TY - JOUR A1 - Muelow-Stollin, Ulrike A1 - Lehnik-Habrink, Petra A1 - Kluge, Stephanie A1 - Bremser, Wolfram A1 - Piechotta, Christian T1 - Efficiency Evaluation of Extraction Methods for Analysis of OCPs and PCBs in Soils of Varying TOC N2 - Organochlorine pesticides and polychlorinated biphenyls are toxic, carcinogenic, and have a high potential for bioaccumulation. Due to their stability, they are still considered an environmental problem even though the use of most of them has been phased out several decades ago. Soil is a matrix which can retain these contaminants to a great extent. This ability is often associated with the total organic carbon content (TOC). In order to judge the pollution status of soil and to make monitoring data more easily comparable a simple, yet robust extraction method is needed. Agitation solid-liquid-extraction is well suited for this purpose. However, the influence of TOC on the analyte recovery has to be known. For the presented study, 12 organochlorine pesticides and 7 polychlorinated biphenyls were spiked into four model soils with organic carbon contents between 1.6% - 13.3%. The matrices were extracted using solid-liquid extraction between 45 minutes and 16 hours. For comparison, all soils were also extracted using pressurised liquid extraction and Soxhlet extraction. After clean-up the extracts were measured using a gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) system. Statistical analysis of the results implied that the TOC content of the soils did not have significant influence on the extraction efficiency. A longer solid-liquid extraction time did not necessarily increase analyte recovery: Extraction for one hour resulted in 88% recovery while 16 hour extraction led to 89%. Thus, the efficiency of all the methods was comparable for all model soils. Additional investigations regarding GC liner performance highlighted the need for isotopically labelled standards during the analysis of thermolabile pesticides. KW - POP KW - Soil organic matter KW - Solid-liquid-extraction KW - Pressurised liquid extraction PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-430238 DO - https://doi.org/10.4236/jep.2017.86045 SN - 2152-2219 VL - 08 IS - 06 SP - Article ID:77202, 693 EP - 713 PB - Scientific Research Publishing AN - OPUS4-43023 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Dong, S. A1 - Leng, J. A1 - Feng, Y. A1 - Liu, M. A1 - Stackhouse, C. J. A1 - Schönhals, Andreas A1 - Chiappisi, L. A1 - Gao, L. A1 - Chen, W. A1 - Shang, J. A1 - Jin, L. A1 - Qi, Z. A1 - Schalley, C. A. T1 - Structural water as an essential comonomer in supramolecular polymerization N2 - Although the concept of structural water that is bound inside hydrophobic pockets and helps to stabilize protein structures is well established, water has rarely found a similar role in supramolecular polymers. Water is often used as a solvent for supramolecular polymerization, however without taking the role of a comonomer for the supramolecular polymer structure. We report a low–molecular weight monomer whose supramolecular polymerization is triggered by the incorporation of water. The presence of water molecules as comonomers is essential to the polymerization process. The supramolecular polymeric material exhibits strong adhesion to surfaces, such as glass and paper. It can be used as a water-activated glue, which can be released at higher temperatures and reused many times without losing its performance. KW - Supra molecular polymerization PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-432728 DO - https://doi.org/10.1126/sciadv.aao0900 SN - 2375-2548 VL - 3 IS - 11 SP - eaao0900, 1 EP - eaao0900, 8 PB - American Association for the Advancement of Science AN - OPUS4-43272 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Baer, Wolfram A1 - Wossidlo, Peter T1 - Validation of a low blow specimen technique for R-curve determination using a drop tower N2 - Fracture mechanics based component design requires appropriate fracture mechanics toughness data with respect to both, loading rate as well as test temperature. Taking high-rate loading into account such as with accidental scenarios, different standards such as ASTM E 1820 or BS 7448-3 provide some information on dynamic fracture mechanics testing. Nevertheless, the designations differ so that a validation of the own material specific test method used for dynamic R-curve determination is mandatory. In order to address this for ductile cast iron materials an experimental method for the reliable determination of dynamic J-integral crack resistance curves at -40 °C following the multiple specimen approach has been established and validated. The experimental concept offers some additional valuable features. Single values of dynamic crack initiation toughness can be determined using a single specimen technique based on crack sensors. Furthermore, an experimentally independent method is provided according to which CTOD δ5 R-curves can be established. The focus of the present paper is on the validation of the experimental low blow technique using a drop tower test system. A drop tower test system was developed and set up to perform low blow tests at temperatures down to -40 °C. The system allows for a variation of the impact mass and height and was optimized for testing of ductile cast iron at stress intensity rates from approximately 5∙10⁴ to 3∙10⁵ MPa√ms⁻¹. This range of loading rate is characteristic for instance with crash scenarios of heavy sectioned DCI casks for radioactive materials. In order to address characteristic challenges of impact tests (test duration of microseconds up to milliseconds, inertial effects, signal oscillations), an appropriate full bridge strain gage method for the measurement of force directly on the specimen as well as a non-contact measurement of load line displacement using an optical extensometer have been developed and validated. The low blow test requires either to prevent bouncing strikes of the hammer by using the stop block technique or to catch the hammer after its first strike. Both options are not part of the experimental concept and setup which have been realized here. The paper describes investigations which have been performed in order to make sure that bouncing strikes of the hammer do not cause additional crack extension in the specimen. This is necessary to ensure a unique relation between the work done and the achieved crack extension. The investigations covered the analysis of limit loads of the specimen with respect to the measured force. The measured stiffness of the specimen was assessed and signals of crack sensors were analyzed. Furthermore, an analysis of the mechanical behavior of the loading system and the specimen by optical observation was performed. Corresponding results are discussed in the paper. It had finally been proven that additional crack extension in the specimen due to bouncing strikes of the hammer is not to be expected under the given conditions of test setup, material and loading. It can be seen as a major experimental advantage that the striker does not have to be catched after the low blow test. T2 - XXIV Italian Group of Fracture Conference CY - Urbino, Italy DA - 01.03.2017 KW - Dynamic fracture mechanics KW - R-curve KW - Low blow KW - Ductile cast iron PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-437686 DO - https://doi.org/10.1016/j.prostr.2017.04.005 SN - 2452-3216 VL - 3 SP - 25 EP - 32 AN - OPUS4-43768 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Guehrs, E. A1 - Schneider, M. A1 - Günther, Ch. M. A1 - Hessing, P. A1 - Heitz, K. A1 - Wittke, D. A1 - López-Serrano Oliver, Ana A1 - Jakubowski, Norbert A1 - Plendl, J. A1 - Eisebitt, S. A1 - Haase, A. T1 - Quantification of silver nanoparticle uptake and distribution within individual human macrophages by FIB/SEM slice and view N2 - Quantification of nanoparticle (NP) uptake in cells or tissues is very important for safety assessment. Often, electron microscopy based approaches are used for this purpose, which allow imaging at very high resolution. However, precise quantification of NP numbers in cells and tissues remains challenging. The aim of this study was to present a novel approach, that combines precise quantification of NPs in individual cells together with high resolution imaging of their intracellular distribution based on focused ion beam/ scanning electron microscopy (FIB/SEM) slice and view approaches. KW - Nanoparticles KW - FIB/SEM slice and view KW - Absolute dose KW - Cellular internalization KW - Macrophage PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-400626 DO - https://doi.org/10.1186/s12951-017-0255-8 SN - 1477-3155 VL - 15 SP - Article 21, 1 EP - 11 AN - OPUS4-40062 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Bender, P. A1 - Bogart, L.K. A1 - Posth, O. A1 - Szczerba, Wojciech A1 - Rogers, S.E. A1 - Castro, A. A1 - Nilsson, L. A1 - Zeng, L. J. A1 - Sugunan, A. A1 - Sommertune, J. A1 - Fornara, A. A1 - Gonzales-Alonso, D. A1 - Fernandez Barquin, L. A1 - Johansson, C. T1 - Structural and magnetic properties of multi-core nanoparticles analysed using a generalised numerical inversion method N2 - The structural and magnetic properties of magnetic multi-core particles were determined by numerical inversion of small angle scattering and isothermal magnetisation data. The investigated particles consist of iron oxide nanoparticle cores (9 nm) embedded in poly(styrene) spheres (160 nm). A thorough physical characterisation of the particles included transmission electron microscopy, X-ray diffraction and asymmetrical flow field-flow fractionation. Their structure was ultimately disclosed by an indirect Fourier transform of static light scattering, small angle X-ray scattering and small angle neutron scattering data of the colloidal dispersion. The extracted pair distance distribution functions clearly indicated that the cores were mostly accumulated in the outer surface layers of the poly(styrene) spheres. To investigate the magnetic properties, the isothermal magnetisation curves of the multi-core particles (immobilised and dispersed in water) were analysed. The study stands out by applying the same numerical approach to extract the apparent moment distributions of the particles as for the indirect Fourier transform. It could be shown that the main peak of the apparent moment distributions correlated to the expected intrinsic moment distribution of the cores. Additional peaks were observed which signaled deviations of the isothermal magnetisation behavior from the non-interacting case, indicating weak dipolar interactions. KW - Numerical inversion KW - Magnetic nanoparticles KW - Iron oxides KW - Magnetic properties KW - Structural properties PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-400952 DO - https://doi.org/10.1038/srep45990 SN - 2045-2322 VL - 7 SP - Article 45990, 1 EP - 14 AN - OPUS4-40095 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Babutzka, Martin A1 - Heyn, A. T1 - Dynamic tafel factor adaption for the evaluation of instantaneous corrosion rates on zinc by using gel-type electrolytes N2 - The paper presents a new method for the determination and evaluation of tafel factors using gel-type electrolytes and electrochemical frequency modulation technique (EFM). This relatively new electrochemical method offers the possibility to determine both polarization resistances and tafel factors within one measurement and in short measuring intervals. Starting from a comprehensive parameter study it is shown that a direct relationship between the two values exists that can be described mathematically. This contribution presents the determined tafel factors for the system gel-type electrolyte/zinc and discusses their applicability and their limits. T2 - 19th Chemnitz Seminar on Materials Engineering – 19. Werkstofftechnisches Kolloquium CY - Chemnitz, Germany DA - 16.03.2017 KW - Gel-type electrolytes KW - Gelartige Elektrolyte KW - Zinc KW - Zink KW - Stern Geary constant KW - Stern-Geary-Konstante PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-394324 UR - http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1757-899X/181/1/012021/pdf DO - https://doi.org/10.1088/1757-899X/181/1/012021 SN - 1757-899X SN - 1757-8981 VL - 181 IS - Conference 1 SP - Article UNSP 012021, 1 EP - 11 PB - IOP Publishing CY - Bristol, UK AN - OPUS4-39432 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 - Asadujjaman, Asad A1 - Kent, B. A1 - Bertin, Annabelle T1 - Phase transition and aggregation behaviour of an UCST-type copolymer poly(acrylamide-coacrylonitrile) in water: effect of acrylonitrile content, concentration in solution, copolymer chain length and presence of electrolyte N2 - An UCST-type copolymer of acrylamide (AAm) and acrylonitrile (AN) (poly(AAm-co-AN)) was prepared by reversible addition fragmentation chain transfer (RAFT) polymerization and its temperature-induced phase transition and aggregation behaviour studied by turbidimetry, static and dynamic light scattering, small angle neutron scattering (SANS) and cryo-transmission electron microscopy (cryo-TEM) measurements. The phase transition temperature was found to increase with increasing AN content in the copolymer, concentration of the solutions and copolymer chain length. A significant effect was observed onto the phase transition temperature by addition of different electrolytes into the copolymer solution. The copolymer chains were aggregated below the phase transition temperature and disaggregated above it. The size of the aggregates increases with increasing AN contents and concentration of the copolymer solutions below the phase transition temperature. The copolymer chains were expanded and weekly associated in solution above the phase transition temperature. A model is proposed to explain such association–aggregation behaviour of poly(AAm-co-AN) copolymers depending on AN contents and concentration of the copolymer solutions as a function of temperature. KW - Thermoresponsive polymers KW - UCST-type copolymer PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-394636 DO - https://doi.org/10.1039/c6sm02262f SN - 1744-683X SN - 1744-6848 VL - 13 IS - 3 SP - 658 EP - 669 PB - RSC AN - OPUS4-39463 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Abbas, F. A1 - Donskyi, Ievgen A1 - Gholami, M. A1 - Ziem, B. A1 - Lippitz, Andreas A1 - Unger, Wolfgang A1 - Böttcher, C. A1 - Rabe, J. A1 - Haag, R. A1 - Adeli, M. T1 - Controlled covalent functionalization of thermally reduced graphene oxide to generate defined bifunctional 2D nanomaterials N2 - A controlled, reproducible, gram-scale method is reported for the covalent functionalization of graphene Sheets by a one-pot nitrene [2+1] cycloaddition reaction under mild conditions. The reaction between commercially available 2,4,6-trichloro-1,3,5-triazine and sodium azide with thermally reduced graphene oxide (TRGO) results in defined dichlorotriazine-functionalized sheets. The different reactivities of the chlorine substituents on the functionalized graphene allow stepwise post-modification by manipulating the temperature. This new method provides unique access to defined bifunctional 2D nanomaterials, as exemplified by chiral surfaces and multifunctional hybrid architectures. KW - Graphene oxide KW - Bifunctional 2D nanomaterials KW - XPS KW - NEXAFS KW - AFM PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-394789 DO - https://doi.org/10.1002/ange.201612422 SN - 1433-7851 VL - 56 IS - 10 SP - 2675 EP - 2679 PB - Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA CY - Weinheim AN - OPUS4-39478 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Maul, Ronald A1 - Greer, B. A1 - Campbell, K. A1 - Elliott, C.T. T1 - Detection of freshwater cyanotoxins and measurement of masked microcystins in tilapia from Southeast Asian aquaculture farms N2 - Recently, there has been a rise in freshwater harmful algal blooms (HABs) globally, as well as increasing aquaculture practices. HABs can produce cyanotoxins, many of which are hepatotoxins. An ultra-performance liquid chromatography tandem mass spectrometry method was developed and validated for nine cyanotoxins across three classes including six microcystins, nodularin, cylindrospermopsin and anatoxin-a. The method was used to analyse free cyanotoxin(s) in muscle (n = 34), liver (n = 17) and egg (n = 9) tissue samples of 34 fish sourced from aquaculture farms in Southeast Asia. Conjugated microcystin was analysed by Lemieux oxidation to ascertain the total amount of microcystin present in muscle. Some tilapia accumulated free microcystin-LR in the muscle tissue at a mean of 15.45 μg/kg dry weight (dw), with total microcystin levels detected at a mean level of 110.1 μg/kg dw, indicating that the amount of conjugated or masked microcystin present in the fish muscle accounted for 85% of the total. Higher levels of cyanotoxin were detected in the livers, with approximately 60% of those tested being positive for microcystin-LR and microcystin-LF, along with cylindrospermopsin. Two fish from one of the aquaculture farms contained cylindrospermopsin in the eggs; the first time this has been reported. The estimated daily intake for free and total microcystins in fish muscle tissue was 2 and 14 times higher, respectively, than the tolerable daily intake value. This survey presents the requirement for further monitoring of cyanotoxins, including masked microcystins, in aquaculture farming in these regions and beyond, along with the implementation of guidelines to safeguard human health. KW - Harmful algal bloom KW - UPLC-MS/MS KW - Bioaccumulation KW - Human health PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-404669 DO - https://doi.org/10.1007/s00216-017-0352-4 SN - 1618-2642 SN - 1618-2650 VL - 409 IS - 16 SP - 4057 EP - 4069 PB - Springer CY - Heidelberg AN - OPUS4-40466 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bertovic, Marija A1 - Kanzler, D. A1 - Pavlovic, Mato A1 - Holstein, R. T1 - Aktueller Stand der Diskussion zur Zuverlässigkeit der ZfP und den menschlichen Faktoren N2 - Dass die Zuverlässigkeit der ZfP eine sehr wichtige Rolle bei der Bewertung sicherheitsrelevanter Systeme spielt, ist bekannt. Laut dem modularen Zuverlässigkeitsmodell für zerstörungsfreie Prüfprozesse hängt die Zuverlässigkeit von der innewohnenden (physikalisch-technischen) Fähigkeit der Prüfsystems, den Anwendungsparametern, den menschlichen Faktoren und dem organisatorischen Kontext ab. Seit Einführung des Modells während des ersten Workshops zur Zuverlässigkeit der ZfP (European-American Workshop on Reliability of NDE) wurde das Modell in weiteren fünf Workshops stetig weiterentwickelt, diskutiert und an den Stand der Wissenschaft angepasst. Das Ziel dieser Publikation ist es, den aktuellen Stand der Diskussion und die neusten Fragestellungen der internationalen Zuverlässigkeitsgemeinschaft vorzustellen. Im Einzelnen werden die Entwicklung fortgeschrittener Modelle zur Bewertung der Probability of Detection (POD), Bewertungsansätze im Bereich Structural Health Monitoring und Fragestellungen zu den menschlichen Faktoren dargestellt. Besonderer Wert wurde sowohl auf die Entwicklung, als auch auf die Anwendung der Ansätze in der industriellen Praxis gelegt. T2 - DGZfP-Jahrestagung 2017 CY - Koblenz, Germany DA - 22.05.2017 KW - Zuverlässigkeit KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Probability of detection KW - Human factors KW - Reliability PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-404861 SN - 978-3-940283-85-6 VL - DGZfP-Berichtsband BB 162 SP - 1 EP - 7 AN - OPUS4-40486 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kanzler, D. A1 - Pavlovic, Mato A1 - Bertovic, Marija T1 - Zukünftige Möglichkeiten und Pflichten der zerstörungsfreien Prüfung N2 - In unserer heutigen Zeit werden die Zwischenräume innerhalb der einzelnen Abteilungen eines Betriebs und zwischen einzelnen nationalen oder globalen Akteuren immer wichtiger: Produzierbarkeit vs. Wirtschaftlichkeit, Fortschritt vs. Nachhaltigkeit. Auch die zerstörungsfreie Prüfung (ZfP) – bisher hauptsächlich als Endkontrolle oder Wartungselement wahrgenommen – kann und sollte im Wandel der Digitalisierung und Industrie 4.0 einen neuen Stellenwert erhalten. Die ZfP kann schon während der Konstruktion helfen, sichere und zuverlässige Produkte zu erstellen. Jedoch müssen dafür eine adäquate Informationskultur und die notwendigen Kennzahlen vorhanden sein. Objektive, probabilistische Kennzahlen (wie die POD - Auffindwahrscheinlichkeit) sind hierbei der Schlüssel. Diese müssen jedoch unbedingt an Prüfverfahren, Prüfgegenstand und Prüfbedingung angepasst werden, da sonst die gesamte Aussage in Frage zu stellen ist. Im Vortrag werden Beispiele aus der Anwendung gezeigt, die die Aussagekraft der Kennzahl aber auch die Sorgfalt, mit denen die einzelnen Aussagen genutzt werden, unterstrichen werden soll. Bewertung von Daten von realen Fehler, Anpassung an die Bruchfestigkeit und die Betrachtung von mehreren Prüfparametern am Beispiel der Bewertung von radiographischen, Ultraschall- und Wirbelstromprüfung werden in dem Vortrag gezeigt. T2 - DGZfP-Jahrestagung 2017 CY - Koblenz, Germany DA - 22.05.2017 KW - Zuverlässigkeit KW - Zerstörungsfreie Prüfung PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-404877 SN - 978-3-940283-85-6 VL - DGZfP-Berichtsband BB 162 SP - 1 EP - 6 AN - OPUS4-40487 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Shashev, Yury A1 - Kupsch, Andreas A1 - Lange, Axel A1 - Evsevleev, Sergei A1 - Britzke, Ralf A1 - Bruno, Giovanni A1 - Müller, Bernd R. T1 - Talbot-Lau Röntgen-Interferometrie für die zerstörungsfreie Prüfung N2 - Im vergangenen Jahrzehnt sind gitterinterferometrische Röntgenabbildungen zunehmend in den Fokus des Interesses gerückt. Sie sind insbesondere dann Vorteil, wenn der in der Standardradiographie erreichbare Kontrast nicht genügt, schwach absorbierende Mikro- und Nanostrukturen abzubilden. Auf Kosten mehrerer Aufnahmen gestattet die Talbot-Lau Gitterinterferometrie, die Beiträge aus Absorption, Refraktion und (refraktiver) Streuung zu trennen. Dazu werden die Störungen der Interferenzmuster von Phasengittern ausgewertet. Im Gegensatz zu einer Vielzahl anderer refraktionsbasierter Abbildungsmethoden kann diese Technik mit konventionellen Röntgenröhren (mit divergenter, polychromatischer Strahlung) angewendet werden. Damit ist die Technik geeignet, typische ZfP-Fragestellungen zu lösen. Hier stellen wir Untersuchungen zur Effizienz von Phasengittern vor. Die Visibilität (d.h. die Höhe der Oszillation im Interferenzmuster) wird als Funktion verschiedener geometrischer Parameter verfolgt. Eine Rotation um die Achse parallel zu den Gitterstegen ändert die Form des Gitterprofils (d.h. die Verteilung der Phasenschiebungen). Die kontinuierliche Variation des Winkels und des Detektionsabstandes führt zur Identifikation von ausgezeichneten Kombinationen mit maximaler Visibilität, wobei die Abstände deutlich geringer sind als im Standardaufbau mit senkrechter Gitterbestrahlung. Unsere Studie umfasst Simulationen für monochromatische Quelle und den Vergleich zu experimentellen Ergebnissen mit der Synchrotronstrahlung. In der Literatur wurden die Vorteile der Talbot-Lau Interferometrie für die zerstörungsfreie Prüfung von Faserkompositen und Verbundwerkstoffen demonstriert. Hier werden als Beispiele Messungen an Aluminiumtitanat (Al2TiO5) Pulver gezeigt. T2 - DGZfP 2017 CY - Koblenz, Germany DA - 22.05.2017 KW - Gitterinterferometrische Röntgenabbildung KW - Phasengitter KW - Talbot-Lau Interferometrie KW - Zerstörungsfreie Prüfung PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-404691 SP - 1 EP - 10 PB - DGZfP AN - OPUS4-40469 LA - deu 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 - Mitzscherling, Steffen A1 - Barth, Enrico A1 - Götschel, S. A1 - Homann, Tobias A1 - Prager, Jens A1 - Weiser, M. T1 - Verbesserung und Qualifizierung der Ultraschallprüfung von Mischnähten im Primärkreis von KKW N2 - Die im Primärkreislauf von Kernkraftwerken anzutreffenden austenitischen Schweiß- und Mischnähte sind nicht nur extrem sicherheitsrelevant, sondern stellen auch sehr hohe Anforderungen an die Materialprüfung. Neben der eingeschränkten Zugänglichkeit ist das makroskopische Gefüge der Schweißnaht für die Prüfung mit Ultraschall von höchster Bedeutung. Um Materialfehler zuverlässig in Position und Größe bestimmen zu können, müssen die Kornorientierungen und die elastischen Konstanten des anisotropen Schweißnahtgefüges bekannt sein. Für die bildgebende Darstellung möglicher Materialfehler kommen folgende Arbeitsschritte zum Einsatz: Zunächst wird die Schweißnaht durchschallt, um mit einem inversen Verfahren wichtige Schweißnahtparameter wie beispielsweise die Kornorientierung bestimmen zu können. Auf der Basis dieser Parameter werden im nächsten Schritt die Schallwege mittels Raytracing (RT) simuliert. Zuletzt werden dieser RT-Simulation die Messdaten (A-Scans) von verschiedenen Sender- und Empfängerpositionen zugeordnet und nach der SAFT-Methode (Synthetic Aperature Focusing Technique) zeitaufgelöst überlagert. Die Kombination aus inversem Verfahren, RT und SAFT gewährleistet auch in anisotropen Werkstoffen eine ortsrichtige Visualisierung der Fehler. Wir erläutern diese drei Verfahren und stellen die Prüfanordnung von Prüfkörpern mit künstlichen Testfehlern vor. Messdaten sowie deren Auswertung werden mit den Ergebnissen einer CIVA-Simulation verglichen. T2 - DGZfP-Jahrestagung 2017 CY - Koblenz, Germany DA - 22.05.2017 KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Ultraschall KW - SAFT KW - Schweißnaht KW - Austenit PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-404329 SN - 978-3-940283-85-6 VL - DGZfP BB 162 SP - P16, 1 EP - 8 AN - OPUS4-40432 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Hüsken, Götz A1 - Gründer, Klaus-Peter A1 - Kadoke, Daniel ED - Bohse, Jürgen ED - Purschke, Matthias T1 - Analyse der Schadensmechanismen biegebeanspruchter Stahlbetonbalken mittels zerstörungsfreier Prüftechniken N2 - Der durch Kräfte senkrecht zur Stabachse belastete Balken ist eines der Haupttragelemente des Stahlbetonbaus. Biegebalken finden unter anderem Anwendung in Form von Brückenträgern oder Unterzügen. Die bei maximaler Beanspruchung auftretenden Versagensformen unterteilen sich dabei in Biege- und Querkraftversagen (Schubversagen). Ein Versagen des Balkens kann je nach Versagensmechanismus mit oder ohne Vorankündigung erfolgen. Gebräuchliche Bemessungskonzepte der Baupraxis zur Dimensionierung entsprechender Tragelemente zielen auf ein Versagen mit ausreichender Vorankündigung (große Verformungen oder breite Risse) ab, wie es z.B. beim sekundären Biegedruckversagen entsteht. Für die Zustandsüberwachung von Bauwerken (z.B. Brücken) mittels zerstörungsfreier Prüftechniken sind fundierte Kenntnisse zu den bei Biegebeanspruchung auftretenden Schadensmechanismen erforderlich. Im Rahmen eines BAM-internen Projektes sollen durch praxisnahe Untersuchungen an einer brückenähnlichen Referenzstruktur unterschiedliche auf das Tragwerk einwirkende thermische und mechanische Belastungen untersucht werden und in die Entwicklung eines Monitoringsystems einfließen. Anhand der aus Biegeversuchen vorliegenden Ergebnisse wird der Einsatz unterschiedlicher Methoden der zerstörungsfreien Materialprüfung gezeigt und deren Anwendbarkeit für die Analyse des Verformungsverhaltens von Stahlbetonbalken diskutiert. Hierzu wurde das Verformungsverhalten eines Stahlbetonbalkens (L = 2,75 m) in einem Vierpunkt-Biegeversuch im Labormaßstab untersucht. Das Hauptaugenmerk liegt dabei auf der Charakterisierung der ausschlaggebenden Versagensmodi durch die einzelnen zerstörungsfreien Prüfverfahren und der Vergleich zu klassischen Messmethoden (z.B. Verformungsmessung mittels induktiver Wegaufnehmer (IWA)). Die Biegeversuche wurden dazu durch Schallemissionsanalyse (SEA) und optische Verformungsanalyse mittels Stereo-Fotogrammetrie (SF) und Bildkorrelationsverfahren (BKV) begleitet. T2 - 21. Kolloquium Schallemission CY - Fulda, Germany DA - 09.03.2017 KW - Optische Verformungsanalyse KW - Rissbildung KW - Schallemission KW - Stahlbeton KW - Tragverhalten bei Biegebeanspruchung PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-393617 SN - 978-3-940283-82-5 VL - 59 SP - 1 EP - 10 PB - Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) CY - Berlin AN - OPUS4-39361 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Seuthe, T. A1 - Mermillod-Blondin, A. A1 - Grehn, M. A1 - Bonse, Jörn A1 - Wondraczek, L. A1 - Eberstein, M. T1 - Structural relaxation phenomena in silicate glasses modifed by irradiation with femtosecond laser pulses N2 - Structural relaxation phenomena in binary and multicomponent lithium silicate glasses were studied upon irradiation with femtosecond (fs) laser pulses (800 nm central wavelength, 130 fs pulse duration) and subsequent thermal annealing experiments. Depending on the annealing temperature, micro-Raman spectroscopy analyses evidenced different relaxation behaviours, associated to bridging and non-bridging oxygen structures present in the glass network. The results indicate that the mobility of lithium ions is an important factor during the glass modification with fs-laser pulses. Quantitative phase contrast imaging (spatial light interference microscopy) revealed that these fs-laser induced structural modifications are closely related to local changes in the refractive index of the material. The results establish a promising strategy for tailoring fs-laser sensitivity of glasses through structural mobility. KW - Femtosecond laser KW - Silicate glasses KW - Raman spectroscopy KW - Structural relaxation KW - Refractive index PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-393045 DO - https://doi.org/10.1038/srep43815 SN - 2045-2322 VL - 7 SP - 43815, 1 EP - 43815, 10 PB - Nature Publishing Group CY - London, UK AN - OPUS4-39304 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Laquai, René A1 - Müller, Bernd R. A1 - Nellesen, J. A1 - Hentschel, M.P. A1 - Kupsch, Andreas A1 - Tillmann, W. T1 - Synchrotron-Refraktion mit in-situ Zugbelastung zur Charakterisierung der Schadensentwicklung in Metall-Matrix- Kompositen N2 - Die Synchrotron-Refraktions-Topographie basiert auf der Brechung von Röntgenstrahlung an den Grenzflächen zwischen Materialien mit unterschiedlichem Brechungsindex. Refraktionseffekte verändern die Ausbreitungsrichtung der Röntgenstrahlung, welche mit Hilfe der Methode des Analyser-Based Imaging analysiert wird. Dabei wird ein Silizium-Einkristall im Strahlengang zwischen Probe und Detektor platziert. Dieser Analysator-Kristall filtert, innerhalb seiner Streuebene, die Röntgenstrahlung gemäß ihrer Ausbreitungsrichtung. Durch das Rastern verschiedener Winkelpositionen des Analysator-Kristalls erhält man das Winkelspektrum der von der Probe gebrochenen Strahlung. Aus dieser Rocking Curve lässt sich die spezifische innere Oberfläche der Probe bestimmen. Diese Information wird über einen 2D-Detektor mit einer nominellen Pixelgröße von 3,6 μm gewonnen. Die Installation einer Zugprüfmaschine ermöglicht es die Proben in verschiedenen Lastzuständen insitu zu untersuchen. Damit ist es möglich die spezifische innere Oberfläche in Abhängigkeit der Last darzustellen und so Schädigungsmechanismen abzuleiten. Der Vorteil bei der Ausnutzung des Refraktionseffekts gegenüber der einfachen Durchstrahlung ist die höhere Sensitivität gegenüber Defekten mit geringem Volumen aber großer Oberfläche. Somit werden auch Mikrorisse und, speziell bei Kompositen, die Enthaftung zwischen Matrix und Verstärkung (Partikel, Fasern) erfasst. In dieser Studie wurden Metall-Matrix-Komposite bestehend aus einer Aluminium-Matrix verstärkt mit Aluminiumoxid-Partikeln untersucht. Hierzu wurden knochenförmige Zugproben präpariert, deren Messlänge einen rechteckigen Querschnitt von 1,7 mm × 1,3 mm aufwies. Die Proben wurden einem Zugversuch unterzogen, welcher in Intervallen unterbrochen wurde. Bei jeder Unterbrechung wurde unter quasi-statischer Last die Rocking Curve gemessen und ein Radiogramm der spezifischen inneren Oberflächen berechnet. Dabei konnte ab dem Erreichen einer Last von ca. 600 N ein Anstieg der spezifischen inneren Oberfläche beobachtet werden. Demgegenüber zeigen die zum Vergleich durchgeführten Durchstrahlungsaufnahmen keinerlei Defekte. Daher belegt diese Untersuchung das Potential der Refraktion-Topographie zur frühzeitigen Erkennung von Schädigungen mit hoher Empfindlichkeit. T2 - DGZfP Jahrestagung 2017 CY - Koblenz, Germany DA - 22.05.2017 KW - Metall-Matrix-Komposite KW - Schadensentwicklung KW - Röntgen-Refraktions-Radiographie KW - In-situ Zugbelastung PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-405794 SN - 978-3-940283-85-6 SP - 1 EP - 7 PB - DGZfP AN - OPUS4-40579 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Olejko, Lydia A1 - Bald, Ilko T1 - FRET efficiency and antenna effect in multi-color DNA origami-based light harvesting systems N2 - Artificial light harvesting complexes find applications in artificial photosynthesis, photovoltaics and light harvesting chemical sensors. They are used to enhance the absorption of light of a reaction center which is often represented by a single acceptor. Here, we present different light harvesting systems on DNA origami structures and analyze systematically the light harvesting efficiency. By changing the number and arrangement of different fluorophores (FAM as donor, Cy3 as transmitter and Cy5 as acceptor molecules) the light harvesting efficiency is optimized to create a broadband absorption and to improve the antenna effect 1 (including two energy transfer steps) from 0.02 to 1.58, and the antenna effect 2 (including a single energy transfer step) from 0.04 to 8.7, i.e. the fluorescence emission of the acceptor is significantly higher when the light-harvesting antenna is excited at lower wavelength compared to direct excitation of the acceptor. The channeling of photo energy to the acceptor proceeds by Förster Resonance Energy Transfer (FRET) and we carefully analyze also the FRET efficiency of the different light harvesting systems. Accordingly, the antenna effect can be tuned by modifying the stoichiometry of donor, transmitter and acceptor dyes, whereas the FRET efficiency is mainly governed by the spectroscopic properties of dyes and their distances. KW - DNA origami KW - Light-harvesting KW - FRET KW - Antenna effect PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-405867 UR - http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2017/ra/c7ra02114c#!divAbstract DO - https://doi.org/10.1039/C7RA02114C VL - 7 IS - 39 SP - 23924 EP - 23934 PB - The Royal Soc. of Chemistry AN - OPUS4-40586 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Pasternak, H. A1 - Launert, B. A1 - Kannengießer, Thomas A1 - Rhode, Michael T1 - Advanced residual stress assessment of plate girders through welding simulation N2 - This article provides an impression on potentials in applying nowadays welding simulation tools in construction design. This is carried out exemplary on plate girders from two structural steel grades. The calculated residual stresses are compared with measurements by sectioning method. It has been repeatedly stated that present Eurocode models fail to approximate the residual stresses. Especially for high strength steel (HSS) only limited information is available on realistic occurring residual stresses in typical I-girders. The investigations are aimed to give further guidance on these values. A few proposals on advanced models are discussed. T2 - MBST 2016 - Modern Building Materials, Structures and Techniques CY - Vilnius, Litunia DA - 26.05.2016 KW - Residual stresses KW - Plate girders KW - I-shape sections KW - High-strength steel KW - Welding simulation PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-392177 UR - http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1877705817305192 DO - https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.02.013 SN - 1877-7058 IS - 172 SP - 23 EP - 30 PB - Elsevier CY - Amsterdam, Niederlande AN - OPUS4-39217 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -