TY - RPRT A1 - Munikoti, Vijayendra K. T1 - On the propagation of elastic waves in acoustically anisotropic austenitic materials and at their boundaries during non-destructive inspection with ultrasound N2 - In der vorliegenden Arbeit wird die Ultraschallausbreitung in akustisch anisotropen, homogenen Werkstoffen mit stengelkristalliner Textur wie austenitischen Plattierungen und Schweißverbindungen, austenitischem Guss oder geschweißten Komponenten aus austenitischem Gus modelliert. Die Ergebnisse dieser Arbeit dienen als Vorgabe für Prüfanweisungen und Regelwerke, die besser als bisher an den Prüfgegenstand angepasst sind. T3 - BAM Forschungsberichtreihe - 249 PY - 2001 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-2010 SN - 978-3-89701-655-9 SN - 0938-5533 VL - 249 SP - 1 EP - 233 PB - Wirtschaftsverlag NW CY - Bremerhaven AN - OPUS4-201 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Czichos, Horst A1 - Salomon, Geert T1 - The Application of Systems Thinking and Systems Analysis to Tribology N2 - Two introductory reports on a Systems approach to tribology, refs (1) and (2), have been discussed at the previous meeting of IRG-OECD (London, 1973). The new concepts derived from General Systems Theory, and Mathematical Systems Analysis are combined in the present report and applications in tribology are worked out in greater detail. In introducing the subject it is pointed out once more: (i) all tribo-mechanisms are by definition complex Systems; (ii) friction and wear are operators of tribo-systems (in terms of either a verbal or a mathematical theory of sets); (ii) therefore friction coefficients and wear rates cannot be instrinsic material properties. The nature of complexity in the verbal description of tribo-mechanisms is analyzed, and logical ruies, needed in the analytical procedure, are given;the mathematics are summarized in the Appendix. A general classification of tribo-mechanisms is developed by step-wise analysis, and mathematical expressions for friction and wear processes in steady state Systems are given. The recent experimental advances made by IRG-OECD (refs (15) and (16)) on failure criteria in thin film lubrication are presented in the terminology of Systems analysis, but merely äs an example for the formalization of non-linear tribo-processes. It is concluded that neither the verbal nor the mathematical Systems analysis have, at present, more predictive power than a conventional Interpretation of experimental results. However, dangerous logical errors in the concepts of friction and wear can now be eliminated and, by doing so, a new outlook on tribometry is gained. The practical engineering consequences for the future, functional control of tribo-machinery have already been predicted by Schlösser (ref. 18). T3 - BAM Forschungsberichtreihe - 30 PY - 1974 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-4207 SN - 0938-5533 VL - 30 SP - 1 EP - 22 PB - Bundesanstalt für Materialprüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-420 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN T1 - Annual Report 2002/2003 T2 - Jahresbericht 2002/2003 T3 - BAM Reports/Jahresberichte - 2003 PY - 2003 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-4607 SN - 0934-9456 VL - 2002/2003 SP - 1 EP - 52 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-460 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - THES A1 - Ecker, Melanie T1 - Development, Characterization and Durability of Switchable Information Carriers based on Shape Memory Polymers N2 - The aim of this thesis was the development of switchable information carriers based on shape memory polymers (SMPs) and the investigation of their durability. Deployed as a new kind of security label, such technology may be an effective tool to prevent counterfeiting and product piracy. Thermoplastic as well as thermoset SMPs turned out to be applicable as a specific substrate for the fabrication of switchable information carriers. In particular, a physically cross-linked and semi-crystalline poly(ester urethane) (PEU), and a chemically cross-linked epoxy-based polymer were investigated. Both SMPs were able to undergo distinct changes in shape upon triggering, which is commonly known as the shape memory effect (SME). A key step for the fabrication of switchable information carriers was the development of a suitable technique for a surface-specific coloring of the polymeric base material. In particular, it was necessary to have a thin coat of paint in order to assure sufficient surface contrasts within the subsequently laser-engraved barcodes (e.g. quick response (QR) codes). In detail, coloring was conducted by diffusion of staining solutions, based on organic dyes, into the polymeric matrix. As a result of properly selected exposure times, homogenous layers of paint having thicknesses of about 100 μm, could be produced. In order to obtain room temperature stable, temporary shapes with non-decipherable code information, various programming procedures were applied to the information carriers. These were either based on tensile or on compressive deformation. For instance, when using plane steel plates in the course of compressive deformation, code areas were randomly distorted. By contrast, selective distortions could be achieved using a steel ball type indenter. However, the triggering of the SME resulted in almost complete shape recoveries. As a result, the information carriers could reliably be switched back to readable states. Before the developed information carriers can be brought onto the market, it is important to evaluate their durability against various environmental impacts. Artificial weathering was conducted exemplarily on blue and black colored QR code carriers based on PEU. Various scenarios were selected: exposure to UVA irradiation and aging in aqueous solution. In both cases, the durability was investigated at temperatures below and above the switching temperature of the employed SMP. It turned out, that the limiting factor for the usage of switchable information carriers was a lack of contrast and thus was dye-related. In the case of UV irradiation, the color of the dyes started fading, culminating in unreadable QR codes. For hydrolytic degradation, the non-colored code regions were stained in the course of aging. This originates from the fact that the organic dyes used for coloring were soluble in water. As a consequence, they were able to diffuse easily in and out of the swollen polymeric matrix. For both scenarios, aging at elevated temperature caused acceleration of the observed effects. However, the shape memory properties of the PEU were only slightly influenced by the applied aging scenarios. Next, an additional thermo-responsive security feature was added to the information carriers. Therefore, thermochromic pigments (T-PIGs) were embedded into a PEU matrix. However, in contrast to the organic dyes, the size of the thermochromics microcapsules was too large to diffuse into the polymeric matrix. Thus, another procedure for a surface-specific coloring of the PEU was developed. This mainly included the preparation of a PEU-paste doped with T-PIG by solution mixing. The thermochromic paste was deposited by means of a solvent casting technique as thin layer atop the PEU plaque. After solvent evaporation, tightly connected PEU/PEU-T-PIG laminates were obtained. Beyond that, the layer thickness was adjustable by using a doctor blade for the paste deposition. Subsequent laser ablation finalized the QR code carriers. These were readable at room temperature, but unreadable above the color switching temperature of the employed T-PIGs due to a lack of contrast. Hence, the obtained multifunctional information carriers were characterized by distinct shape memory properties and tunable color switching performances. Furthermore, the combination of several T-PIGs having different colors and switching temperatures resulted in surfaces with multiple and unique temperature-dependent changes in color. Besides that, information carriers with temporarily concealed information could be obtained by covering the QR code with an additional layer doped with T-PIG. N2 - Ziel der Arbeit war es, schaltbare Informationsträger aus Formgedächtnispolymer (FGP) zu entwickeln, und diese auf ihre Beständigkeit gegenüber unterschiedlichen Umwelteinflüssen zu untersuchen. Eingesetzt als neuartige Etiketten könnten diese zur fälschungssicheren Kennzeichnung von Waren verwendet werden. Sowohl thermoplastische als auch duroplastische FGPs waren geeignete Ausgangsmaterialien für solche Informationsträger. Im Speziellen wurde sowohl ein physikalisch quervernetztes, semikristallines Poly(ester urethan) (PEU), als auch ein chemisch quervernetztes, amorphes FGP auf Epoxidbasis näher untersucht. Ein wichtiger Schritt für die Entwicklung von schaltbaren Informationsträgern aus FGP war die Entwicklung eines Färberverfahrens, bei dem das Polymer nur oberflächennah eingefärbt wird. So konnten ausreichend hohe Kontraste in den anschließend mittels Lasergravur eingebrachten Barcodes (z.B. QR engl. quick response Codes) erreicht werden. Die Färbung der Polymeroberflächen durch Diffusion von organischen Färbelösungen in die Polymermatrix stellte sich als probate Methode heraus. Dabei konnte die Eindringtiefe der Farbstoffe durch die Einwirkzeit auf etwa 100 μm eingestellt werden. Um die Informationsträger in stabile, temporäre Formen mit unlesbarer Information zu überführen, wurden unterschiedliche thermomechanische Programmierungsmethoden angewendet. Sowohl Druck- als auch Zugverformung stellten sich hierfür als geeignet heraus. In beiden Fällen waren die Informationen im programmierten Zustand aufgrund zu großer Verzerrungen der QR Codes unlesbar. Durch den Einsatz von konfigurierbaren Stempelwerkzeugen während der Druckverformung war es darüber hinaus möglich, selektive Verformung der Oberfläche zu erreichen. Nach dem Auslösen des Formgedächtniseffektes kehrten die Etiketten nahezu in ihre ursprüngliche Form zurück, sodass die Information dann in jedem Fall wieder lesbar war. Um die Haltbarkeit der neu entwickelten Informationsträger gegenüber Umwelteinflüssen besser beurteilen zu können, wurden gefärbte Etiketten aus PEU künstlich bewittert. Hierfür wurden zwei Alterungsszenarien gewählt: die Degradation durch UVA-Strahlung und die Beständigkeit in wässrigem Medium. In beiden Fällen wurde die Bewitterung unterhalb und oberhalb der Schalttemperatur des Polymers durchgeführt. Die UV-Alterung führte zum Ausbleichen der Farben und somit zum Verlust der Lesbarkeit durch die Abnahme des QR Code Kontrastes. Während der Alterung in Wasser wurden die anfangs ungefärbten Domänen innerhalb des QR Codes nach und nach gefärbt, was ebenfalls zu einem Kontrastverlust führte. Das rührte daher, dass die organischen Farbstoffe wasserlöslich waren und somit in das gequollene Polymer hinein- und hinausdiffundieren konnten. Lagerung bei erhöhter Temperatur führte in beiden Fällen zu einer Beschleunigung der beobachteten Phänomene. Im Gegensatz dazu wurde während der untersuchten Alterungszenarien die Formgedächtnis-Funktionalität des Polymers kaum beeinflusst. Anschließend wurden die Informationsträger mit einem weiteren thermoresponsiven Sicherheitsmerkmal kombiniert. Die hierfür verwendeten thermochromen Pigmente (T-PIGs) waren im Vergleich zu den vorher verwendeten Farbstoffen jedoch zu groß, um in die Polymermatrix hineinzudiffundieren. Daher wurde eine weitere Methode zur oberflächenspezifischen Einfärbung von Polymeren entwickelt. Hierzu wurde zunächst eine viskose PEU-Lösung hergestellt, die im Anschluss mit den T-PIGs vermengt wurde. Die so erhaltene Paste wurde mittels der sogenannten „solvent cast“ Technik als dünner Film auf die Polymeroberfläche aufgebracht. Dabei konnte die Schichtdicke durch den Einsatz eines „doctor blades“ eingestellt werden. Nach dem vollständigen Abdampfen des Lösungsmittels wurden fest verbundene PEU/PEU-T-PIG Laminate erhalten. Die anschließende Lasergravur führte zu Informationsträgern, die bei Raumtemperatur lesbar waren. Oberhalb der Farbumschlagstemperatur der eingesetzten T-PIGs wurden diese jedoch aufgrund von Kontrastverlusten unlesbar. Die so erhaltenen multifunktionalen Informationsträger waren demzufolge neben ihren Formgedächtniseigenschaften durch einstellbare, temperaturabhängige Farbänderungen charakterisiert. Darüber hinaus war es möglich, Informationsträger mit mehreren Farbumschlägen zu erhalten, indem T-PIGs mit unterschiedlichen Farben und Farbumschlagstemperaturen während der Herstellung eingesetzt wurden. In einem weiteren Szenario wurden Informationsträger mit einer Schicht aus thermochromer Paste überdeckt. Als Folge war der Barcode bei Raumtemperatur unter dieser Schicht verborgen und wurde erst beim Erwärmen oberhalb der Schalttemperatur sichtbar und lesbar. T3 - BAM Dissertationsreihe - 132 KW - durability KW - smart materials KW - Shape memory polymers KW - QR codes KW - thermochromism PY - 2015 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-5086 VL - 132 SP - 1 EP - 202 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-508 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Gerisch, Wolfgang A1 - Fritz, Thomas A1 - Steinborn, Susanne T1 - Statistical Consulting in the Frame of VAMAS. The Role of the Technical Working Area. Statistical Techniques for interlaboratory Studios and Relatod Projects N2 - The present Technical Report was written with the intention of fulfilling for needs: (i) for an introduction of research workers in the Technical Working Areas (TWAs) of VAMAS to modern statistical methods and techniques appropriate to improve the effectiveness of experimental research in the scope of the VAMAS co-operative projects in materials science and engineering; (ii) for illustrating the power of such approaches by giving an outline of more recent applications in science and technology; (iii) for developing a feeling on the role and importance of statistical consulting under these circumstances; and (iv) for presenting objectives and a programme to provide and promote statistical consulting within VAMAS by developing the TWA / Advisory Group “Statistical Techniques for Interlaboratory Studies and Relates Projects”. N2 - Ringversuche entwickeln sich zu einem wichtigen Instrument bei der laborübergreifenden Forschung und Prüfung sowie der Akkreditierung, Für die modernen Hochleistungs-werkstoffe gilt dies insbesondere auf den Gebieten der pränormativen Messung mit dem Ziel der Verbesserung und Vergleichbarkeit der Testergebnisse, der Entwicklung und Bewertung von standardisierten Prüfverfahren sowie der Verarbeitung von Werkstoffdaten. T3 - BAM Forschungsberichtreihe - 193 PY - 1993 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-4936 VL - 193 SP - 1 EP - 70 PB - Wirtschaftsverlag NW CY - Bremerhaven AN - OPUS4-493 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -