TY - CONF A1 - Maierhofer, Christiane A1 - Ziegler, Mathias A1 - Kunert, M. A1 - Goldammer, M. T1 - Entwicklung von Referenzprobekörpern für die Standardisierung der Blitzthermografie N2 - Die aktive Thermografie wird in der Industrie zunehmend in verschiedenen Bereichen zur Qualitätssicherung, Zustandsdiagnose und Zustandsüberwachung eingesetzt. Bestehende Normen zur Thermografie beschreiben die Grundlagen, Geräte und Begriffe. In diesem Beitrag wird über ein Projekt berichtet, dessen Ziel die Erarbeitung einer Prüfnorm zur Blitzthermografie ist. Diese sollte neben der Auswahl geeigneter Gerätekomponenten, der Auswertungsverfahren und der Vorgehensweise bei der Prüfung auch die Beschreibung geeigneter Referenzprobekörper enthalten, die eine Bewertung der Messapparatur und eine Qualitätssicherung der Prüfung ermöglichen. T2 - Thermographie-Kolloquium 2011 CY - Stuttgart, Germany DA - 29.09.2011 KW - Aktive Thermografie KW - Blitzanregung KW - Prüfnorm KW - Referenzprobekörper PY - 2011 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-246230 SN - 978-3-940283-36-8 VL - 130 SP - 1 EP - 7 PB - Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) CY - Berlin AN - OPUS4-24623 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schlichting, Joachim A1 - Ziegler, Mathias A1 - Pelkner, Matthias A1 - Maierhofer, Christiane A1 - Kreutzbruck, Marc T1 - Kameragestütztes Flying-Spot-Verfahren zur Risserkennung N2 - In dieser Arbeit wird ein kameragestütztes Verfahren zur Flying- Spot-Thermografie vorgestellt. Die Anregung wird über einen Diodenlaser mit einem optischen Scanner realisiert. Bei der Auswertung kommt ein effizienter und robuster Algorithmus zum Einsatz, der direkt auf die mit der Kamera aufgenommene Thermografiesequenz angewendet werden kann, ohne auf eine Synchronisation zwischen Kamera und Lasersystem angewiesen zu sein. Daher eignet sich diese Herangehensweise besonders zur Nachrüstung bestehender Thermografiesysteme. Die prinzipielle Eignung dieser Methode wird anhand einer Messung an einem Schienenstück mit Rollkontaktermüdungsrissen gezeigt. Als Referenzverfahren werden die Magnetpulverprüfung und eine auf GMR (Giant Magnetoresistance)- Sensoren basierende Streufeldmessung herangezogen. Mit dem thermografischen Verfahren konnten sämtliche enthaltenen Fehler erkannt werden. Dabei wurden Risse im mm-Abstand getrennt nachgewiesen, was etwa der geometrischen Auflösung der eingesetzten Kamera entspricht. T2 - Thermographie-Kolloquium 2011 CY - Stuttgart, Germany DA - 29.09.2011 KW - Flying-Spot Thermografie KW - Diodenlaser KW - Rissortung KW - Magnetpulverprüfung KW - GMR-Sensoren PY - 2011 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-246220 SN - 978-3-940283-36-8 IS - DGZfP-BB 130 (Vortrag 09) SP - 1 EP - 6 PB - Deutsche Gesellschaft für zerstörungsfreie Prüfung e.V. (DGZfP) AN - OPUS4-24622 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Thummerer, G. A1 - Mayr, G. A1 - Hirsch, Philipp Daniel A1 - Ziegler, Mathias A1 - Burgholzer, P. T1 - Photothermal Image Reconstruction in Opaque Media with Virtual Wave Backpropagation N2 - Thermographic reconstruction of defects that lie in the bulk of a sample is a difficult task because entropy production during heat diffusion leads to information loss. To reconstruct defects one has to solve an inverse heat conduction problem. The quality of the reconstruction is closely related to the information content of the observed data set that is reflected by the decreasing ability to spatially resolve a defect with growing defect depth. In this work we show a 2D reconstruction of rectangular slots with different width-to-depth ratios in a metallic sample. For this purpose, we apply the virtual wave concept and incorporate positivity and sparsity as prior information to overcome the diffusion-based information loss partially. The reconstruction is based on simulated and experimental pulse thermography data. In the first reconstruction step, we compute a virtual wave field from the surface temperature data. This allows us, in the second step, to use ultrasonic backpropagation methods for image reconstruction. KW - Virtual wave concept KW - Thermography KW - Photothermal Technique KW - Image reconstruction PY - 2020 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-506166 DO - https://doi.org/10.1016/j.ndteint.2020.102239 VL - 112 SP - 102239 PB - Elsevier Ltd. CY - Netherlands AN - OPUS4-50616 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ziegler, Mathias A1 - Myrach, Philipp A1 - Schlichting, Joachim A1 - Maierhofer, Christiane A1 - Kreutzbruck, Marc T1 - Laser-Thermografie für die schnelle Prüfung auf mikroskopische Risse in reflektierenden metallischen Oberflächen N2 - Thermografische ZfP-Verfahren erlauben die Erkennung einer Vielzahl von Defekten in unterschiedlichsten Werkstoffen. Neue Ansätze unter Verwendung von Lasern ermöglichen darüber hinaus die Prüfung auf Oberflächenrisse. Wir stellen die neuesten Entwicklungen dieser vielversprechenden Technik vor und zeigen warum deren Einsatz potentiell die Standardprüfverfahren Magnetpulver- bzw. Eindringprüfung für eine Reihe von Prüfproblemen beerben könnte. Hierzu stellen wir die Prüfergebnisse zu unterschiedlichen metallischen Werkstoffen, Rissgrößen und -typen in Abhängigkeit der Prüfparameter vor. Die aktuelle Grenze der Nachweisempfindlichkeit für die mittels klassischer Thermografie schwer prüfbaren hochreflektierenden Metalloberflächen liegt mit Rissbreiten und -tiefen von weni-gen Mikrometern im Bereich der fluoreszierenden Magnetpulver- und Eindringprüfung. Dabei sind weder Verbrauchsmittel noch eine Oberflächenpräparation notwendig und eine Prüfung kann berührungslos und automatisiert über Entfernungen im Meter-Bereich erfolgen. T2 - DGZfP-Jahrestagung 2013 CY - Dresden, Germany DA - 06.05.2013 KW - Thermografie KW - Laser KW - Risse PY - 2013 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-288706 SN - 978-3-940283-49-8 IS - DGZfP-BB 141 (Di.2.A.4) SP - 1 EP - 8 PB - Deutsche Gesellschaft für zerstörungsfreie Prüfung e.V. (DGZfP) AN - OPUS4-28870 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Röllig, Mathias A1 - Steinfurth, Henrik A1 - Ziegler, Mathias T1 - Untersuchung von Hochleistungs-LEDs für den Einsatz in der zerstörungsfreien Prüfung mittels Thermografie N2 - Für die optische Erwärmung von Prüfteiloberflächen sind Blitz- und Halogenlampen Stand der Technik. Der Vorteil dieser Wärmequellen liegt in ihren relativ geringen Anschaffungskosten bei gleichzeitig hohen Leistungsdichten am Prüfobjekt. Nachteilig ist bei den Halogenlampen die Limitierung der möglichen Modulationsffequenz auf ca. 1 Hz für die Anwendung dieser Quelle in der Lockin-Thermografie. Blitzlampen bieten für gewöhnlich nur eine feste Blitzdauer bei einer geringen Taktrate. Beide Anregungsquellen müssen in Reflexionsanordnung mit Filtern betrieben werden um die entstehende thermische Eigenstrahlung als Störquelle zu eliminieren. Wir stellen Untersuchungen an Hochleistungs-LEDs für den Einsatz in der aktiven Thermografie vor. Diese Lichtquellen werden durch die rasante Entwicklung der möglichen Leistungsdichten nun auch für die thermografische ZfP interessant. Sie zeigen ähnlich dem Laser eine schmale und auf den Werkstoff abstimmbare spektrale Verteilung der Strahlungsleistung bei moderaten Kosten. Die zugrunde liegende Elektrolumineszenz generiert kaum Wärmestrahlung und ermöglicht dadurch die Prüfung während des Erwärmungsvorganges ohne größeren Aufwand. Modulationsfrequenzen über 100 Hz mit thermischen Eindringtiefen < 1 mm sind möglich. Dadurch qualifizieren sich die LEDs zur Anwendung in der Lockin-Thermografie von Metallen und zur oberflächennahen Prüfung von Schichtsystemen. Durch die fast verzögerungsffeie Reaktion der LED auf das steuernde Signal sind nahezu beliebige zeitliche Anregungsformen möglich. Mit solch flexiblen Anregungsformen ließen sich bereits bei den photothermischen Verfahren erfolgreich höhere Tiefenreichweiten und -auflösungen gegenüber den klassischen Methoden der monofrequenten Lockin - und energiereichen Kurzimpuls-Anregung erzielen. Untersuchungen dieser Möglichkeiten im praktischen Einsatz der HochleistungsLEDs werden vorgestellt und mit herkömmlichen Lichtquellen verglichen. T2 - Thermographie-Kolloquium 2013 CY - Leinfelden-Echterdingen, Germany DA - 2013-09-26 KW - Thermografie KW - Hochleistungsleuchtdioden KW - Hohe Prüfraten KW - Schnelle Modulationsfrequenzen PY - 2013 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-293975 SN - 978-3-940283-52-8 VL - DGZfP-BB 143 SP - Vortrag 3, 1 EP - 8 AN - OPUS4-29397 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Casperson, Ralf A1 - Heideklang, René A1 - Myrach, Philipp A1 - Onel, Yener A1 - Pelkner, Matthias A1 - Pohl, Rainer A1 - Stegemann, Robert A1 - Ziegler, Mathias A1 - Kreutzbruck, Marc T1 - Vergleich konventioneller und neuer Oberflächenprüfverfahren für ferromagnetische Werkstoffe N2 - Sicherheitsrelevante und zyklisch hoch belastete Bauteile erfordern zur Vermeidung von kostenintensiven Ausfällen besonders stabile Prozessparameter. Bereits sehr kleine Randzonenfehler können unter zyklischer Bauteilbelastung zu Risswachstum und letztendlich zum Bauteilversagen führen. Die frühzeitige Erkennung von Randzonenfehler in Hochleistungsbauteilen wie z.B. Zahnräder, Ritzelwellen und Kurbelwellen erfordert daher eine leistungsfähige zerstörungsfreie Oberflächenrissprüfung, die es ermöglicht in den hochbeanspruchten Funktionsflächen auch Härterisse, Schleifrisse oder Zundereinschlüsse zu detektieren. Hierzu sind in den letzten Jahren einige neue, innovative Oberflächenprüfverfahren wie die laserangeregte Thermografie und die Streuflussprüfung mit hochauflösenden GMR-Sensoren oder magnetooptischen Verfahren entwickelt worden. Zusätzlich zur hohen Empfindlichkeit zeichnen sich diese innovativen Verfahren durch einen schnellen und teils auch berührungslosen Einsatz aus. Da die noch relativ neu-en Verfahren naturgemäß noch nicht normativ verankert sind, wurden auch bereits erste Validierungen durchgeführt. Um die Leistungsfähigkeit der Verfahren eingehend zu untersuchen, erfolgten Testreihen an verschiedenen Testkörpern in Bezug auf Ortsauflösung, Empfindlichkeit, Automatisierung und Bewertung der Messsig-nale. Neben den neuen Verfahren und ihren ersten Schritten hin zur Validierung kamen als Referenz auch die „klassischen“ Verfahren der Magnetpulver- und Wirbelstromprüfung zum Einsatz, deren Leistungsfähigkeit durch angepasste Sondenentwicklung auch für sehr kleine Oberflächendefekte nochmals unter Beweis gestellt wurde. Zusätzlich wurde an einigen Testkörpern eine hochauflösende CT durchgeführt. Die Ergebnisse dieses Vergleiches werden vorgestellt und Möglichkeiten sowie Grenzen der einzelnen Verfahren herausgearbeitet. T2 - DACH-Jahrestagung 2015 CY - Salzburg, Austria DA - 11.05.2015 KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Oberflächenprüfung KW - Vergleichskörper 1 KW - Sichtprüfung KW - Magnetpulverprüfung KW - Streuflussprüfung KW - Farbeindringprüfung KW - Wirbelstromprüfung KW - Thermografie KW - Radiografie PY - 2015 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-344262 SN - 978-3-940283-68-9 IS - DGZfP BB 152 SP - Mi.2.B.4, 1 EP - 11 PB - Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) AN - OPUS4-34426 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Cakir, Cafer Tufan A1 - Bogoclu, Can A1 - Emmerling, Franziska A1 - Streli, Christina A1 - Guilherme Buzanich, Ana A1 - Radtke, Martin T1 - Machine learning for efficient grazing-exit x-ray absorption near edge structure spectroscopy analysis: Bayesian optimization approach N2 - In materials science, traditional techniques for analyzing layered structures are essential for obtaining information about local structure, electronic properties and chemical states. While valuable, these methods often require high vacuum environments and have limited depth profiling capabilities. The grazing exit x-ray absorption near-edge structure (GE-XANES) technique addresses these limitations by providing depth-resolved insight at ambient conditions, facilitating in situ material analysis without special sample preparation. However, GE-XANES is limited by long data acquisition times, which hinders its practicality for various applications. To overcome this, we have incorporated Bayesian optimization (BO) into the GE-XANES data acquisition process. This innovative approach potentially reduces measurement time by a factor of 50. We have used a standard GE-XANES experiment, which serve as reference, to validate the effectiveness and accuracy of the BO-informed experimental setup. Our results show that this optimized approach maintains data quality while significantly improving efficiency, making GE-XANES more accessible to a wider range of materials science applications. KW - Machine Learning KW - GE-XANES KW - Bayesian Optimization PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-603955 DO - https://doi.org/10.1088/2632-2153/ad4253 VL - 5 IS - 2 SP - 1 EP - 12 PB - IOP Publishing AN - OPUS4-60395 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Hildebrandt, R. A1 - Seifert, M. A1 - George, Janine A1 - Blaurock, S. A1 - Botti, S. A1 - Krautscheid, H. A1 - Grundmann, M. A1 - Sturm, C. T1 - Determination of acoustic phonon anharmonicities via second-order Raman scattering in CuI N2 - We demonstrate the determination of anharmonic acoustic phonon properties via second-order Raman scattering exemplarily on copper iodide single crystals. The origin of multi-phonon features from the second-order Raman spectra was assigned by the support of the calculated 2-phonon density of states. In this way, the temperature dependence of acoustic phonons was determined down to 10 K. To determine independently the harmonic contributions of respective acoustic phonons, density functional theory in quasi-harmonic approximation was used. Finally, the anharmonic contributions were determined. The results are in agreement with earlier publications and extend CuI’s determined acoustic phonon properties to lower temperatures with higher accuracy. This approach demonstrates that it is possible to characterize the acoustic anharmonicities via Raman scattering down to zero-temperature renormalization constants of at least 0.1 cm⁻¹. KW - Thermoelectrics KW - Thermal transport KW - Phonon interactions KW - Density functional theory KW - Phonons PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-593164 DO - https://doi.org/10.1088/1367-2630/ad1141 SN - 1367-2630 VL - 25 IS - 12 SP - 1 EP - 12 PB - IOP Publishing CY - London AN - OPUS4-59316 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Menzel, M. A1 - Scharf, O. A1 - Novak, S. A1 - Radtke, Martin A1 - Reinholz, Uwe A1 - Hischenhuber, P. A1 - Buzanich, Günter A1 - Meyer, A. A1 - Lopez, V. A1 - McIntosh, K. A1 - Streli, C. A1 - Havrilla, G. A1 - Fittschen, U. T1 - Shading in TXRF: calculations and experimental validation using a color X-ray camera N2 - Absorption effects in total reflection X-ray fluorescence (TXRF) analysis are important to consider, especially if external calibration is to be applied. With a color X-ray camera (CXC), that enables spatially and energy resolved XRF analysis, the absorption of the primary beam was directly visualized for mL-droplets and an array of pL-droplets printed on a Si-wafer with drop-on-demand technology. As expected, deposits that are hit by the primary beam first shade subsequent droplets, leading to a diminished XRF signal. This shading effect was quantified with enhanced precision making use of sub-pixel analysis that improves the spatial resolution of the camera. The measured absorption was compared to simulated results using three different model calculations. It was found they match very well (average deviation < 10%). Thus errors in quantification due to absorption effects can be accounted for in a more accurate manner. KW - absorption KW - X-ray Fluorescence analysis PY - 2015 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-359000 DO - https://doi.org/10.1039/C5JA00127G IS - 10 SP - 2184 EP - 2193 PB - Royal Society of Chemistry CY - Cambridge AN - OPUS4-35900 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kabelitz, Anke A1 - de Oliveira Guilherme Buzanich, Ana A1 - Joester, Maike A1 - Reinholz, Uwe A1 - Radtke, Martin A1 - Bienert, Ralf A1 - Schulz, K. A1 - Schmack, R. A1 - Kraehnert, R. A1 - Emmerling, Franziska T1 - Time-resolved in situ studies on the formation mechanism of iron oxide nanoparticles using combined fast-XANES and SAXS N2 - The reaction of iron chlorides with an alkaline reagent is one of the most prominent methods for the synthesis of iron oxide nanoparticles. We studied the particle formation mechanism using triethanolamine as reactant and stabilizing agent. In situ fast-X-ray absorption near edge spectroscopy and small-angle X-ray scattering provide information on the oxidation state and the structural information at the same time. In situ data were complemented by ex situ transmission electron microscopy, wide-angle X-ray scattering and Raman analysis of the formed nanoparticles. The formation of maghemite nanoparticles (γ-Fe2O3) from ferric and ferrous chloride was investigated. Prior to the formation of these nanoparticles, the formation and conversion of intermediate phases (akaganeite, iron(II, III) hydroxides) was observed which undergoes a morphological and structural collapse. The thus formed small magnetite nanoparticles (Fe3O4) grow further and convert to maghemite with increasing reaction time. KW - oxidation state KW - structural information KW - maghemite PY - 2015 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-351376 DO - https://doi.org/10.1039/C5CE01585E SN - 1466-8033 VL - 17 IS - 44 SP - 8463 EP - 8470 CY - London, UK AN - OPUS4-35137 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -