to refine the network in order to describe the actual capabilities of H. elongata, rather than its genetic potential. KW - Halomonas elongata KW - Systems biology KW - Flux balance analysis KW - Proteomic analysis PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-391172 DO - https://doi.org/10.1371/journal.pone.0168818 SN - 1932-6203 VL - 12 IS - 1 SP - Article e0168818, 1 EP - 22 AN - OPUS4-39117 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Dietrich, P. A1 - Thissen, A. A1 - Kulak, N. A1 - Kjaervik, Marit A1 - Unger, Wolfgang T1 - XPS surface chemical analysis of aqueous solutions with EnviroESCA N2 - Water and aqueous reagents are essential in any biological process or system. But apart from a few special low vapor-pressure cases, liquids have not been accessible to any technique requiring UHV conditions. EnviroESCA opens up this exciting field of applications. In this paper first results from water based samples are presented as a proof of concept to demonstrate the special capabilities of EnviroESCA analyzing liquid samples. The following solutions were investigated under near ambient pressure conditions: i.) water, ii.) brine, iii.) an oil in water dispersion, iv.) aqueous iron(II) sulfate heptahydrate, and v.) a suspension of nano silver particles in water. KW - Surface Analysis KW - Near Ambient Pressure XPS KW - Aqueous Solutions PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-394603 UR - http://www.enviro.specs.de/cms/upload/bilder/EnviroESCA/Applications/Liquids/Application-Note_EnviroESCA_Aqueous_Solutions.pdf N1 - BAM Mitarbeiter Beitrag im Acknowledgement definiert. IS - #000394 SP - 1 PB - SPECS CY - Berlin AN - OPUS4-39460 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Ho, Y.T. A1 - Adriani, G A1 - Beyer, Sebastian A1 - Nhan, P.-T. A1 - Kamm, R. D. A1 - Kah, J.C.Y. T1 - A facile method to probe the vascular permeability of nanoparticles in nanomedicine applications N2 - The effectiveness of nanoparticles (NP) in nanomedicine depends on their ability to extravasate from vasculature towards the target tissue. This is determined by their permeability across the endothelial barrier. Unfortunately, a quantitative study of the diffusion permeability coefficients (Pd) of NPs is difficult with in vivo models. Here, we utilize a relevant model of vascular-tissue interface with tunable endothelial permeability in vitro based on microfluidics. Human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) grown in microfluidic devices were treated with Angiopoietin 1 and cyclic adenosine monophosphate (cAMP) to vary the Pd of the HUVECs monolayer towards fluorescent polystyrene NPs (pNPs) of different sizes, which was determined from image analysis of their fluorescence intensity when diffusing across the monolayer. Using 70 kDa dextran as a probe, untreated HUVECs yielded a Pd that approximated tumor vasculature while HUVECs treated with 25 μg/mL cAMP had Pd that approximated healthy vasculature in vivo. As the size of pNPs increased, its Pd decreased in tumor vasculature, but remained largely unchanged in healthy vasculature, demonstrating a trend similar to tumor selectivity for smaller NPs. This microfluidic model of vascular-tissue interface can be used in any laboratory to perform quantitative assessment of the tumor selectivity of nanomedicine-based systems. KW - Nanoparticle PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-397053 DO - https://doi.org/10.1038/s41598-017-00750-3 SN - 2045-2322 VL - 7 IS - 1 SP - Article 707, 1 EP - 13 PB - Macmillan AN - OPUS4-39705 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schürmann, Robin A1 - Bald, Ilko T1 - Real-time monitoring of plasmon induced dissociative electron transfer to the potential DNA radiosensitizer 8-bromoadenine N2 - The excitation of localized surface plasmons in noble metal nanoparticles (NPs) results in different nanoscale effects such as electric field enhancement, the generation of hot electrons and a temperature increase close to the NP surface. These effects are typically exploited in diverse fields such as surface-enhanced Raman scattering (SERS), NP catalysis and photothermal therapy (PTT). Halogenated nucleobases are applied as radiosensitizers in conventional radiation cancer therapy due to their high reactivity towards secondary electrons. Here, we use SERS to study the transformation of 8-bromoadenine (8BrA) into adenine on the surface of Au and AgNPs upon irradiation with a low-power continuous wave laser at 532, 633 and 785 nm, respectively. The dissociation of 8BrA is ascribed to a hot-electron transfer reaction and the underlying kinetics are carefully explored. The reaction proceeds within seconds or even milliseconds. Similar dissociation reactions might also occur with other electrophilic molecules, which must be considered in the interpretation of respective SERS spectra. Furthermore, we suggest that hot-electron transfer induced dissociation of radiosensitizers such as 8BrA can be applied in the future in PTT to enhance the damage of tumor tissue upon irradiation. KW - SERS KW - Nanoparticles KW - Hot electrons KW - Bromoadenine KW - Catalysis PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-396469 DO - https://doi.org/10.1039/C6NR08695K SN - 2040-3364 SN - 2040-3372 VL - 9 IS - 5 SP - 1951 EP - 1955 PB - RSC AN - OPUS4-39646 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -