TY - CONF A1 - Beck, Uwe T1 - From on line sensor validation to in-situ monitoring of layer growth: coatings around fibre bragg gratings N2 - The lack of on-line validation procedures for structure-embedded fiber-optical strain sensors, in particular fiber-Bragg-gratings (FBG), resulted in limited applications in structural health monitoring (SHM). Degradation under service conditions and ageing as a result of climatic influences or delamination under load were unsolved Validation issues. This could be overcome by means of an auto-diagnosis procedure based on FBG-sensors coated by electrochemical deposition (ECD) with a magnetostrictive NiFe-coating on top of an adhesive Cu/Cr adhesive layer deposited by physical vapour deposition (PVD) around the FBG strain sensor. This allows at any time under Service a validation of sensor functionality, stability, and reliability. For this purpose, a magnetic strain-proportional reference field is introduced. The optical read-out is realized by the measurement of the Bragg-wavelength shift. The ratio of resulting strain and exciting magnetic reference field should be constant given that the sensor is in proper function. In principle, the magnetostrictive coating around the FBG should also work as on-line magnetic field sensor and other applications in material science. One of these applications is the in-situ monitoring of ECD processes as the deposition of the ECD NiFe-layer on the FBG revealed. Challenges are the monitoring of temperature, deposition stages/thickness, and resulting mechanical stress under given plating conditions. Monitoring problems can be solved by applying a pre-coated FBG to the electrolytic process as the shift of the Bragg wavelength is affected by both the temperature of the electrolyte near the substrate and the stress formation in the growing layer. The experimental FBG set-up and the quantitative determination of temperature- and stress-related strain are described for a nickeliron electrolyte. The in-situ measurement of Bragg wavelength shifts of a pre-coated FBG during electrochemical deposition allows a detailed analysis of stress states due to changes in the growth morphology of the layer. The separation of mechanical and thermal contributions to this shift provides information on the individual Deposition processes in terms of a process fingerprint. T2 - ICMCTF 2021 San Diego/on-line CY - Online meeting DA - 28.04.2021 KW - Fiber- Bragg-gratings (FBG) KW - Physical vapour deposition (PVD) KW - Electrochemical deposition (ECD) KW - Magnetostrictive coating KW - ECD NiFe-layer PY - 2021 AN - OPUS4-52898 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beck, Uwe T1 - Uncertainty budgets in surface techno-logy: step height, layer thickness, indentation hardness, adehesive strength N2 - The object (sample) and the measurement/testing procedure may always have unknown degrees of freedom, i.e. instead of 𝐯 ≥ n – 1 in many cases 𝐯 ≫ n - 1 may apply, in particular in the micro- and nano-world! T2 - 10. VDI-Fachtagung, Messunsicherheit und Prüfprozesse CY - Erfurt, Germany DA - 10.11.2021 KW - Methodology in metrology KW - Methodology in testing KW - Spectroscopic Ellipsometry KW - Instrumented Indentation (IIT) KW - Centrifugal Adhesion Testing (CAT) PY - 2021 AN - OPUS4-53739 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Cakir, Cafer Tufan T1 - Unrevealing the depths of compositionally complex alloys with grazing exit XANES N2 - High entropy alloys (HEAs) are considered as a new class of alloys containing at least 5 elements with concentrations between 5 and 35 atomic percent. There has been a growing interest in HEAs in the material research field in recent years. Due to their adjustable composition, which enables the modifications of mechanical properties (such as hardness, strength and ductility etc) and their stability at high temperatures, HEAs have been the focus of various studies. Especially the corrosion behavior of HEAs has been a wide research interest. Since the grazing exit X-ray fluorescence (GEXRF) offers a non-destructive way to collect notable information regarding the high temperature oxidation, we consider it as a useful method to investigate how HEAs behave in corrosive environments. The main idea of grazing geometry is to enhance the fluorescence signal of the surface. This enables highly sensitive surface analyses of thin protective film on surface in sub-micrometer scale. Position-sensitive area detectors provide information regarding the signal emitted from the sample as a function of emission angle and thus allow depth-sensitive analysis. Furthermore, the data collected from samples of an incidence energy which lays within a specific energy range provides XANES data to determine oxidation states. Moreover, since GEXRF profiles can also be simulated through physical models (Urbach 1999), they enable us to determine the layer thickness of a given sample in a non-destructive way. In this contribution, we present the preliminary results of a conceptual study regarding layer properties of CrCoNi medium entropy alloy. The successful implementation of such methodological concept will pave the way for the investigation of more complex alloys with multiple layers, which is planned for the later phases of the project. T2 - XAFS 2021, The 18th International XAFS Conference CY - Online meeting DA - 02.08.2021 KW - GEXRF KW - High entropy alloys KW - XANES KW - Grazing exit KW - XAS PY - 2021 AN - OPUS4-54028 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rautenberg, Max T1 - Ca-MOFs with varying fluorination degree N2 - In current Li-ion batteries electrode materials consist typically of inorganic materials, such as LiCoO2, LiNixCoyMn1-zO2, LiFePO4, Li4Ti5O12. These materials struggle with toxicity or limited mineral resources, making them expensive. Therefore, eco-friendly, sustainable, and low-cost alternatives are researched for in recent years. A series of organic compounds were investigated as electrode materials for alkali-ion batteries. Among them organic carbonyl-based materials show reversible storage of lithium- or sodium-ions. Metal terephthalates stand out with their easy synthesis, moderate operational voltage and enhanced dissolution stability compared to other organic compounds. One degradation pathway consists of the dissolution of the electrode material by HF, formed in a side reaction by water and the fluorous electrolyte. Fluorinated metal terephthalates could offer higher dissolution stability against HF and less contamination by water due to their increased hydrophobicity. The goal of this project is the synthesis and the investigation of the formation mechanism of a series of calcium-based MOFs with increasing fluorine content. For this purpose, we aimed for the construction of calcium-based MOFs with terephthalic acid (H2-pBDC), 2-fluoro-terephthalic acid (H2-2F-pBDC), 2,3,4,5-tetrafluoroterephthalic acid (H2-pBDC-F4), isophthalic acid (H2-mBDC) and 5-fluoro-isophthalic acid (H2-5F-mBDC). T2 - SFB 1349 Wintersymposium 2022 CY - Berlin, Germany DA - 15.03.2022 KW - Mechanochemistry KW - Electrode materials KW - Fluorinated MOFs KW - In situ PXRD PY - 2022 AN - OPUS4-54478 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate T1 - Phased-Array-Prüfköpfe für luftgekoppelte Ultraschallprüfung auf Basis von zellulären Kunststoffen N2 - Luftgekoppelte Ultraschallprüfung setzt sich immer häufiger gegen die konventionelle Ultraschallprüfung von Leichtbaukomponenten durch, und zwar in vielen Industriezweigen von der Holzindustrie bis zur Luftfahrt. aWährend die Phased-Array-Technik mittlerweile zu dem industriellen Standard im Bereich der Prüfung mit Ankopplung gehört, wird luftgekoppelte Ultraschallprüfung meist mit zwei Wandlern in Durchschallung durchgeführt. Deswegen werden Vorteile der Phased-Array-Technik wie beispielsweise elektronische Fokussierung oder Schwenkung des Einschallwinkels für luftgekoppelte Prüfung selten genutzt. In diesem Beitrag werden die laufenden Arbeiten an der Entwicklung eines neuen Phased-Array-Geräts vorgestellt, mit dem Schwerpunkt an der Charakterisierung der Prüfköpfe und ihrer Schallfelder. Das Gerät besteht aus einem linearen Phased-Array-Prüfkopf, einer Sende- und einer Empfangseinheit. Die Hauptinnovation unserer Arbeit ist die Anwendung von zellulären Kunststoffen für den Bau eines Arrays, wobei der Sender mit Hochspannung von ca. 1500 V angeregt wird. Geladene zelluläre Polymere werden auch Ferroelektrete oder Piezoelektrete genannt. Sie weisen einen sehr niedrigen Elastizitätsmodul und dadurch eine niedrige akustische Impedanz auf, so dass auf den Einbau von Anpassschichten verzichtet werden kann. Eine sehr niedrige mechanische Kreuzkopplung bei Ferroelektreten ermöglicht eine unabhängige Anregung einzelner Elemente, was bei Piezokompositen deutlich schwieriger wäre. Die Entwicklung der Array-Prüfköpfe wurde durch Berechnungen des Schallfeldes unterstützt, die auf Punktquellensynthese basieren. Die beabsichtigte Anwendung von Phased-Array-Prüfköpfen und des Prüfsystems sind die Durchschallung mit Fokussierung, elektronischer Scan und die Schwenkung des Einschallwinkels zur Anregung von geführten Wellen, angewandt an carbonfaserverstärkten Kunststoffen und ähnlichen Materialien. Die Anwendung von geführten Wellen bietet die Perspektive, Bauteile mit einseitiger Zugänglichkeit zu prüfen. T2 - DACH-Jahrestagung 2023 CY - Friedrichshafen, Germany DA - 15.05.2023 KW - Luftgekoppelte Ultraschallprüfung KW - Ferroelektret KW - Ultraschallwandler KW - Phased Array PY - 2023 AN - OPUS4-57609 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate T1 - Thermoakustische und Ferroelektret-Wandler als Phased-Array-Sender für luftgekoppelte Ultraschallprüfung N2 - Die üblichen Verfahren der zerstörungsfreien Prüfung mit Ultraschall basieren auf der Verwendung von flüssigen Koppelmitteln. Luftgekoppelte Prüfung setzt sich gegen die konventionellen Verfahren durch, wenn die Flüssigkeit nicht erwünscht oder den Prüfling gar beschädigen kann. Zwei Technologien für Erzeugung von Ultraschallsignalen sind vielversprechend: thermoakustische Wandler und Ferroelektret-Wandler. Basierend auf diesen beiden Technologien wurden Array-Sender gebaut und in diesem Beitrag miteinander verglichen. Thermoakustische Wandler basieren auf Dünnschichttechnologie und bieten eine resonanzfreie Erzeugung von Ultraschall. Sie bestehen aus einer dünnen elektrisch leitenden Schicht und werden mit kurzen elektrischen Pulsen angeregt. Die Erhöhung der thermischen Energie führt zur Erzeugung von akustischen Wellen in der umgebenden Luft. Bei Ferroelektret-Wandlern handelt es sich um polarisierte zelluläre Kunststoffe, die für den Bau eines Array-Senders besonders gut geeignet sind. Einige Ferroelektrete weisen eine hervorragende an Luft angepasste akustische Impedanz auf, so dass auf den Einsatz von Anpassschichten verzichtet werden kann. Ein sehr niedriges mechanisches Übersprechen zwischen einzelnen Elementen ermöglicht eine unabhängige Anregung einzelner Elemente, was bei Piezokompositen deutlich schwieriger wäre. Mit der Phased-Array-Technik können elektronische Fokussierung oder Schwenkung des Einschallwinkels für eine luftgekoppelte Prüfung genutzt werden. Die Schallfelder von diesen beiden Technologien wurden berechnet, gemessen und miteinander verglichen. Die Vorteile und Nachteile der beiden Technologien werden dargestellt. T2 - DAGA 2023 Jahrestagung für Akustik CY - Hamburg, Germany DA - 06.03.2023 KW - Luftgekoppelte Ultraschallprüfung KW - Thermoakustik KW - Ferroelektret KW - Phased Array PY - 2023 AN - OPUS4-57555 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaal, Mate T1 - Thermoakustische Gruppenstrahler: Theorie und Anwendungen N2 - Bei der Prüfung von Werkstücken mit empfindlichen Oberflächen oder auch hydrophilen Werkstoffen sind traditionelle ultraschallbasierte zerstörungsfreie Prüfmethoden wie die Kontakttechnik oder die Tauchtechnik in vielen Anwendungsfällen aufgrund der Flüssigkeitsankopplung nicht anwendbar. Die luft-gekoppelte Ultraschallprüfung umgeht diese Problematik und eröffnet neue Prüfszenarien. Derzeit werden zwei Varianten der Schallerzeugung als vielversprechend angesehen: ferroelektrische Folien und thermoakustische Dünnschichtwandler. Thermoakustische Wandler ermöglichen die resonanzfreie Erzeugung von Ultraschall und somit kurze zeitliche Impulse sowie eine sehr breitbandige Anregung. Durch die Verwendung von gekrümmten Substraten ist sowohl eine Herstellung von planaren als auch fokussierten Wandlern möglich. Dieser Beitrag präsentiert die letzten Forschungsergebnisse im Bezug auf thermoakustischen Wandlern, welche derzeit in einen thermoakustischen Gruppenstrahler münden. Gruppenstrahler erlauben die simultane Änderung des Einschallwinkels, sowie die Verschiebung des Fokuspunktes während der Verwendung. Durch die Verbindung beider Schlüsseltechnologien, der thermoakustischen Anregung und des Gruppenstrahlerprinzips, wird das Spektrum der klassischen ZfP-Anwendungen, sowie moderner Ansätze wie der Anregung von geführten Wellen oder der Strukturüberwachung erheblich erweitert und bereichert. Dabei soll innerhalb dieses Beitrages auf die Modellierung des Schallfeldes, die elementweise Charakterisierung und verschiedene Anwendungsszenarien eingegangen werden. T2 - DACH-Jahrestagung 2023 CY - Friedrichshafen, Germany DA - 15.05.2023 KW - Luftgekoppelte Ultraschallprüfung KW - Thermoakustik KW - Ultraschallwandler KW - Phased Array PY - 2023 AN - OPUS4-57558 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hahn, Marc Benjamin T1 - Functionalized biopolymers - using nature’s toolbox N2 - Biopolymers are the building blocks of life. Their properties are exploited for material functionalization on the nanoscale in a flexible manner. An overview over current research activities in the field of sensing, nanostrcuturing, radiation damage measurements on DNA and proteins and microfluidics is given. T2 - Outreach talks CY - Online meeting DA - 24.11.2022 KW - DNA KW - Proteins KW - Biopolymers KW - Sensing KW - MPL KW - Nanostructuring KW - G5P KW - Functionalization KW - Polymers PY - 2022 AN - OPUS4-56813 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hahn, Marc Benjamin T1 - Combined experimental and simulational approaches to access radiation damage to DNA-Protein complexes N2 - We combine irradiation experiments at DNA, proteins and their complexes with Geant4 based particle-scattering simulations to understand the degradation mechanisms on a molecular level. T2 - High performance computing workshop CY - Allan, Jordan DA - 26.06.2023 KW - DNA KW - Protein KW - Radiadion damage KW - Geant4 KW - Geant4-DNA KW - MCS KW - Particle scattering simulations KW - gold nanoparticles PY - 2023 AN - OPUS4-57645 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pauw, Brian Richard T1 - Everything SAXS Part 1: Introduction, Sample Requirements and Measurement "Space" N2 - This talk for the Swiss Society for Crystallography (SSCr) workshop on SAXS will introduce scattering from various angles, focusing in particular on: - Information content of X-ray scattering experiments, three entry points… - An introduction to Fourier Transforms - Sample criteria, compatibility, and selection - Key indicators of a measurement – where is the information? - Key indicators of measurement quality - Experiment planning, the basics T2 - Topical workshop of the Swiss Society for Crystallography CY - Zurich, Switzerland DA - 08.09.2023 KW - X-ray scattering KW - Data stewardship KW - Measurement science KW - MOUSE KW - Holistic experiment approaches PY - 2023 AN - OPUS4-58235 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -