TY - GEN A1 - Beckenbauer, T. A1 - Root, V. A1 - Radenberg, M. A1 - Nytus, N. A1 - Drewes, B. A1 - Hübner, R. A1 - Recknagel, Christoph A1 - Stöckert, U. A1 - Gottaut, C. T1 - Teilvorhaben VI-II - Optimierung der lärmtechnischen und bautechnischen Wirksamkeit und Nutzungsdauer dichter Asphaltdeckschichten N2 - Straßenverkehr stellt in Deutschland die stärkste Quelle für Lärmbelastungen dar. In 2014 wurde durch den Forschungsverbund Leiser Verkehr ein Bericht zur Situation der Lärmwirkungsforschung in Deutschland veröffentlicht, der den aktuellen Wissensstand zum Einfluss des Verkehrslärms auf die Lebensqualität und die Gesundheit der Bevölkerung dokumentiert. Verschiedene Studien belegen, dass Dauerbelastungen über 65 dB(A) die Betroffenen stark beeinträchtigen. So mindern die hohen Lärmbelastungen nicht nur die Lebensqualität, sondern sie können auch Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Schlafstörungen, kognitive Leistungseinschränkungen und Tinnitus verursachen. Gerade wegen des stetig wachsenden Verkehrsaufkommens sind deshalb Strategien zu entwickeln, die die Bevölkerung noch wirksamer vor Straßenverkehrslärm schützen. Aus dem Verkehrsforschungsprogramm der Bundesregierung wurden seit 2001 die Verbundprojekte Leiser Straßenverkehr gefördert. In 2014 wurde das dritte und letzte Verbundprojekt erfolgreich abgeschlossen. Das Verbundprojekt Leiser Straßenverkehr 3 (LeiStra3) hatte sich als zentrales Ziel gesetzt, Maßnahmen zur Minderung des Straßenverkehrslärms in Ballungsräumen zu entwickeln, die dort aufgrund der hohen Bevölkerungsdichte besonders wirkungsvoll sind. Es wurden verschiedene Forschungsansätze verfolgt, die die Geräuschemission an der Lärmquelle nachhaltig reduzieren. Da die Geräuschemission des fließenden Verkehrs maßgeblich durch Wechselwirkungen an der Kontaktstelle von rollendem Reifen und Fahrbahn bestimmt wird, standen die Reifen-Fahrbahn-Geräusche im Fokus der Untersuchungen. Ein Schlüsselelement in LeiStra3 war die Erweiterung des Simulationsmodells SPERoN zur quantitativen Analyse und Vorhersage der Reifen-Fahrbahn-Geräusche. Systematische Analysen von experimentell aufgenommenen Geräuschspektren mit dem Modell zeigten in LeiStra3, dass neben der Anregung von Reifenschwingungen aerodynamische Effekte im Reifen-Fahrbahn-Kontakt maßgeblich an der Geräuschentstehung beteiligt sein müssen. Um diese aerodynamischen Effekte eingehend charakterisieren und kritische Größen identifizieren zu können, mussten auf einem angemieteten Testgelände Modelloberflächen mit speziellen Texturmustern hergestellt werden, die die Entstehungsmechanismen des Rollgeräusches weitgehend getrennt und unabhängig voneinander anregen. Diese Projektstudien bildeten die Grundlage für die Entwicklung eines tragfähigen physikalischen Modells zur Beschreibung der aerodynamischen Effekte. Im Ergebnis von LeiStra3 lassen sich mit SPERoN 2020 nun reale Fahrbahnoberflächen hinsichtlich ihres Einflusses auf die Reifen-Fahrbahn-Geräusche quantitativ analysieren und Designs für neuartige geräuschmindernde Fahrbahnbeläge zuverlässig synthetisieren. Darüber hinaus stellt das Modell ein leistungsfähiges Modul zur Reifenoptimierung zur Verfügung, mit dem der Einfluss der Profilierung und des Reifenaufbaus auf die Schallabstrahlung und den Rollwiderstand untersucht werden kann. Im Fokus stand dabei die Auswahl und Anwendung geeigneter numerischer Verfahren zur Verkürzung der Rechenzeiten, um ein praxistaugliches Optimierungstool bereit zu stellen. Dies ermöglicht eine effiziente Bestimmung von Schallabstrahlung und Rollwiderstand ohne aufwendigen Prototypenbau. Im Regionalverkehr treten vielfach Beschleunigungs- und Abbremsvorgänge auf, zudem werden häufig enge Kurven durchfahren. Um die nötige Traktion zu gewährleisten, müssen die Antriebsachsreifen Profile mit einem hohen Anteil an Querrillen aufweisen. Diese Blockprofile neigen zu einer starken Schwingungsanregung auf der Fahrbahn und damit zu einer höheren Geräuschemission. In LeiStra3 wurden technologische Ansätze erarbeitet, um Rollgeräusche blockprofilierter Lkw-Reifen über die gesetzlichen Grenzwerte hinaus zu reduzieren. Im Straßenversuch hat eine Entwicklungsvariante einen Schalldruckpegel von 74,4 dB(A) erreicht. Gegenüber den aktuellen Produkten wurde damit eine Geräuschreduzierung von etwa 4 bis 5 dB(A) erzielt. Diese Variante wurde etwa ein Jahr nach Projektabschluss auf dem Markt eingeführt. Darüber hinaus wurden in LeiStra3 schallabsorbierende Unterbodenverkleidungen realisiert, die das Rollgeräusch effizient absorbieren und damit den Vorbeifahrtpegel um bis zu 3 dB(A) mindern können. Mit Blick auf Elektrofahrzeuge wurden grundlegende Untersuchungen zur Reifen-Fahrbahn-Wechselwirkung unter Antriebsmoment und zur psychoakustischen Charakterisierung durchgeführt. Einen weiteren Schwerpunkt in LeiStra3 stellte die Entwicklung leiserer Fahrbahnoberflächen dar. Modellrechnungen belegen, dass die Oberflächengestalt einen starken Einfluss auf die Schwingungsanregung des Reifens und die aerodynamischen Vorgänge in der Kontaktfläche zwischen Reifen und Fahrbahn hat. Aus akustischer Sicht ist es günstig, wenn alle Profilspitzen auf einer Ebene liegen und sich plateauartige Texturen mit schluchtenförmigen Vertiefungen ausbilden. Die lärmtechnisch optimierte Asphaltdeckschicht AC D LOA stellte zu Projektbeginn eine neue Entwicklung in der Straßenbautechnik dar und greift diesen Ansatz auf. Die Deckschicht wurde auf Basis einer dichten Asphaltzusammensetzung konzipiert und zeichnet sich durch eine Korngrößenverteilung aus, die auf eine lärmtechnisch wirksame Oberflächentextur abgestimmt ist. Der erste Einbau von AC D LOA erfolgte 2007 in Düsseldorf im Bereich der kommunalen Straßen. In LeiStra3 wurde daran gearbeitet, die Verdichtungswilligkeit des Asphaltmischgutes zu verbessern. Auf diese Weise lassen sich die Dauerhaftigkeit der Deckschicht und damit ihr lärmtechnischer Nutzen erhöhen. Die Erkenntnisse flossen in die neuen „Empfehlungen für die Planung und Ausführung von lärmtechnisch optimierten Asphaltdeckschichten“ ein, die in 2015 von der Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen herausgegeben wurden. Der Gussasphalt mit offenporiger Oberfläche (engl.: Porous Mastic Asphalt, PMA) zeigt ebenfalls lärmmindernde Effekte. Im Vergleich zum herkömmlichen Gussasphalt enthält der PMA einen wesentlich höheren Anteil grober Gesteinskörnung. Es entsteht eine Deckschicht, die im unteren Bereich dicht und im oberen Bereich offenporig strukturiert ist. Die akustische Wirksamkeit ergibt sich aus der günstigen Oberflächentextur und einem hohen Hohlraumgehalt. In 2009 wurden erste Erprobungsstrecken gebaut, bei denen Schallpegelmessungen nach der Statistischen Vorbeifahrtmethode eine Lärmminderungen von bis zu 3 dB(A) gegenüber dem Referenzwert zeigten. Auf Grundlage dieser Erkenntnisse wurden in LeiStra3 weiterführende Untersuchungen durchgeführt, um die Ausführungssicherheit des PMA zu erhöhen. Zu diesem Zweck wurde die Mischgutzusammensetzung optimiert und Laborverfahren zur Herstellung von praxisnahen Probekörpern für die Mischgutkonzeption entwickelt. Auf den Bundesautobahnen A 553 bei Brühl, A 3 bei Lohmar und A 5 bei Friedberg konnten Erprobungsstrecken mit verschiedenen PMA-Varianten hergestellt werden. Diese wurden hinsichtlich der Mischgut- und Einbauparameter untersucht. Außerdem wurde in LeiStra3 untersucht, inwieweit der Herstellungsprozess von Elektroofenschlacke (EOS) verbessert werden kann, um bestimmte Kornformen und Korngrößen gezielt zu erzeugen und damit einen hochwertigen Ausgangswerkstoff für den Asphaltstraßenbau zu gewinnen. Im ersten Schritt wurden dazu EOS-Körnungen hinsichtlich ihrer bautechnischen Eignung geprüft und darauf aufbauend das Potenzial verschiedener Prozessrouten bewertet. Mit einer ausgewählten EOSKörnung (EloMinit®) konnten zwei Asphaltdeckschichtvarianten konzipiert und im Mai 2014 auf einem Testfeld eingebaut werden. Die Nachgiebigkeit bestimmt neben der Oberflächentextur und der Offenporigkeit die akustischen Eigenschaften eines Fahrbahnbelags. Ein Ziel in LeiStra3 war es, Asphaltkonstruktionen durch die Nutzung der schwingungsdämpfenden Eigenschaften des Straßenoberbaus geräuschmindernd zu gestalten. Dabei wurden verschiedene Ansätze wie die Integration einer elastischen Dämpfungsschicht oder die Konzeption eines Asphaltmischgutes mit schwingungsdämpfenden Eigenschaften verfolgt. Im Bereich Betonbauweisen stand die Herstellung einer Betondecke mit offenporiger Oberfläche (COPS) im Vordergrund. Die Grundidee des Systems COPS greift die im Asphaltstraßenbau bereits erfolgreich eingesetzte Mischgutkonzipierung mit hohem Grobkornanteil und einer feinkörnigen standfesten Bindemittel-/Mörtelphase auf. Während des Einbauvorganges sinkt der feinkörnige Mörtel nach unten ab, so dass innerhalb der oberen 10 mm der Deckschicht eine offenporige Oberfläche entsteht. In Laborversuchen wurde die Betonrezeptur so eingestellt, dass ein kontrolliertes Absetzverhalten des Zementleimes erreicht wird. Die Betonrezeptur muss möglichst stabil gegenüber Einflüssen von Witterung und Einbau sein, um die vorteilhaften akustischen Eigenschaften der fertigen Betondeckschicht sicherzustellen. Im Verbundprojekt LeiStra3 haben Partner aus Wirtschaft und Wissenschaft in einer interdisziplinär angelegten Forschungsarbeit gemeinsam Lösungen erarbeitet, mit denen das Lärmminderungspotenzial von Reifen, Fahrzeug und Fahrbahn weiter ausgeschöpft werden kann. In allen Arbeitspaketen wurden zahlreiche Ergebnisse und Erkenntnisse gewonnen, die dazu beigetragen haben, die bestehende Technik zu verbessern, die Impulse zur Entwicklung neuer Technologien gesetzt haben und auf deren Basis das Technische Regelwerk fortgeschrieben wurde. KW - Innovation KW - Lärmminderung KW - Straßenbeläge PY - 2017 UR - https://bast.opus.hbz-nrw.de/frontdoor/index/index/docId/2056 N1 - Das Verbundprojekt "Leiser Straßenverkehr 3" wurde durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie unter dem Förderkennzeichen 19U10016 A-M gefördert. SP - 312 EP - 381 PB - Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) CY - Bergisch Gladbach AN - OPUS4-54612 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schaupp, Thomas A1 - Burger, S. A1 - Kannengießer, Thomas A1 - Zinke, M. A1 - Jüttner, S. T1 - Berichterstattung zum laufenden Projekt: „Ermittlung geeigneter Wärmeführungen zur Wasserstoffreduktion beim Schweißen höherfester Feinkornbaustähle mit modifiziertem Sprühlichtbogen“ N2 - Dieses Dokument fasst den Projekfortschritt des BAM-Projektes "Ermittlung geeigneter Wärmeführungen zur Wasserstoffreduktion beim Schweißen höherfester Feinkornbaustähle mit modifiziertem Sprühlichtbogen" im Rahmen des Fachausschusses 1 "Schweißmetallurgie & Werkstoffverhalten" des DVS e. V. zusammen. T2 - Sitzung des Fachausschusses 01 "Schweißmetallurgie & Werkstoffverhalten" der Forschungsvereinigung Schweißen und verwandte Verfahren des DVS e. V. CY - Düsseldorf, Germany DA - 22.03.2017 KW - Hochfester Feinkornbaustahl KW - Wasserstoff KW - MAG-Schweißen PY - 2017 AN - OPUS4-53673 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schaupp, Thomas A1 - Burger, S. A1 - Kannengießer, Thomas A1 - Zinke, M. A1 - Jüttner, S. T1 - Abschlussbericht zum Projekt: „Ermittlung geeigneter Wärmeführungen zur Wasserstoffreduktion beim Schweißen höherfester Feinkornbaustähle mit modifiziertem Sprühlichtbogen“ N2 - Dieses Dokument fasst die Ergebnisse des BAM-Projektes "Ermittlung geeigneter Wärmeführungen zur Wasserstoffreduktion beim Schweißen höherfester Feinkornbaustähle mit modifiziertem Sprühlichtbogen" im Rahmen des Fachausschusses 1 "Schweißmetallurgie & Werkstoffverhalten" des DVS e. V. zusammen. T2 - Sitzung des Fachausschusses 01 "Schweißmetallurgie & Werkstoffverhalten" der Forschungsvereinigung Schweißen und verwandte Verfahren des DVS e. V. CY - Magdeburg, Germany DA - 19.10.2017 KW - Hochfester Feinkornbaustahl KW - Wasserstoff KW - MAG-Schweißen PY - 2017 AN - OPUS4-53674 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Neubert, S. A1 - Pittner, Andreas A1 - Rethmeier, Michael T1 - Influence of non-uniform martensitic transformation on residual stresses and distortion of GMA-welding N2 - A combined experimental and numerical approach is applied for a numerical analysis of the non-uniform martensitic transformation kinetic on welding residual stresses and distortion of a single pass weld. The (γ → α)-transformation kinetic within the weld pool region is governed by a non-uniform distribution of the elements chromium and nickel. The single-pass weld was performed by use of the low-alloyed high-strength steel S960QL with the high-alloyed high-strength filler wire CN 13/4-IG®. A thermo-mechanical FE model of the welding process was experimentally validated against temperature field, solid phase distribution, transformation behaviour, X-Ray stress measurements and transient optical distortion measurements. The experimentally determined and calculated weld residual stresses and transient distortion are in good agreement. It can be shown that the change on the (γ → α)-transformation kinetic driven by the inhomogeneous distribution of the chemical contents causes a strong influence on the weld residual stresses within the volume of the weld pool, which could promote crack propagation within the solidified weld pool by use of high-alloyed filler materials. Furthermore, a significant influence on the development of the transient welding distortion is visible. This influence should be respected during numerically calculation of welding distortion in case of multi-pass welding using interpass temperatures and high-alloyed filler materials. KW - Welding residual stresses KW - FEA KW - Welding simulation KW - Dissimilar welding KW - Transformable steels PY - 2017 DO - https://doi.org/10.1016/j.jcsr.2016.08.020 SN - 0143-974X SN - 1873-5983 VL - 128 SP - 193 EP - 200 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-37276 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Gollnow, C. A1 - Griesche, Axel A1 - Weidemann, Jens A1 - Kannengießer, Thomas T1 - Influence of external loads on a characteristic angle between grains and solidus line as an indicator for hot cracking susceptibility during GTA welding N2 - A long list of criteria determining the hot cracking susceptibility already exists. A main influence on solidification cracking can result from the design of the welded construction, i.e. from the influence of external loads. Using the Controlled Tensile Weldability (CTW) test, an external load hot cracking test, the influence of constant pre-load and different extension rates on the solidification cracking behavior of GTA (Gas Tungsten Arc) welds in an austenitic (AISI 309) and a ferritic (AISI 441) steel were investigated. Compared to specimens welded allowing free shrinkage and welded with an applied constant tensile pre-load, the specimens welded during the application of increasing tensile load show solidification cracks. In the weld seams, a characteristic angle α between the predominantly columnar grains and the fusion line can be observed. Specimens showing solidification cracks show a significantly larger angle α compared to the crack-free specimens. Based on these observations, the characteristic angle α is proposed as a new hot cracking criterion. KW - Hot cracking KW - External load test KW - Component design KW - Crack criterion KW - Grain growth PY - 2017 DO - https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2016.08.013 VL - 239 SP - 172 EP - 177 PB - Elsevier AN - OPUS4-37278 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Nolze, Gert A1 - Hielscher, R. A1 - Winkelmann, Aimo T1 - Electron backscatter diffraction beyond the mainstream N2 - We present special applications of electron backscatter diffraction (EBSD) which aim to overcome some of the limitations of this technique as it is currently applied in the scanning electron microscope. We stress that the raw EBSD signal carries additional information which is useful beyond the conventional orientation determination. The background signal underlying the backscattered Kikuchi diffraction (BKD) patterns reflects the chemical composition and surface topography but also contains channeling-in information which is used for qualitative real-time orientation imaging using various backscattered electron signals. A significantly improved orientation precision can be achieved when dynamically simulated pattern are matched to the experimental BKD patterns. The breaking of Friedel’s rule makes it possible to obtain orientation mappings with respect to the point-group symmetries. Finally, we discuss the determination of lattice parameters from individual BKD patterns. Subgrain structure in a single quartz grain. The increased noise level in the left map reflects the lower precision of a standard orientation determination using band detection by the Hough transform. The right map results from the same experimental raw data after orientation refinement using a pattern matching approach. The colors correspond an adapted inverse pole figure color key with a maximum angular deviation of about 2° from the mean orientation. KW - Electron backscatter diffraction PY - 2017 DO - https://doi.org/10.1002/crat.201600252 SN - Online 1521-4079 VL - 52 IS - 1 SP - Special Issue - Article Number: UNSP 1600252, 1 EP - 24 PB - WILEY-VCH AN - OPUS4-37935 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Martin, S. A1 - Walnsch, A. A1 - Nolze, Gert A1 - Leineweber, A. A1 - Léaux, F. A1 - Scheuerlein, C. T1 - The crystal structure of (Nb0.75Cu0.25)Sn-2 in the Cu-Nb-Sn system N2 - During the processing of superconducting Nb3Sn wire, several intermediate intermetallic phases including a previously encountered Cu-Nb-Sn phase show up. The yet unknown crystal structure of this phase is now identified by a combination of different experimental techniques and database search to be of the hexagonal NiMg2 type with a proposed composition of about (Nb0.75Cu0.25)Sn2. The structure determination started from an evaluation of the lattice parameters from EBSD Kikuchi patterns from quenched material suggesting hexagonal or orthorhombic symmetry. A database search then led to the hexagonal NiMg2 type structure, the presence of which was confirmed by a Rietveld analysis on the basis of high energy synchrotron X-ray powder diffraction data. Assuming a partial substitution of Nb in orthorhombic NbSn2 by Cu, the change of the valence electron concentration provokes a structural transformation from the CuMg2 type for NbSn2 to the NiMg2 type for (Nb0.75Cu0.25)Sn2. In the previous literature the (Nb0.75Cu0.25)Sn2 phase described here has occasionally been referred to as Nausite. KW - Electron backscatter diffraction KW - X-ray diffraction KW - Intermetallic compound KW - Structure solution KW - Superconductor PY - 2017 DO - https://doi.org/10.1016/j.intermet.2016.09.008 SN - 0966-9795 SN - 1879-0216 VL - 80 SP - 16 EP - 21 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-37874 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Cappella, Brunero T1 - Force-distance curves on lubricant films: An approach to the characterization of the shape of the AFM tip N2 - Force-distance curves have been acquired with an atomic force microscope on perfluorpolyether films. It is shown that curves acquired on films of different thickness, at different rates and with different dwell times can be overlapped by rescaling the time or distance axis.When the time or distance axis is rescaled,the force depends only on the surface tension of perfluorpolyether and on geometrical properties of thetip (aperture and perimeter of the tip at a given distance from the apex). Hence, curves acquired with thesame tip overlap. By comparing curves acquired at different rates the dynamics of tip-wetting can be investigated. Fur-thermore, rescaled force-distance curves have been matched with the perimeter of cross sections ofthe tip, i.e. with the perimeter of the three-phase contact line. Such measurements pave the way for anon-destructive investigation of the tip shape. KW - Lubricant films KW - Surface tension KW - Atomic force microscopy KW - Force-distance curves KW - AFM tip shape PY - 2017 DO - https://doi.org/10.1016/j.micron.2016.11.006 SN - 0968-4328 VL - 93 SP - 20 EP - 28 AN - OPUS4-38391 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Stegemann, Robert A1 - Cabeza, Sandra A1 - Lyamkin, V. A1 - Bruno, Giovanni A1 - Pittner, Andreas A1 - Wimpory, Robert A1 - Boin, M. A1 - Kreutzbruck, Marc T1 - Residual stress characterization of steel TIG welds by neutron diffraction and by residual magnetic stray field mappings N2 - The residual stress distribution of tungsten inert gas welded S235JRC+C plates was determined by means of neutron diffraction(ND). Large longitudinal residual stresses with maxima around 600 MPa were found. With these results as reference, the evaluation of residual stress with high spatial resolution GMR (giant magneto resistance) sensors was discussed. The experiments performed indicate a correlation between changes in residual stresses (ND) and the normal component of local residual magnetic stray fields (GMR). Spatial variations in the magnetic field strength perpendicular to the welds are in the order of the magnetic field of the earth. KW - GMR KW - Magnetic stray field KW - Neutron diffraction KW - Residual stress KW - TIG-welding PY - 2017 DO - https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2016.11.102 SN - 0304-8853 SN - 1873-4766 VL - 426 SP - 580 EP - 587 PB - Elsevier CY - Amsterdam AN - OPUS4-38678 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Bonse, Jörn A1 - Höhm, S. A1 - Kirner, Sabrina V. A1 - Rosenfeld, A. A1 - Krüger, Jörg T1 - Laser-induced periodic surface structures — a scientific evergreen N2 - Laser-induced periodic surface structures (LIPSS, ripples) are a universal phenomenon and can be generated on almost any material upon irradiation with linearly polarized radiation. With the availability of ultrashort laser pulses, LIPSS have gained an increasing attraction during the past decade, since these structures can be generated in a simple single-step process, which allows a surface nanostructuring for tailoring optical, mechanical, and chemical surface properties. In this study, the current state in the field of LIPSS is reviewed. Their formation mechanisms are analyzed in ultrafast time-resolved scattering, diffraction, and polarization constrained double-pulse experiments. These experiments allow us to address the question whether the LIPSS are seeded via ultrafast energy deposition mechanisms acting during the absorption of optical radiation or via self-organization after the irradiation process. Relevant control parameters of LIPSS are identified, and technological applications featuring surface functionalization in the fields of optics, fluidics, medicine, and tribology are discussed. KW - Laser ablation KW - Nanostructures KW - Surface functionalization KW - Surface texture KW - Laser-induced periodic surface structures (LIPSS) PY - 2017 DO - https://doi.org/10.1109/JSTQE.2016.2614183 SN - 1077-260X SN - 1558-4542 VL - 23 IS - 3 SP - 9000615 PB - IEEE AN - OPUS4-38633 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schaupp, Thomas A1 - Kannengießer, Thomas T1 - Einfluss von Schweißprozessparametern auf den Wasserstoffeintrag in Ein- und Mehrlagenschweißungen aus hochfestem Feinkornbaustahl N2 - Um den wachsenden Anforderungen nach Leichtbau und Ressourceneffizienz im Kran-, Nutzfahrzeug- und Brückenbau gerecht zu werden, kommen in diesen Industriebranchen vermehrt hochfeste Feinkornbaustähle mit Streckgrenzen von mehr als 690 MPa zum Einsatz. Allerdings erfordern diese Stähle bei der schweißtechnischen Verarbeitung äußerste Sorgfalt, weil gerade die Sensibilität gegenüber einer Degradation der mechanischen Eigenschaften, durch den im Lichtbogen aufgenommenen Wasserstoff, mit steigender Festigkeit signifikant zunimmt und zur wasserstoffunterstützten Kaltrissbildung führen kann. In diesem Vortrag werden Ergebnisse vorgestellt, die den Einfluss von Kontaktrohrabstand, Drahtvorschub sowie Schweißspannung auf den Wasserstoffeintrag in Ein- und Mehrlagenschweißungen aus hochfestem Feinkornbaustahl zeigen. Dabei wird der konventionelle Lichtbogen mit dem modernen modifizierten Sprühlichtbogen verglichen. Ziel ist es, durch geeignete Wärmeführungen die Wasserstoffkonzentration in Schweißverbindungen zu reduzieren, um somit die Gefahr einer wasserstoffunterstützten Kaltrissbildung zu minimieren. T2 - MDDK – Master-, Diplomanden- und Doktorandenkolloquium CY - Universität Magdeburg, Germany DA - 26.01.2017 KW - Hochfeste Feinkornbaustähle KW - Wasserstoffeintrag KW - MAG-Schweißen KW - Modifizierter Sprühlichtbogen KW - Schweißprozessparameter PY - 2017 AN - OPUS4-39051 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Leng, Jing A1 - Kang, N. A1 - Wang, D.-Y. A1 - Wurm, Andreas A1 - Schick, C. A1 - Schönhals, Andreas T1 - Crystallization behavior of nanocomposites based on poly(L-lactide) and MgAl layered double hydroxides - Unbiased determination of the rigid amorphous phases due to the crystals and the nanofiller N2 - Semicrystalline polymers have to be described by a three phase model consisting of a mobile amorphous (MAF), a crystalline (CF), and a rigid amorphous fraction (RAF). For nanocomposites based on a semicrystalline polymer the RAF is due to both the crystallites (RAFcrystal) and the filler (RAFfiller). Polymer nanocomposite based on poly(L-lactide) and MgAl layered double hydroxide nanofiller were prepared. Due to the low crystallization rate of PLA ist crystallization can be suppressed by a high enough cooling rate, and the RAF is due only to the nanofiller. The MAF, CF, and RAF were estimated by Temperature Modulated DSC. For the first time CF, MAF, RAFcrystal, and RAFfiller could be estimated. It was found, that RAFfiller increases linearly with the concentration of the nanofiller for this system. Furthermore, RAFcrystal is only slightly influenced by the presence of the nanofiller. KW - Polymer based nanocomposites PY - 2017 DO - https://doi.org/10.1016/j.polymer.2016.11.065 SN - 0032-3861 SN - 1873-2291 VL - 108 SP - 257 EP - 264 PB - Elesevier AN - OPUS4-39052 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Weltschev, Margit T1 - Werkstoffverträglichkeit von Behältern für die Beförderung gefährlicher Güter N2 - Die BAM-Liste - Anforderungen an Tanks für die Beförderung gefährlicher Güter – mit den Beständigkeitsbewertungen metallischer und polymerer Werkstoffe ist Grundlage für die stoffbezogenen Baumusterzulassungen für Tankcontainer und ortsbewegliche Tanks zur Beförderung gefährlicher Güter durch die BAM seit der Herausgabe der 1. Auflage 1989. Diese Beständigkeitsbewertungen werden nicht nur bundesweit, sondern weltweit als Erkenntnisquelle genutzt. Für die Zulassung von Kesselwagen und Tankfahrzeugen werden diese Daten auch herangezogen. Die Werkstoffbeständigkeitsdaten und der damit verbundene Informationsservice der BAM haben mit Sicherheit dazu beigetragen, Leckagen von Tanks aufgrund des Einsatzes von Tanks/Kesselwagen aus einem gegenüber dem Füllgut unbeständigem Tankwerkstoff oder Dichtungswerkstoff zu vermeiden. T2 - Ausgewählte Kapitel der Werkstofftechnik - Werkstoffe und Fertigungstechnik CY - Wuppertal, Germany DA - 13.01.2017 KW - Werkstoffbeständigkeit KW - Tankwerkstoffe KW - Dichtungswerkstoffe KW - BAM-Liste KW - Datenbank Gefahrgut PY - 2017 AN - OPUS4-38974 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beck, Uwe A1 - Hiratsuka, M. A1 - Spindler, Ch. A1 - Ohtake, N. A1 - Hertwig, Andreas A1 - Becker, J. A1 - Gäbler, J. A1 - Neubert, Th. A1 - Vergöhl, M. A1 - Winkler, J. A1 - Eypert, C. T1 - Interlaboratory comparison: optical property classification of carbon-based films by ellipsometry N2 - The paper addresses the “INTERLABORATORY COMPARISON: OPTICAL PROPERTY CLASSIFICATION OF CARBON-BASED FILMS BY ELLIPSOMETRY” and the following points are discussed in more detail: Established classification for mechanical properties, Complementary classification for optical properties, Ellipsometry for determination of optical constants n-k plane as material fingerprint, Samples, participants & set-ups (samples: Japan, participants: Japan, Germany, France, set-ups: Japan, Germany, USA) and Results of interlaboratory comparison: thickness, n & k. T2 - ISO TC 107 Meeting Tokyo CY - Tokio, Japan DA - 17.01 2017 KW - Interlaboratory Comparison KW - Optical Property KW - Carbon-based Films KW - Ellipsometry PY - 2017 AN - OPUS4-39028 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schreier, Andy T1 - Distributed Brillouin sensors based on POF - a brief overview N2 - Easy to handle and stretchable polymer optical fibres for sensor applications Basic idea of stimulated Brillouin scattering Brillouin threshold for PMMA-POF and PFGI-POF in comparison Sensorial behavior of Brillouin scattering in PFGI-POF and silica SMF Basics and classification of distributed Brillouin sensing methods Basic idea of dynamic Brillouin sensing T2 - Institutsseminar Hochfrequenztechnik CY - Technische Universität Braunschweig, Germany DA - 24.01.2017 KW - Distributed sensing KW - Brillouin KW - Polymer optical fibre PY - 2017 AN - OPUS4-39030 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Babutzka, Martin A1 - Burkert, Andreas A1 - Heyn, A. T1 - Korrosionsuntersuchungen mit gelartigen Elektrolyten zur Beschreibung der Korrosionsschutzwirkung von Zinküberzügen N2 - Ein neuer Ansatz bei elektrochemischen Korrosionsuntersuchungen kann durch den Einsatz von gelartigen Elektrolyten als Alternative zu wässrigen Prüfelektrolyten beschritten werden. Gelartige Elektrolyte ermöglichen minimalinvasive Untersuchungen an natürlich gebildeten Zinkdeckschichten. Dadurch können korrosionsrelevante Kennwerte ermittelt werden, die Aussagen zur Deckschichtbildung und zur Stabilität der gebildeten Deckschichten unter verschiedenen klimatischen Bedingungen erlauben. In diesem Beitrag wird anhand verschiedener Deckschichtzustände an Zink der Mehrwert von Untersuchungen mit gelartigen Elektrolyten für die Korrosionsforschung verdeutlicht. T2 - 16. Tagung "Korrosionsschutz in der maritimen Technik" CY - Hamburg, Germany DA - 25.01.2017 KW - Deckschichtbildung KW - Layer formation KW - Gelartige Elektrolyte KW - Gel-type electrolytes KW - Korrosionsprüfung KW - Corrosion testing KW - Zinkdeckschichten KW - Zinc coatings PY - 2017 AN - OPUS4-39039 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Babutzka, Martin A1 - Burkert, Andreas A1 - Heyn, A. T1 - Korrosionsuntersuchungen mit gelartigen Elektrolyten zur Beschreibung der Korrosionsschutzwirkung von Zinküberzügen N2 - Ein neuer Ansatz bei elektrochemischen Korrosionsuntersuchungen kann durch den Einsatz von gelartigen Elektrolyten als Alternative zu wässrigen Prüfelektrolyten beschritten werden. Gelartige Elektrolyte ermöglichen minimalinvasive Untersuchungen an natürlich gebildeten Zinkdeckschichten. Dadurch können korrosionsrelevante Kennwerte ermittelt werden, die Aussagen zur Deckschichtbildung und zur Stabilität der gebildeten Deckschichten unter verschiedenen klimatischen Bedingungen erlauben. In diesem Beitrag wird anhand verschiedener Deckschichtzustände an Zink der Mehrwert von Untersuchungen mit gelartigen Elektrolyten für die Korrosionsforschung verdeutlicht. T2 - 16. Tagung "Korrosionsschutz in der maritimen Technik" CY - Hamburg, Germany DA - 25.01.2017 KW - Deckschichtbildung KW - Layer formation KW - Gelartige Elektrolyte KW - Gel-type electrolytes KW - Korrosionsprüfung KW - Corrosion testing KW - Zinkdeckschichten KW - Zinc coatings PY - 2017 SN - 978-3-935406-64-2 VL - 16 SP - 35 EP - 44 AN - OPUS4-39041 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Steger, Jörg T1 - Erarbeitung einer geeigneten Probengeometrie zur provozierten Spannungsrelaxationsrissbildung -aktueller Stand- N2 - Erarbeitung einer Probengeometrie durch die sich ein Selbstbeanspruchungszustand realisieren lässt, welcher rissinitiierend wirkt. Untersuchte U-Nutgeometrie führte zu keiner Rissinitiierung. Änderung der Probengeometrie in Schlitzprobe. Wahl von risskritischen Schweißparametern. T2 - MDDK Magdeburg CY - Magdeburg, Germany DA - 26.01.2017 KW - SRC KW - Warmfester Stahl PY - 2017 AN - OPUS4-39042 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schröpfer, Dirk A1 - Kromm, Arne A1 - Kannengießer, Thomas T1 - Engineering approach to assess residual stresses in welded components N2 - Present trends to lightweight design lead to an expanding relevance of high-strength fine-grained structural steels especially in mobile crane constructions. With growing material strength, the challenge for welding fabrication increases, since high loading capacities and safety requirements have to be accomplished. The utilisation of the high strength potential often requires complex constructions associated with high restraint conditions while welding. Increased residual stresses may occur due to superimposing reaction and restraint stresses, which have to be quantified and evaluated to ensure the safety and integrity of high-strength steel constructions. Particularly, the scope of residual stresses has to be taken into account for different effects in the HAZ, notches, weld and base metal. Commonly, conservative assumptions of residual stresses lead to distinct underestimations of the load bearing capacity particularly for welded high-strength steel constructions. This study concludes results of recent works of the researchers regarding the complex interaction among heat control, material and restraint intensity on the residual stress state in welded components. These analyses are extended by further experiments. Based on the obtained major effects, an approach for a welding residual stress assessment regarding component design according to prevailing standards for crane construction, an important application for high-strength steels, is presented. KW - Process parameters KW - Residual stresses KW - MAG welding KW - Restraint KW - High-strength steels PY - 2017 DO - https://doi.org/10.1007/s40194-016-0394-9 SN - 0043-2288 SN - 1878-6669 VL - 91 IS - 1 SP - 91 EP - 106 PB - Springer CY - Berlin, Heidelberg AN - OPUS4-39044 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Müller, Philipp A1 - Miccoli, Lorenzo A1 - Fontana, Patrick A1 - Ziegert, C. T1 - Development of partial safety factors for earth block masonry N2 - The main aim of the research was the development of a first valid database for material parameters of earth block masonry (EBM) with particular regard to statistical characteristics. A solid database is needed for the determination of the materials partial safety factor. Therefore, compressive strength tests were carried out with two types of earth blocks and two types of prefabricated earth mortar. The evaluation has shown that the mean variation of the compressive strength was remarkably less than expected, which indicates high quality standards of the components earth block and mortar with regard to industrial production. Using the reliability method, a partial safety factor for EBM subjected to compression was determined on the basis of these test results. The findings have shown that a common calculation method for EBM based on partial safety factors following the valid masonry construction standard is feasible. KW - Partial safety factor KW - Earth block masonry (EBM) KW - Reliability KW - Compressive strength PY - 2017 DO - https://doi.org/10.1617/s11527-016-0902-9 SN - 1871-6873 SN - 1359-5997 VL - 50 IS - 1 SP - 1 EP - 14 PB - Springer AN - OPUS4-38937 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Häusler, Ines A1 - Moeck, P. A1 - Volz, K. A1 - Neumann, W. T1 - Orientation relationships of Mn0.75Ga0.25As crystallites on and within GaAs determined by scanning nano beam electron diffraction N2 - Mn0.75Ga0.25As crystallites, partially embedded on and fully embedded within a single crystalline matrix of GaAs formed during metal organic vapor phase epitaxy (MOVPE) of Mn-rich (Mn,Ga)As on (001) oriented GaAs wafers. Phase and orientation analysis of these crystallites were performed with scanning nano beam electron diffraction (SNBED). The investigation of plan-view specimens using a liquid nitrogen cooling stage enabled the phase and orientation analysis of partially embedded ferromagnetic a-phase particles. In all specimens the following two orientation relationships (O) between the a-phase particles and the GaAs matrix were determined: O1: [1-2.0] Mn0.75Ga0.25As || [110] GaAs and [10.2] Mn0.75Ga0.25As || [-110] GaAs O2: [10.2] Mn0.75Ga0.25As || [110] GaAs and [1-2.0] Mn0.75Ga0.25As || [-110] GaAs. The study of cross-sectional specimens enabled the analysis of fully embedded crystallites. It could be unambiguously detected that a fully embedded crystallite has the structure of the atomically ordered monoclinic β' phase. The β' phase crystallite consists of two domains which are related in twin positions to each other. The orientation relations of the different particles are illustrated by color coded stereographic projections. KW - (Mn,Ga)As crystallites KW - Scanning nano beam electron diffraction KW - Crystal phase determination KW - Orientation mapping KW - STEM/TEM imaging PY - 2017 DO - https://doi.org/10.1002/crat.201600261 SN - 1521-4079 SN - 0232-1300 VL - 52 IS - 1, Special Issue: Anniversary Issue: 50 Years of Crystal Research & Technology SP - 138 EP - 145 PB - Wiley AN - OPUS4-38939 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Sproesser, G. A1 - Change, Y.-J. A1 - Pittner, Andreas A1 - Finkbeiner, M. A1 - Rethmeier, Michael ED - Stark, R. ED - Bonvoisin, J. ED - Seliger, G. T1 - Sustainable technologies for thick metal plate welding N2 - Welding is the most important joining technology. In the steel construction industry, e.g. production of windmill sections, welding accounts for a main part of the manufacturing costs and resource consumption. Moreover, social issues attached to welding involve working in dangerous environments. This aspect has unfortunately been neglected so far, in light of a predominant focus on economics combined with a lack of suitable assessment methods. In this chapter, exemplary welding processes are presented that reduce the environmental and social impacts of thick metal plate welding. Social and environmental Life Cycle Assessments for a thick metal plate joint are conducted for the purpose of expressing and analysing the social and environmental impacts of welding. Furthermore, it is shown that state-of-the-art technologies like Gas Metal Arc Welding with modified spray arcs and Laser Arc-Hybrid Welding serve to increase social and environmental performance in contrast to common technologies, and therefore offer great potential for sustainable manufacturing. KW - Human health G. KW - Life cycle assessment (LCA) KW - Arc welding KW - Laser arc-hybrid welding KW - Resource efficiency KW - Social life cycle assessment (SLCA) PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-390025 SN - 978-3-319-48513-3 SN - 978-3-319-48514-0 DO - https://doi.org/10.1007/978-3-319-48514-0 SN - 2194-0541 SN - 2194-055X SP - 71 EP - 84 PB - Springer CY - Cham, Switzerland AN - OPUS4-39002 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Wu, C. A1 - Schwibbert, Karin A1 - Achazi, K. A1 - Landsberger, Petra A1 - Gorbushina, Anna A1 - Haag, R. T1 - Active antibacterial and antifouling surface coating via a facile one-step enzymatic cross-linking N2 - Prevention of microbial contamination of surfaces is one of the biggest challenges for biomedical applications. Establishing a stable, easily produced, highly antibacterial surface coating offers an efficient solution but remains a technical difficulty. Here, we report on a new approach to create an in situ hydrogel film-coating on glass surfaces made by enzymatic cross-linking under physiological conditions. The cross-linking is catalyzed by horseradish peroxidase (HRP)/glucose oxidase (GOD)-coupled cascade reactions in the presence of glucose and results in 3D dendritic polyglycerol (dPG) scaffolds bound to the surface of glass. These scaffolds continuously release H2O2 as long as glucose is present in the system. The resultant polymeric coating is highly stable, bacterial-repellent, and functions under physiological conditions. Challenged with high loads of bacteria (OD540 = 1.0), this novel hydrogel and glucose-amended coating reduced the cell viability of Pseudomonas putida (Gram-negative) by 100% and Staphylococcus aureus (Gram-positive) by ≥40%, respectively. Moreover, glucose-stimulated production of H2O2 by the coating system was sufficient to kill both test bacteria (at low titers) with >99.99% Efficiency within 24 h. In the presence of glucose, this platform produces a coating with high effectiveness against bacterial adhesion and survival that can be envisioned for the applications in the glucose-associated medical/oral devices. KW - Antifouling KW - Surface coating KW - Biofilm KW - Bacterial adhesion PY - 2017 DO - https://doi.org/10.1021/acs.biomac.6b01527 SN - 1525-7797 SN - 1526-4602 VL - 18 IS - 1 SP - 210 EP - 216 AN - OPUS4-39003 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Linhares, F.N. A1 - Kersch, M. A1 - Niebergall, Ute A1 - Leite, M.Ch.A.M. A1 - Altstädt, V. A1 - Furtado, C.R.G. T1 - Effect of different sulphur-based crosslink networks on the nitrile rubber resistance to biodiesel N2 - Biodiesel possesses some comparable physical properties to petroleum diesel in addition to its improved environmental benefits. Nonetheless, both fuels differ greatly with respect to their chemical compositions. Therefore, the compatibility of the materials, which are commonly employed in contact with diesel, must also be assured for biodiesel. This paper assessed the influence of sulphur-based curing systems on the resistance of nitrile rubber to soybean biodiesel. Formulations were prepared using highacrylonitrile-content nitrile rubber by employing a two-level experimental design. The amounts of two different accelerators and sulphur were varied to achieve different types of vulcanisation systems. Thermal analyses, mechanical tests and microscopy analyses were conducted to evaluate the behaviour of the material after contact with biodiesel. The results showed that the choice of the accelerator played an important role on the resistance of the rubber to the biofuel, and crosslink density was not a key factor with respect to the resistance. KW - Soyean oil KW - Nitrile rubber KW - Compatibility KW - Vulcanisation system KW - Biodiesel KW - Resistance PY - 2017 DO - https://doi.org/10.1016/j.fuel.2016.11.060 SN - 0016-2361 SN - 1873-7153 VL - 191 SP - 130 EP - 139 AN - OPUS4-39006 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pfretzschner, Beate A1 - Griesche, Axel A1 - Schaupp, Thomas T1 - In-situ ED-XRD und Radiographie während eines Zugversuchs an wasserstoffbeladenem Supermartensit N2 - Die Ergebnisse von in-situ Experimenten am Berliner Elektronenspeicherring (BESSY II) werden vorgestellt. Es wurden Zugversuche an wasserstoffbeladenen und wasserstofffreien supermartensitischen Proben durchgeführt und Diffraktionsspektren und radiographische Bilder aufgenommen. Die energiedispersive Röntgendiffraktion ermöglichte dabei die dehnungsinduzierte Phasenumwandlung von Restaustenit zu Martensit in-situ zu beobachten. Die Radiographiebilder der zerreisenden Probe gaben Einblicke in das Bruchverhalten in Abhängigkeit vom Wasserstoffgehalt des Supermartensits. T2 - Forschungsseminar des Lehrstuhls Fügetechnik CY - OvGU, Lehrstuhl Fügetechnik, Magdeburg, Germany DA - 10.01.2017 KW - energiedispersive Röntgendiffraktometrie KW - Wasserstoff KW - dehnungsinduzierte Phasenumwandlung KW - Supermartensit PY - 2017 AN - OPUS4-38973 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Dabah, Eitan A1 - Pfretzschner, Beate A1 - Schaupp, Thomas A1 - Kardjilov, N. A1 - Manke, I. A1 - Boin, M. A1 - Woracek, R. A1 - Griesche, Axel T1 - Time-resolved Bragg-edge neutron radiography for observing martensitic phase transformation from austenitized super martensitic steel N2 - Neutron Bragg-edge imaging was applied for the visualization of a γ-Austenite to α'-martensite phase transformation. In the present study, a super martensitic stainless steel sample was heated until complete austenitization and was subsequently cooled down to room temperature. The martensitic phase Transformation started at Ms = 190 °C. Using a monochromatic neutron beam with λ = 0.390 nm, the transmitted intensity was significantly reduced during cooling below Ms, since the emerging martensitic phase has a higher attenuation coefficient than the austenitic phase at this wavelength. The phase Transformation process was visualized by filming the transmission images from a scintillator screen with a CCD camera with a temporal resolution of 30 s and a spatial resolution of 100 µm. KW - Neutron imaging KW - Bragg-edge imaging KW - Phase transformation PY - 2017 DO - https://doi.org/10.1007/s10853-016-0642-9 SN - 0022-2461 SN - 1573-4803 VL - 52 IS - 6 SP - 3490 EP - 3496 AN - OPUS4-38574 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Launert, B. A1 - Szczerba, R. A1 - Gajewski, M. A1 - Rhode, Michael A1 - Pasternak, H. A1 - Gizejowski, M. T1 - The buckling resistance of welded plate girders taking into account the influence of post-welding imperfections - Part 1: Parameter study N2 - Welding is the most important joining technique and offers the advantage of customizable plate thicknesses. On the other hand, welding causes residual stresses and deformations influencing the load carrying capacity. Their consideration in the design requires simple and fast models. Though welding simulation has contributed to accurately access to these values nowadays, their application to large components remains still in a less practicable range. Nevertheless, many studies emphasized the need to make corrections in recently available simplified models. Especially the influence of residual stresses seems somewhat overestimated in many cases if comparing conventional structural steel S355 and high-strength steel S690. In the age of computer-aided design, an improved procedure to implement weld-inducted imperfections appears overdue. This will be presented in two parts. The first part illustrates the potential influence of post-welding imperfections exemplified for weak axis buckling in comparison with the general method in accordance with Eurocode 3. Residual stresses and initial crookedness were varied systematically in order to produce a scatter band of capacities. An approach to characterize the borders of these imperfections was untertaken before that. The excessive scattering of reduction factors for the load bearing capacity demonstrates the importance of these variables. Results were finally evaluated against advanced simulation models which will be further detailed in part two of this contribution. KW - Welded Plate Girders KW - Stability KW - Post-welding Imperfections KW - Residual Stresses KW - Parameter Study PY - 2017 DO - https://doi.org/10.3139/120.110964 SN - 0025-5300 SN - 2195-8572 VL - 59 IS - 1 SP - 47 EP - 56 PB - Carl Hanser Verlag CY - München AN - OPUS4-38922 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Weltschev, Margit A1 - Schwarzer, Stefanie T1 - Vergleich der Spannungsrissbeständigkeit von Polyethylen und Polyethylenterephthalat als Werkstoffe für Verpackungen zum Transport von Gefahrgütern T1 - Comparison of the environmental stress cracking behavior of polyethylene and polyethylene terephthalate as materials for dangerous goods packagings N2 - Seitens der Industrie besteht großes Interesse, Polyethylenterephthalat (PET) als Werkstoff für Verpackungen zum Transport von Gefahrgütern einzusetzen, da aufgrund der hohen Fes-tigkeit und Steifigkeit von PET die Wanddicken und somit die Kosten der Verpackungen reduziert werden können. Die Prüfung der Spannungsrissbeständigkeit von Polyethylenformstoffen als Werkstoffe von Verpackungen erfolgt mit Labormethoden unter Verwendung einer Standardflüssigkeit als Prüfmedium für die Spannungsrisse auslösende Wirkung auf Polyethylen (PE), wodurch Zeit und Kosten der Prüfungen reduziert werden. Ziel dieser Arbeit war es, eine Laborprüfmethode zum Vergleich der Spannungsrissbeständigkeit von PE und PET auf ihre Anwendbarkeit zu prüfen, wie z.B. den Full Notch Creep Test (FNCT). Es wurde untersucht, ob die Prüfkörper aus PE und PET mit umlaufender Kerbe in dieser durch die chemische Industrie entwickelten und von der BAM konzipierten Apparatur auf der Basis des FNCT zu messbaren Ergebnissen unter Einfluss eines Ölsäureamidethoxylates als Netzmittel bei 50 °C führen. Die Testergebnisse bestätigten die Eignung des Prüfverfahrens für die acht eingesetzten Formstoffe aus PE. Dieses Prüfverfahren konnte nicht für PET angewandt werden, da die Prüfkörper aufgrund der hohen Festigkeit und Steifigkeit des PET beim Kerbvorgang zerbrachen. Die gleiche Aussage konnte für den Nachweis der der Spannungsrissbeständigkeit von Verpackungen, der in der BAM Gefahrgutregel BAM-GGR 015 beschrieben wird, getroffen werden. Die einzige Möglichkeit zum Nachweis der Spannungsrissbeständigkeit von PET besteht in der Durchführung von Stapeldruckprüfungen. N2 - The chemical industry has expressed great interest in using polyethylene terephthalate (PET) as material for packagings for the transport of dangerous goods. Due to the high strength and stiffness of PET, the wall thickness and the costs of packagings can be reduced. For packaging made of polyethylene (PE), tests to prove the stress cracking resistance used laboratory methods with a standard liquid, simulating the stress cracking effect on PE. These tests reduce time and costs. The aim of this work was to find a laboratory method to compare the stress cracking resistance of PE and PET, such as the full notch creep test (FNCT). It was investigated whether testing specimens made of PE and PET with a full coplanar notch around the middle of the specimens show weakening after the impact of a tensile force in solution of an oleic amide ethoxylate at 50 degrees C in a test device on the basis of the FNCT, which was developed by the chemical industry and designed by BAM. The test results confirmed the suitability of the method for eight PE grades. This method could not be used for PET because the specimens broke during notching due to the high stiffness and strength. The same statement applies for the proof of stress cracking resistance of PE packagings according to "Dangerous Goods Rule BAM-GGR 015" defined by BAM. In conclusion, the only way to provide information about the stress cracking resistance of PET is to perform stacking tests. KW - Gefahrgutverpackung KW - Spannungsrissbeständigkeit KW - Polyethylen KW - Polyethylenterephthalat KW - FNCT KW - Stapeldruckprüfung PY - 2017 DO - https://doi.org/10.3139/120.110966 SN - 0025-5300 VL - 59 IS - 1 SP - 29 EP - 34 PB - Carl Hanser Verlag GmbH & Co. KG CY - München AN - OPUS4-38926 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Silverstein, R. A1 - Sobol, Oded A1 - Böllinghaus, Thomas A1 - Unger, Wolfgang A1 - Eliezer, D. T1 - Hydrogen behavior in SAF 2205 duplex stainless steel N2 - This paper describes austenitic-ferritic duplex stainless steels, SAF 2205, in the presence of hydrogen. The duplex stainless steels (DSS) properties include excellent resistance to stress corrosion cracking, high strength and good weldability. Those steels are preferably used in industries combining hydrogen and loads. Hydrogen location in addition to hydrogen binding energy with the steel's defects are of great importance for the analysis of hydrogen embrittlement model in that steel. It is known from previously published works that the susceptibility to hydrogen embrittlement will depend on the competition between reversible and irreversible traps; meaning a direct relation to the hydrogen's state and position in the steel. In this work, we examine the local hydrogen concentration, trapping and distribution by two modern and advanced techniques: thermal desorption spectrometry (TDS) and we support it by time of flight-secondary ion mass spectrometer (ToF-SIMS). In this paper, we support and give for the first time new insights and better understanding to the hydrogen embrittlement mechanism in SAF 2205. The trapping energies levels were calculated using TDS and Lee and Lee's model. This model revealed reversible in addition to irreversible trapping sites. Also the trapping controlling mechanism was found to be a combination of detrapping controlled mechanism and diffusion controlled mechanism. The use of ToF-SIMS for local imaging the distribution of hydrogen species supports the discussion of the different hydrogen traps in this type of steel. The hydrogen embrittlemet phenomenon in SAF 2205 will be discussed in details in that paper. KW - Hydrogen trapping KW - Duplex stainless steel KW - Thermal desorption spectrometry (TDS) KW - ToF-SIMS PY - 2017 DO - https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2016.11.184 SN - 0925-8388 SN - 1873-4669 VL - 695 SP - 2689 EP - 2695 PB - Elsevier B.V. AN - OPUS4-38856 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kromm, Arne A1 - Rhode, Michael A1 - Launert, B. A1 - Dixneit, Jonny A1 - Kannengießer, Thomas A1 - Pasternak, H. ED - Olden, T.-M. ED - Muransky, O. ED - Edwards, L. T1 - Combining sectioning method and X-ray diffraction for evaluation of residual stresses in welded high strength steel components N2 - Residual stresses and distortions in welded I-girders for steel construction are relevant when evaluating the stability of steel beams and column members. The application of high strength steels allows smaller wall thicknesses compared to conventional steels. Therefore, the risk of buckling has to be considered carefully. Due to the lack of knowledge concerning the residual stresses present after welding in high strength steel components conservative assumptions of their level and distribution is typically applied. In this study I-girders made of steels showing strengths of 355 MPa and 690 MPa were welded with varying heat input. Due to the dimension of the I-girders and the complex geometry the accessibility for residual stress measurement using X-ray diffraction was limited. Therefore, saw cutting accompanied by strain gauge measurement has been used to produce smaller sections appropriate to apply X-ray diffraction. The stress relaxation measured by strain gauges has been added to residual stresses determined by X-ray diffraction to obtain the original stress level and distribution before sectioning. The combination of both techniques can produce robust residual stress values. From practical point of view afford for strain gauge application can be limited to a number of measuring positions solely to record the global amount of stress relaxation. X-ray diffraction can be applied after sectioning to determine the residual stresses with sufficient spatial resolution. T2 - ICRS 2016 - 10th International Conference on Residual Stresses CY - Sydney, Australia DA - 03.07.2016 KW - Welding KW - Residual Stress KW - Sectioning Method KW - X-Ray Diffraction KW - Component Testing PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-389206 SN - 978-1-94529117-3 SN - 978-1-94529117-6 DO - https://doi.org/10.21741/9781945291173-28 SN - 2474-395X VL - 2 SP - 163 EP - 168 PB - Materials Research Forum LLC CY - Millersville (PA), USA AN - OPUS4-38920 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Unnikrishnakurup, Sreedhar A1 - Rouquette, Sebastien A1 - Soulie, Fabien A1 - Fras, Gilles T1 - Estimation of heat flux parameters during static gas tungsten arc welding spot under argon shielding N2 - A multi-physics modelling of a static Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) operation has been established in order to estimate the heat flux exchanged between the arc plasma and the work-piece. The heat flux was described with a Gaussian function where two parameters required to be estimated: process efficiency and radial distribution. An inverse heat transfer problem (ihtp) has been developed in the aim to estimate these parameters from experimental data. Levenberg-Marquardt algorithm was used as the regularization method in addition to an iterative process. The experiment consisted in a static spot weld with GTAW process. The weld spot was on for 5 s under Argon shielding gas, 2.4 mm pure tungsten electrode on a SS304L disc. Temperatures were measured with thermocouples and weld pool growth monitored with a high speed camera. The experimental data were used to solve the ihtp what led to values such as 0.7 for process efficiency and average radial distribution of 1.8 mm. KW - Gas tungsten arc welding KW - Numerical simulation of welding KW - Heat flux estimation KW - Inverse heat transfer problem PY - 2017 DO - https://doi.org/10.1016/j.ijthermalsci.2016.12.008 SN - ISSN 1290-0729 VL - 114 SP - 205 EP - 212 PB - Elsevier Masson SAS AN - OPUS4-38905 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Weise, Frank A1 - Kruschwitz, Sabine T1 - Zerstörungsfreie Prüftechnik zur Untersuchung der strukturellen Substanz N2 - Im deutschen Bundesautobahnnetz treten vor allem an den vor 2005 errichteten Betonfahrbahndecken vermehrt Schäden auf, die mit einer AKR in Verbindung gebracht werden. Sie äußern sich zunächst in einer Dunkelfärbung in den Fugenbereichen der Betonfahrbahndecke. Oft wird diese Erscheinung von einer von der Fuge ausgehenden horizontalen Rissbildung parallel zur Fahrbahnoberfläche begleitet. Durch den Einsatz der NMR-Technik konnte erstmals zerstörungsfrei der erhöhte Feuchtegehalt in der Betonrandzone als Ursache für diese Erscheinung nachgewiesen werden. Zusätzlich durchgeführte Radaruntersuchungen und Darr-Wäge-Versuche zeigten, dass die erhöhte Durchfeuchtung in der Betonrandzone in der Regel den gesamten Fahrbahnquerschnitt erfasst. Weiterhin wurde aufgezeigt, dass vor allem die akustischen Verfahren eine zerstörungsfreie Detektion der von der Fuge ausgehenden lateralen Ausdehnung der oberen Rissebene in die Fahrbahnplatte ermöglichen. Im Gegensatz zum Impakt-Echo-Verfahren erlaubt das Ultraschall-Echo-Verfahren zusätzlich die Ermittlung der Tiefenlage der oberen Rissebene. Es wird eine weitere Ertüchtigung der akustischen Verfahren für die Strukturaufklärung in Betonfahrbahndecken angeregt. T2 - Forschungskolloquium Betonstraßenbau CY - Munich, Germany DA - 26.01.2017 KW - Baustoffe KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Radar KW - Ultraschall KW - Impakt-Echo KW - NMR KW - Betonfahrbahndecke PY - 2017 AN - OPUS4-39127 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kalinka, Gerhard A1 - ElAbshihy, K. T1 - Circumventing boundary effects while characterizing epoxy/copper interphases using nanoindentation N2 - Characterization of the size and mechanical properties of interphases is essential when designing multicomponent materials. When nanoindentation is used to investigate the size and mechanical properties of an interphase, a common challenge is that the indenter or the stress zone formed around it are often restricted by the reinforcement, making it difficult to distinguish the mechanical property variations caused by the interphase itself from those caused by the boundary effect. In this work, a testing system was developed that allows determining the indent affected zone and accounting for it in the interphase measurements of an epoxy/Cu system. Using finite element analysis, we confirmed the validity of the proposed system. Nanoindentation was used to investigate the Interphase between copper and two different epoxy systems; amine-cured and anhydride-cured. Nanoindentation results showed that a copper layer that is only 10 nm thick still exhibits a constriction effect on the indentations in its vicinity. The amine-cured epoxy did not show any sign of interphase existence using the introduced method. However, a soft interphase with a thickness of ~1.7 μm was measured on theanhydride-cured epoxy. Furthermore, we show that the proposed system can be used to determine the interphase thickness as well as its relative mechanical properties regardless of the indentation depth. This system can be further used for investigating other polymer/metal interphases to better understand the factors influencing them, thus helping engineer the interphase size and properties to enhance composite performance. KW - Interphase KW - Polymer-metal KW - Epoxy KW - Copper KW - Composites KW - Nanoindentation PY - 2017 DO - https://doi.org/10.1080/09276440.2017.1286878 SN - 0927-6440 SN - 1568-5543 VL - 24 IS - 9 SP - 833 EP - 848 PB - Taylor & Francis CY - UK AN - OPUS4-39128 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Mishurova, Tatiana A1 - Léonard, Fabien A1 - Oesch, Tyler A1 - Meinel, Dietmar A1 - Bruno, Giovanni A1 - Rachmatulin, Natalia A1 - Fontana, Patrick T1 - Evaluation of fiber orientation in a composite and its effect on material behavior N2 - The reinforcement of concrete with polymer fibers provides resistance to crack formation. The orientation distribution of these fibers has a significant influence on the mechanical behavior of the material. To optimize material performance, micromechanical models that are capable of making accurate predictions of the mechanical behavior of composite materials are needed. These models must be calibrated using experimental results from microstructural characterization. For the fiber orientation distribution analysis in the present study, computed tomography (CT) data were used to evaluate the properties of a fiber-reinforced cement mortar. The results have indicated that the fibers in this material have highly anisotropic orientation characteristics and that there is a clear tendency for the polymer fibers to agglomerate during mixing and casting. The incorporation of this experimental data into micromechanical models will increase the accuracy of those models for material simulation and optimization. T2 - iCT 2017 CY - Leuven, Belgium DA - 07.02.2017 KW - Computed tomography KW - Fibre reinforced concrete KW - Orinentation distribution PY - 2017 AN - OPUS4-39137 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kupsch, Andreas A1 - Müller, Bernd R. A1 - Lange, Axel A1 - Bruno, Giovanni T1 - Microstructure Characterization of Ceramics via 2D and 3D X-Ray Refraction Techniques N2 - 3D imaging techniques are very fashionable nowadays, and allow enormous progress in understanding ceramic microstructure, its evolution, and its link to mechanical, thermal, and transport properties. In this feature article, we report the use of a powerful, yet not so wide-spread, set of X-ray techniques based on refraction effects. X-ray refraction allows determining internal specific surface (surface per unit volume) in a non-destructive fashion, position and orientation sensitive, and with a nanometric detectability. While the techniques are limited by the X-ray absorption of the material under investigation, we demonstrate showcases of ceramics and composite materials, where understanding of process parameter influence or simply of microstructural parameters could be achieved in a way unrivalled even by high-resolution techniques such as electron microscopy or computed tomography. KW - X-ray refraction KW - Porosity KW - Specific surface KW - Crack detection KW - Composites PY - 2017 DO - https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2016.12.031 SN - 0955-2219 SN - 1873-619X VL - 37 IS - 5 SP - 1879 EP - 1889 PB - Elsevier CY - Amsterdam AN - OPUS4-39094 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - THES A1 - Zhang, Lei T1 - Microstructure-property relationship in microalloyed high-strength steel welds N2 - Hochfeste Stähle sind bevorzugte Werkstoffe für die Herstellung von sicheren und zuverlässigen Strukturen in der Industrie. Dabei ist das Schmelzschweißen die Hauptverbindungstechnologie für diese Werkstoffgruppe. Während der Entwicklung der hochfesten niedriglegierten (engl. HSLA) Stähle wurden in der Vergangenheit unterschiedliche Legierungskonzepte mit fortgeschrittenen Herstellungstechniken kombiniert und umfassend untersucht. Jedoch befassten sich nur wenige Studien damit, wie die unterschiedliche Zusammensetzung der Legierungen die Eigenschaften der hochfesten Schweißverbindungen dieser Stähle beeinflussen, selbst im Fall begrenzter Gehalte von Mikrolegierungselementen. In der Schweißpraxis dieser hochfesten Stähle sind die Herausforderungen an die sich ausbildenden Mikrostruktur und den resultierenden mechanischen Eigenschaften von sehr großem Interesse. Diesbezüglich liegt der Hauptfokus des Interesses beim Einfluss der Mikrolegierungselemente auf die Phasenumwandlung sowie die resultierende Performance der Schweißverbindung selbst. Geringes Erweichen (Softening) der Wärmeeinflusszone (WEZ) sowie ein begrenztes Austenitkörner-Wachstum sind dabei erwünschte Eigenschaften der Schweißnaht, jedoch liegt das Hauptaugenmerk auf der Sicherstellung hervorragender Zähigkeits- und Zugeigenschaften. Zum Erreichen dieses Zieles werden Mikrolegierungselemente wie Ti, Nb oder V bewusst zu diesen modernen hochfesten Stählen zulegiert. Der Fokus der vorliegenden Arbeit ist das Verständnis, wie die mechanischen Eigenschaften der Verbindungen dieser HSLA-Stähle von Unterschieden in den jeweiligen Legierungskonzepten abhängen, die durch moderne Schweißprozesse gefügt werden. Zunächst wurden dazu drei unterschiedlich mikrolegierte (Nb, Ti und Ti+V Zugabe) Stähle vom Typ S690QL untersucht. Lichtmikroskopische Untersuchungen bestätigten dabei, dass eine ähnliche Zusammensetzung aus angelassenem Bainit und Martensit in allen drei Grundwerkstoffen vorherrschte und unterschiedlich stark vergröberte Ausscheidungen der Mikrolegierungselemente beobachtet wurden. Diese Ausscheidungen wurden weiterführend mittels thermodynamischer Softwareberechnung analysiert und durch Transmissions-Elektronen-Mikroskopie (TEM) identifiziert. Die Ergebnisse der mechanischen Werkstoffprüfung zeigten, dass alle drei Stähle oberhalb der nach Norm geforderten Zähigkeits- und Zugfestigkeitswerte lagen, jedoch Unterschiede im Dehnungsverhalten aufwiesen. Die drei Stähle wurden dann anschließend unter Verwendung des gleichen Schweißzusatzes geschweißt. Dabei wurde das abgeschmolzene Schweißgut durch die Mikrolegierungselemente aus dem Grundwerkstoff infolge der hohen Aufmischung beeinflusst. Die erhöhte Aufmischung bildet dabei ein wesentliches Merkmal der verwendeten modifizierten Sprühlichtbogentechnik. Als Ergebnis zeigte der Nb-mikrolegierte Stahl eine genügend hohe Aufnahme von Legierungselementen aus dem Grundwerkstoff in das Schweißgut, um dessen Mikrostruktur im Fall steigender Abkühlraten von nadeligem Ferrit hin zu Bainit zu verändern. Dieses wiederum reduzierte die Zähigkeitseigenschaften des Schweißgutes dieses Nb-legierten Stahls. Dieses Verhalten wurde in den beiden anderen Stählen nicht beobachtet. Ein zweiter Hauptpunkt dieser Arbeit war die Ausbildung der Mikrostruktur in der Feinkorn- und Grobkorn-WEZ und deren Zähigkeitseigenschaften mit den sich verändernden Schweißparametern. Zu diesem Zweck wurden definierte Werkstoffzustände physikalisch simuliert, um die resultierende Mikrostruktur sowie das Austenitkorn-Wachstum zu charakterisieren. Die Mikrolegierungselemente bildeten dabei einen wesentlichen Faktor zur Begrenzung des Austenitkörner-Wachstums. Das Ausmaß der Austenit-Vergröberung in der WEZ war dabei stark abhängig von der Art und dem Volumenanteil der unterschiedlichen Ausscheidungen infolge der unterschiedlichen Mikrolegierung. Von allen dreiStählen zeigte die WEZ des Ti-legierten Grundwerkstoffes das geringste Kornwachstum als Folge des ausreichenden Umfangs von stabilen Ti-Ausscheidungen. Die Ausbildung von nadeligem Ferrit im Korn wurde dabei durch die Ti-Ausscheidungen unterstützt, da diese als bevorzugte Stellen der Nukleation des Ferrits dienten. Die Zähigkeit der WEZ erhöhte sich dabei infolge der Großwinkelgrenzen der feinen Ferrit-Platten. Aufgrund des kombinierten Effektes von Nb und Mo, welcher sich in der bevorzugten Ausbildung von unterem Bainit äußert, konnte die WEZ-Zähigkeit bei hohen Abkühlraten weiter verbessert werden. Im Fall eines größeren Wärmeeintrags bildete sich jedoch bevorzugt oberer Bainit, welcher wiederum die Zähigkeit reduzierte. Der abschließende experimentelle Teil der Arbeit konzentrierte sich auf das Verständnis der Mechanismen, die in bestimmten Fällen zur Erweichung (oder Softening) der WEZ führen. Dieses Erweichen äußerte sich in den unterschiedlichen Zugeigenschaften der geschweißten Verbindungen der Stähle. Dabei war die Bruchlage entweder in der erweichten WEZ oder im Grundwerkstoff, abhängig von den Schweißparametern sowie der Art des geschweißten Stahls. Im Ti-legierten Stahl führte dabei ein erhöhter Wärmeeintrag zur Vergrößerung der Erweichungszone. Dieses führte zu einer signifikanten Abnahme der Härte und anschließend zum Versagen in dieser erweichten Zone im Zugversuch. Die Veränderung der Bruchlage hin zum Grundwerkstoff wurde durch die Begrenzung des Wärmeintrags erreicht. Dieses Verhalten wurde nicht in den beiden anderen Stählen beobachtet. Dieses Verhalten zeigt, dass bereits kleine Unterschiede im Gehalt der Mikrolegierungselemente der Stähle zu großen Variationen in den Zugeigenschaften führten. Für alle drei Stähle, zeigten die Ti-enthaltenden Schweißverbindungen das am deutlichsten ausgeprägte Softening, gefolgt von den Ti+V-enthaltenden Schweißungen und schließlich den Nb-enthaltenden Schweißverbindungen. Das unterschiedliche Softening konnte dabei auf zwei Prozesse bezogen werden, die auch über zusätzliche Dilatometrie-Experimente gestützt wurden: die Phasenumwandlung und das Anlassverhalten. Im Ti-legiertem Stahl lag nach der Phasenumwandlung großformatiger Ferrit als Konsequenz der ursprünglich großen Austenitkörner vor. Dieses führte zu einer abgesenkten Härte dieses Stahls. Weiterhin resultierte die geringere Anlassbeständigkeit des Ti-legierten Stahls (gegenüber dem Nb-legierten Stahl) zu einem weiteren Softening der erweichten WEZ. Deswegen erwies sich diese Kombination aus Legierungszusammensetzung und Schweißwärmeeintrag als kritisch, gestützt durch die Experimente am gleichen S690QL Stahl. Die vorliegende Arbeit hebt den wesentlichen Einfluss der Mikrolegierungselemente auf die Schweißmikrostrukturen und die mechanischen Eigenschaften der Schweißverbindungen hervor. Die Kenntnis dieser empfindlichen Balance zwischen Legierungskonzept des entsprechenden Stahls und geeigneten Schweißparametern ist als kritisch für das fertige Produkt anzusehen. Dazu stellt diese Arbeit spezifische Empfehlungen und Ergebnisse zur Verfügung, um die korrekte Schweißpraxis zu gewährleisten als auch für die Zusammensetzung mikrolegierter hochfester Stähle. N2 - High-strength steels are favoured materials in the industry for production of safe and sustainable structures. The main technology used for joining the components of such steel is fusion welding. Steel alloy design concepts combined with advanced processing technologies have been extensively investigated during the development of High-Strength Low-Alloy (HSLA) steels. However, very few studies have addressed the issue of how various alloy designs, even with limited microalloy addition, can influence the properties of high-strength steel welds. In high-strength steel welding practices, the challenges regarding microstructure evolution and the resulting mechanical properties variation, are of great interest. The main focus is the debate regarding the role of microalloy elements on phase transformation and weld performance. Limited Heat Affected Zone (HAZ) softening and limited austenite grain coarsening are significant design essentials, but the primary goal is to ensure excellent toughness and tensile properties in the steel weld. To achieve this purpose, microalloy elements such as Ti, Nb, or V were intentionally added to modern high-strength steels. The focus of this work was to understand the mechanical properties of HSLA steels resulting from differences in alloy design after joining by modern welding processes. To begin, three microalloyed S690QL steels (Nb, Ti, and Ti+V addition) were investigated. Optical microscopy confirmed that similar mixtures of tempered bainite and martensite predominated the parent microstructure in the three steels, different types of coarse microalloy precipitates were also visible. These precipitates were analysed by using a thermodynamic-based software and then identified by Transmission Electron Microscopy (TEM). Results of mechanical testing revealed that all three steels performed above the standard toughness and tensile strength values, but with varied yielding phenomena. During the welding operation, each of the three steels was joined by using the same filler material. The fused weld metal was influenced by the high dilution of microalloyed elements in the base metal, this was significantly pronounced during the modified spray arc welding technique. As a result, the Nb-containing steel exhibited sufficient amounts of alloy pick-up to transition the microstructure in the weld metal from acicular ferrite to bainite as cooling rate was increased, leading to reduced toughness. This was not observed with the other two steels. A second focus was made on the microstructure Evolution and toughness properties of the coarse and fine grained HAZ as welding parameters changed. In order to characterise the microstructure and austenite grain growth behaviour, physical simulations were conducted. The microalloy precipitates were found to be a dominant factor restricting the austenite grain coarsening. The extent of Austenite coarsening in the HAZ is closely related to the type and volume fraction of each microalloy precipitate. Among the three steels, the Ti-containing HAZ exhibited the smallest extent of grain growth due to the sufficient amount of stable Ti-rich precipitates. Microalloy Addition also markedly influenced the subsequent phase transformation in the HAZ. The formation of intragranular acicular ferrite was promoted by Ti-rich precipitate, acting as favourable nucleation sites of ferrite. This structure enhanced the HAZ toughness owing to fine, high-angle boundaries of ferrite plates. The synergistic effect of Nb and Mo elements was beneficial to improve the HAZ toughness at fast cooling rates by promoting fine lower bainite formation. At high heat input, large upper bainite was formed which caused reduced toughness. The final set of experimental work was concentrated on understanding the HAZ softening mechanisms that influenced variations in the tensile properties of the welded joints. The tensile failure in the softened HAZ or base material depended on the welding parameters and the type of steel being joined. In Ti-containing steel, increased heat Input extended the softened zone width, which caused a significant decrease in hardness and then resulted in failure in this area. Therefore, limited heat Input was used to shift failure position to base material. But this was not observed in the other two steels. Hence, small differences in microalloy addition exhibited large variation in tensile properties. Among the three steels, Ti-containing welds were found to have the most pronounced softening, followed by Ti+V-containing welds and finally Nb-containing welds. This varied softening phenomenon was related to two significant processes supported by the results of additional dilatometry simulation: phase transformation and tempering behaviour. In the Ti-containing steel, the phase Transformation product ferrite was large-sized, as a consequence of initial large austenite grains. This led to the decreased corresponding hardness of the Ti-containing steel. Furthermore, lower tempering resistance in Ti-containing steel as compared to Nb-containing steel, resulted in additional softening effect in the softened HAZ. Therefore, steel alloy identification and heat Input during welding were critical, proven by the experimentation within the same S690QL steel grade. This work emphasised the influence of microalloy elements on weld microstructure and mechanical properties in welded joints. Knowledge of this delicate balance between steel alloy design and appropriate welding parameters is critical for the end product. Thus, this work provides specific recommendations and results to ensure proper welding practice and steel design of microalloyed high-strength steels. T3 - BAM Dissertationsreihe - 155 KW - Microalloyed steel KW - Weld microstructure KW - HAZ softening KW - Mechanical properties PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-391574 SN - 978-3-9818270-4-0 SN - 1613-4249 VL - 155 SP - 1 EP - 183 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-39157 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Zhou, Peng A1 - Ogle, Kevin A1 - Erning, Johann Wilhelm A1 - Hutchinson, Michael John A1 - Scully, John T1 - An in situ kinetic study of brass dezincification and corrosion N2 - The kinetics of the anodic dissolution of brass (CuZn42 and CuZn21Si3P) in synthetic tap water were investigated by atomic emission spectroelectrochemistry. Elemental Cu and Zn dissolution rates were measured in situ and in real time during galvanostatic dissolution. A complete mass/charge balance for the system yielded, as a function of applied current and a function of time, the quantity of Cu in the dezincification layer and the quantity of Cu and Zn in the oxide layer. In this way, a complete kinetic characterization of the fundamental chemical processes occurring during dezincification was realized for the first time. The oxide layer was composed primarily of Cu2O as indicated by grazing incidence XRD and Raman analysis. The soluble Cu oxidation product was determined to be Cu(II) by a mass/charge balance. Zn was oxidized to soluble Zn(II) leaving behind a trivial amount of solid Zn corrosion product on the surface. The kinetic analysis depicts a two-stage dissolution process of dezincification: a first stage of a rapid growth of the dezincified layer and a second stage where the growth of dezincified layer was much slower. The Cu2O layer grows continually during the exposure. KW - Dezincification KW - Spectroelectrochemistry KW - Brass PY - 2017 DO - https://doi.org/10.1016/j.electacta.2017.01.078 SN - 0013-4686 SN - 1873-3859 VL - 229 SP - 141 EP - 154 PB - Elsevier AN - OPUS4-39164 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Yilmaz, M. A1 - Wollschläger, Nicole A1 - Esfahani, M. N. A1 - Österle, Werner A1 - Leblebici, Y. A1 - Alaca, B. E. T1 - Superplastic behavior of silica nanowires obtained by direct patterning of silsesquioxane-based precursors N2 - Silica nanowires spanning 10 μm-deep trenches are fabricated from different types of silsesquioxane-based precursors by direct e-beam patterning on silicon followed by release through deep reactive ion etching. Nanowire aspect ratios as large as 150 are achieved with a critical dimension of about 50 nm and nearly rectangular cross-sections. In situ bending tests are carried out inside a scanning electron microscope, where the etch depth of 10 mm provides sufficient space for deformation. Silica NWs are indeed observed to exhibit superplastic behavior without fracture with deflections reaching the full etch depth, about two orders of magnitude larger than the nanowire thickness. A large-deformation elastic bending model is utilized for predicting the deviation from the elastic behavior. The results of forty different tests indicate a critical stress level of 0.1–0.4 GPa for the onset of plasticity. The study hints at the possibility of fabricating silica nanowires in a monolithic Fashion through direct e-beam patterning of silsesquioxane-based resins. The fabrication technology is compatible with semiconductor manufacturing and provides silica nanowires with a very good structural integrity. KW - Silica nanowires KW - HSQ KW - Superplasticity KW - In situ bending tests PY - 2017 DO - https://doi.org/10.1088/1361-6528/aa5b80 SN - 0957-4484 SN - 1361-6528 VL - 28 IS - 11 SP - Article 115302, 1 EP - 10 AN - OPUS4-39166 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Léonard, Fabien A1 - Hasenfelder, Uta A1 - Krebs, Holger A1 - Bruno, Giovanni T1 - Synchrotron X-ray computed tomography for assessment of shock tube systems N2 - Shock tube systems are non-electric explosive fuses employed in blasting and demolition applications to trigger the detonation of explosive charges. Their working principle is based on the explosive reaction of a fine powder on the tubing´s inner surface, generating a percussive wave travelling at a velocity of 2,100 m/s along the length of the tube, without destroying it. One of the key aspects of the manufacturing process of these shock tubes is the size and morphology of the explosive powder grains and their distribution on the inner wall of the tube, in order to propagate the shockwave efficiently and reliably. For the first time, synchrotron X-ray computed tomography has been used to characterize non-destructively the explosive powder grains, typically Al/HMX between 10 and 20 μm in size, in terms of morphology and 3D distribution but also to characterise the presence and location of defects within the shock tube walls. T2 - 7th Conference on Industrial Computed Tomography CY - Leuven, Belgium DA - 07.02.2017 KW - Explosive KW - Nonel KW - Shock wave KW - Blasting KW - Energetic systems PY - 2017 AN - OPUS4-39168 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Konnertz, Nora A1 - Ding, Yi A1 - Harrison, W.J. A1 - Budd, P.M. A1 - Schönhals, Andreas A1 - Böhning, Martin T1 - Molecular mobility and gas transport properties of nanocomposites based on PIM-1 and polyhedral oligomeric phenethyl-silsesquioxanes (POSS) N2 - Polymers with intrinsic microporosity (PIMs) are of great interest in the field of gas separation membranes. Already the first synthesized PIM-1 shows extraordinary permeability and selectivity. Unfortunately, PIM-1 is susceptible to physical aging and thus gradually loses its outstanding properties. In this study a polyhedral oligomeric silsesquioxane with phenethyl substituents (PhenethylPOSS) was used as a nanofiller (0–40 wt%) in the PIM-1 matrix to potentially improve the gas transport properties and prevent physical aging. The molecular mobility of the solution-cast nanocomposite films was analyzed by Broadband Dielectric Spectroscopy (BDS). Furthermore, gas permeability was determined with the time lag method (0–20 bar upstream pressure) at 35 °C for N2, O2, CH4 and CO2. KW - Broadband Dielectric Spectroscopy KW - Gas separation KW - Gas permeation KW - Polymers of intrinsic microporosity KW - Nanocomposite KW - POSS KW - PIM-1 PY - 2017 DO - https://doi.org/10.1016/j.memsci.2017.02.007 SN - 0376-7388 SN - 1873-3123 VL - 529 SP - 274 EP - 285 PB - Elsevier B.V. CY - Amsterdam AN - OPUS4-39169 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Krüger, Jörg T1 - Ultrakurzpulslaseraktivitäten an der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung N2 - Der Vortrag gibt einen Überblick zu aktuellen Projektaktivitäten im BAM-Fachbereich 6.4 Technologien mit Nanowerkstoffen. Der Einsatz von Femtosekunden-Laserpulsen zur Mikro- und Nanostrukturierung, für Prozessschritte in der Photovoltaik und zur Reinigung und Dekontamination von Oberflächen wird beschrieben. Darüber hinaus werden Laser-Zerstörschwellenmessungen erläutert. T2 - IFSW-Kolloquium CY - Universität Stuttgart, Stuttgart, Germany DA - 15.02.2017 KW - Ultrakurze Laserpulse KW - Femtosekundenlaser KW - Laser-Materialbearbeitung KW - Laserreinigung PY - 2017 AN - OPUS4-39170 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Selleng, Christian A1 - Meng, Birgit A1 - Gröger, K. A1 - Fontana, Patrick T1 - Einflussgrößen auf die Wirksamkeit einer Wärmebehandlung von Ultrahochfestem Beton (UHFB) T1 - Influencing factors for the effectivity of heat treatment of ultrahigh performance concrete (UHPC) N2 - Mittels Wärmebehandlung lassen sich die hervorragenden Eigenschaften von UHFB nochmals verbessern. Die für eine optimale Umsetzung relevanten Randbedingungen werden aktuell in der Fachwelt diskutiert. In dieser Veröffentlichung werden die Ergebnisse eines Forschungsprojekts vorgestellt, das die Wirkung verschiedener Einflussgrößen bei der Wärmebehandlung auf die Eigenschaften von UHFB zum Thema hatte. Dabei wurden die Art des Schutzes gegen das Austrocknen, die Vorlagerungszeit und die Haltezeit variiert. Um die zugrunde liegenden Prozesse zu verstehen, wurde der Phasenbestand mittels Röntgendiffraktometrie untersucht. Die höchsten Druckfestigkeiten des UHFB ließen sich bei einer Wärmebehandlung mit Wasserlagerung erzielen, da hierbei eine weitere Hydratation begünstigt wird. Vergleichsweise niedriger waren die Steigerungen bei einer Behandlung mit Schutz vor Austrocknung, während eine ungeschützte Behandlung zu deutlich geringeren Festigkeiten führte. Die Vorlagerungszeit beträgt im Idealfall einige Tage, um die Ausbildung eines offenbar günstigen Ausgangsgefüges sicherzustellen. Die Haltezeit sollte möglichst ausgedehnt sein, weil die Hydratation entsprechend lange gefördert wird. Im oberflächennahen Bereich war unter bestimmten Bedingungen eine Zonierung zu beobachten, deren Ursachen und Folgen, insbesondere in Bezug auf die Dauerhaftigkeit, weitere Forschung erfordern. KW - Ultra-Hochleistungsbeton KW - Wärmebehandlung KW - Behandlungsparameter KW - Vorlagerungszeit KW - Haltezeit KW - Festigkeitssteigerung KW - Zonierung KW - Ettringit PY - 2017 DO - https://doi.org/10.1002/best.201600059 SN - 0005-9900 VL - 112 IS - 1 SP - 12 EP - 21 PB - Ernst & Sohn AN - OPUS4-39171 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Resch-Genger, Ute A1 - Hoffmann, Katrin A1 - Pauli, Jutta A1 - Behnke, Thomas A1 - Würth, Christian T1 - Standardization of Fluorescence Measurements in the UV/vis/NIR/IR - Needs for and requirements on calibration tools N2 - Photoluminescence techniques are amongst the most widely used tools in the life sciences, with new and exciting applications in medical diagnostics and molecular imaging continuously emerging. Advantages include their comparative ease of use, unique sensitivity, non-invasive character, and potential for multiplexing, remote sensing, and miniaturization. General drawbacks are, however, signals, that contain unwanted wavelength- and polarization contributions from instrument-dependent effects, which are also time-dependent due to aging of instrument-components, and difficulties to measure absolute fluorescence intensities. Moreover, scattering systems require special measurement geometries and the interest in new optical reporters with emission > 1000 nm strategies for reliable measurements in the second diagnostic for the comparison of material performance and the rational design of new fluorophores with improved properties. Here, we present strategies to versatile method-adaptable liquid and solid fluorescence standards for different fluorescence parameters including traceable instrument calibration procedures and the design of integrating sphere setups for the absolute measurement of emission spectra and quantum yields in the wavelength region of 350 to 1600 nm. Examples are multi-emitter glasses, spectral fluorescence standards, and quantum yield standards for the UV/vis/NIR T2 - Spie Photonics west 2017 CY - San Francisco, USA DA - 28.01.2017 KW - Fluorescence standard KW - Instrument calibration KW - Integrating sphere spectroscopy KW - Absolute fluorescence quantum yield KW - Fluorescent glasses KW - Nanoparticles PY - 2017 AN - OPUS4-39074 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Resch-Genger, Ute A1 - Kraft, Marko A1 - Würth, Christian A1 - Kaiser, Martin A1 - Muhr, V. A1 - Hirsch, T. T1 - Recent insights in the spectroscopic properties of upconversion nanoparticles N2 - Lanthanide-doped up-converting nanoparticles (UCNPs) are promising reporters for medical diagnostics and bioimaging, which are excited in the near infrared (NIR) by multiphoton absorption processes, and show multiple narrow emission bands in the visible (vis) and NIR, long luminescence lifetimes in the μs range, and excellent photostability. Current limitations present their relative low absorption cross sections and low fluorescence efficiencies, with the latter being affected by particle size, surface chemistry, and microenvironment, particularly water. Here, we present results from systematic studies of the excitation power density dependent upconversion luminescence spectra, intensities/intensity ratios of the individual emission bands, slope factors, and quantum yields of UCNPs of varying size, dopant concentration, and surface chemistry in different microenvironments as well as the up- and downconversion luminescence decay kinetics of the different emission bands. Moreover, first studies of the energy transfer from UCNPs to surface-bound organic dyes acting as fluorescence acceptors are shown. Based upon these measurements, fluorescence deactivation channels are identified and spectroscopic parameters for the screening of material performance are derived. T2 - Spie Photonics west 2017 CY - San Francisco, USA DA - 28.01.2017 KW - Upconverting nanoparticles KW - Size KW - FRET KW - Fluorescence KW - Absolute fluorescence quantum yield KW - Fluorescence decay kinetics KW - Power density dependence PY - 2017 AN - OPUS4-39075 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Resch-Genger, Ute A1 - Würth, Christian A1 - Kraft, Marko A1 - Kaiser, Martin A1 - Muhr, V. A1 - Hirsch, T. T1 - Spectroscopic properties of upconversion nanoparticles N2 - Lanthanide-doped up-converting nanoparticles (UCNPs) are promising reporters for medical diagnostics and bioimaging. Current limitations present their relative low absorption cross sections and low fluorescence efficiencies, with the latter being affected by particle size, surface chemistry, and microenvironment, particularly water. Here, we present results from systematic studies of the excitation power density dependent upconversion luminescence spectra, intensities/intensity ratios of the individual emission bands, slope factors, and quantum yields of UCNPs of varying size, dopant concentration, and surface chemistry in different microenvironments as well as the up- and downconversion luminescence decay kinetics of the different emission bands. Moreover, first studies of the energy transfer from UCNPs to surface-bound organic dyes acting as fluorescence acceptors are shown. Based upon these measurements, fluorescence deactivation channels are identified and spectroscopic parameters for the screening of material performance are derived. T2 - Projekttreffen COST CY - Straßbourg, France DA - 09.01.2017 KW - Upconverting nanoparticles KW - Size KW - FRET KW - Fluorescence KW - Absolute fluorescence quantum yield KW - Fluorescence decay kinetics KW - Power density dependence PY - 2017 AN - OPUS4-39076 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Höhm, S. A1 - Rosenfeld, A. A1 - Krüger, Jörg A1 - Bonse, Jörn T1 - Laser-induced periodic surface structures on zinc oxide crystals upon two-colour femtosecond double-pulse irradiation N2 - In order to study the temporally distributed energy deposition in the formation of laser-induced periodic surface structures (LIPSS) on single-crystalline zinc oxide (ZnO), two-colour double-fs-pulse experiments were performed. Parallel or cross-polarised double-pulse sequences at 400 and 800 nm wavelength were generated by a Mach–Zehnder interferometer, exhibiting inter-pulse delays up to a few picoseconds between the sub-ablation 50-fs-pulses. Twenty two-colour double-pulse sequences were collinearly focused by a spherical mirror to the sample surface. The resulting LIPSS periods and areas were analysed by scanning electron microscopy. The delay-dependence of these LIPSS characteristics shows a dissimilar behaviour when compared to the semiconductor silicon, the dielectric fused silica, or the metal titanium. A wavelength-dependent plasmonic mechanism is proposed to explain the delay-dependence of the LIPSS on ZnO when considering multi-photon excitation processes. Our results support the involvement of nonlinear processes for temporally overlapping pulses. These experiments extend previous two-colour studies on the indirect semiconductor silicon towards the direct wide band-gap semiconductor ZnO and further manifest the relevance of the ultrafast energy deposition for LIPSS formation. KW - Laser-induced periodic surface structures, LIPSS KW - Laser ablation KW - Surface plasmon polariton PY - 2017 DO - https://doi.org/10.1088/1402-4896/aa5578 SN - 1402-4896 SN - 0031-8949 VL - 92 IS - 3 SP - Article 034003, 1 EP - 7 PB - IOP CY - Bristol, UK AN - OPUS4-39082 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rietz, U. A1 - Hielscher, Stefan A1 - Beck, Uwe A1 - Weise, Matthias T1 - Validierung der Verbund-, Kleb- und Haftfestigkeit von optischen Schichten mittels Zentrifugentechnologie N2 - Der Vortrag widmet sich der Validierung der Verbundfestigkeit von optischen Schicht-/Substrat-systemen mittels Zentrifugentechnologie und diskutiert Versagensbilder und gemessene Werte der Verbundfestigkeit ausgewählter feinoptischer bzw. ophtalmischer Schichten in Abhängigkeit von den plasto-elastischen Eigenschaften und der Dicke der Substrate. T2 - 15. Praxisseminar KLEBEN, Günter-Köhler-Institut für Fügetechnik und Werkstoffprüfung GmbH CY - Jena, Germany DA - 25.01.2017 KW - Zentrifugentechnologie KW - Verbundfestigkeit KW - Haftfestigkeit KW - Feinoptische Schichten KW - Augenoptische Schichten PY - 2017 AN - OPUS4-39059 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Nolze, Gert A1 - Winkelmann, Aimo T1 - Crystallometric and projective properties of Kikuchi diffraction patterns N2 - Kikuchi diffraction patterns can provide fundamental information about the lattice metric of a crystalline phase. In order to improve the possible precision and accuracy of lattice parameter determination from the features observed in Kikuchi patterns, some useful fundamental relationships of geometric crystal-lography are reviewed, which hold true independently of the actual crystal symmetry. The Kikuchi band positions and intersections and the Kikuchi band widths are highly interrelated, which is illustrated by the fact that all lattice plane trace positions of the crystal are predetermined by the definition of only four traces. If, additionally, the projection centre of the gnomonic projection is known, the lattice parameter ratios and the angles between the basis vectors are fixed. A further definition of one specific Kikuchi band width is sufficient to set the absolute sizes of all lattice parameters and to predict the widths of all Kikuchi bands. The mathematical properties of the gnomonic projection turn out to be central to an improved interpretation of Kikuchi pattern data, emphasizing the importance of the exact knowledge of the projection centre. KW - EBSD KW - Crystallography KW - Kikuchi patterns KW - Projective geometry PY - 2017 DO - https://doi.org/10.1107/S1600576716017477 SN - 1600-5767 VL - 50 IS - Part 1 SP - 102 EP - 119 PB - International Union of Crystallography AN - OPUS4-39061 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Weimann, Karin A1 - Adam, Christian T1 - RECDEMO - Vollständige Verwertung der Sandfraktion aus dem Bauschuttrecycling N2 - In dem Projekt sollten die Aufbereitung der Betonbrechsandfraktion aus Bauschutt mittels eines Nassverfahrens zu einer geeigneten Gesteinskörnung für die Betonherstellung sowie die vollständige Verwertung der bei diesem Verfahren anfallenden Reststoffe demonstriert werden. Der im Rahmen der geordneten Vorsortierung mit zahlreichen Schritten zur Qualitätssicherung hergestellte Betonbrechsand war qualitativ hochwertig und wies nur geringe Schadstoffgehalte auf. Für die Nassaufbereitung des Betonbrechsands wurde vom Projektpartner Allmineral der Prototyp einer Sandsetzmaschine zur Dichtetrennung designt und konstruiert. Diese Sandsetzmaschine wurde für die umfangreichen Betonbrechsandversuche in die Aufbereitungsanlage der BAM integriert. Begleitend zur Aufbereitung wurden die eingesetzten Materialien, Bauschutt und Prozesswasser, sowie die Austragsprodukte chemisch-physikalisch und mineralogisch untersucht. Die anschließenden Baustoffuntersuchungen zeigten, dass durch das im Demonstrationsprojekt angewandte Nassaufbereitungsverfahren eine deutliche Verbesserung der Materialeigenschaften des Betonbrechsandes erzielt werden konnte. Die Qualität von Natursteinkörnungen wurde (z.B. aufgrund von Kornschädigungen durch den Bruch des Altbetons und noch verbleibende Zementanhaftungen) gleichwohl nicht erreicht. Gerade die Betonprüfungen (mit Anteilen von bis zu 50% Betonbrechsand an der gesamten Gesteinskörnung) haben jedoch gezeigt, dass es dennoch sehr wohl möglich wäre, größere Mengen von aufbereitetem Betonbrechsand in der Betonherstellung zu verwerten und so im Sinne der Nachhaltigkeit den Verbrauch von natürlichen Sandvorkommen zu reduzieren. Die bei der Nassaufbereitung des Betonbrechsands anfallenden Restsstoffe, nämlich die Fraktionen Leichtgut und Feinstfraktion wurden separat erfasst und bilanziert. Diese Materialien wurden auf die Eignung als Kompostzugabe in Hinblick auf Schadstoffanreicherungen und Pflanzenverträglichkeit untersucht (Projektpartner Deisl). Nach der Kompostierung in Rotteboxen wurden Wachstumsversuche mit dem Referenzgewächs Kresse (Kressetest nach ÖNORM) mit zufriedenstellenden Ergebnissen durchgeführt. Die Reststoffe Feinstgut und Leichtgut aus dem Nassaufbereitungsprozess könnten – sofern die Schadstoffgehalte nachweislich unter den vorgegebenen Grenzwerten liegen – als Zugabe zur Vererdung in der Kompostierung eingesetzt werden. KW - Reststoffe KW - Betonbrechsand KW - Bauschuttaufbereitung KW - Betonherstellung PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-390203 SP - 1 EP - 4 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-39020 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Taparli, Ugur Alp A1 - Griesche, Axel A1 - Kannengießer, Thomas A1 - Jacobsen, L. A1 - Michalik, K. A1 - Mory, D. T1 - Development of a LIBS analysis system for time- and space-resolved in situ measurement of chemical compositions during TIG-welding N2 - A laser induced breakdown spectroscopy (LIBS) system was combined with the Gas Tungsten Arc (TIG) Welding process for the in situ monitoring of chemical compositions in austenitic stainless steels during welding. The purpose of this project is to develop a prototype of an online chemical composition control system for welding applications. One of the use cases of this new LIBS-based measurement system can be the controlling of potentially dangerous emissions during the welding process in order to improve the working safety conditions. T2 - Master Diplomanden Doktoranden Kolloquium Otto von Guericke Universität Magdeburg CY - Magdeburg, Germany DA - 19.01.2017 KW - LIBS KW - TIG welding KW - Hot cracking KW - Austenitic stainless steels KW - In situ chemical composition PY - 2017 AN - OPUS4-39025 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Cabeza, Sandra A1 - Thiede, Tobias A1 - Mishurova, Tatiana A1 - Nadammal, Naresh A1 - Kromm, Arne A1 - Bruno, Giovanni T1 - Development of residual stresses in IN718 parts obtained by SLM N2 - Additive Manufacturing by Selective Laser Melting (SLM) offers ample scope for producing geometrically complex parts as compared to the traditional subtractive manufacturing strategies. However, the residual stresses (RS) developed during the processing can reduce the load bearing capacity as well as induce unwanted distortion, limiting the application of SLM parts. In the present work, residual stresses in additivly manufactured IN718 part were analised by means of neutron diffraction and synchrotron X-ray diffraction. T2 - ISAM 2017 CY - Dresden, Germany DA - 07.02.2017 KW - Additive manufacturing KW - Residual stress KW - Inconel 718 KW - Netron diffraction KW - Microstructure PY - 2017 AN - OPUS4-39139 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Madia, Mauro A1 - Schork, B. A1 - Bernhard, J. A1 - Kaffenberger, M. T1 - Multiple crack initiation and propagation in weldments under fatigue loading N2 - The work aims at addressing the modelling and implementation of criteria for multiple crack propagation, including interaction and coalescence, for a more reliable fracture mechanics-based prediction of stress-life curves for weldments. A large experimental work is presented in which micro-cracks have been made visible by heat-tinting at successive stages of fatigue life of the welded specimens. Here the correlation between the number of initiation sites and the applied stress level has been also investigated. The criteria have been implemented in in-house software, which allows multiple fatigue crack propagation, and validated against selected experimental tests. The results have shown that the modelling of multiple crack propagation and interaction is crucial for the prediction of the fatigue strength of weldments, both in finite and infinite life regime. T2 - FDMD 2017 CY - Lecco, Italy DA - 19.09.2017 KW - Weldments KW - Fatigue strength KW - Multiple crack propagation KW - Short cracks PY - 2017 AN - OPUS4-43857 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Madia, Mauro A1 - Schork, B. A1 - Bernhard, J. A1 - Kaffenberger, M. T1 - Multiple crack initiation and propagation in weldments under fatigue loading N2 - The work aims at addressing the modelling and implementation of criteria for multiple crack propagation, including interaction and coalescence, for a more reliable fracture mechanics-based prediction of stress-life curves for weldments. A large experimental work is presented in which micro-cracks have been made visible by heat-tinting at successive stages of fatigue life of the welded specimens. Here the correlation between the number of initiation sites and the applied stress level has been also investigated. The criteria have been implemented in in-house software, which allows multiple fatigue crack propagation, and validated against selected experimental tests. The results have shown that the modelling of multiple crack propagation and interaction is crucial for the prediction of the fatigue strength of weldments, both in finite and infinite life regime. T2 - FDMD 2017 CY - Lecco, Italy DA - 19.09.2017 KW - Weldments KW - Fatigue strength KW - Multiple crack propagation PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-438593 DO - https://doi.org/10.1016/j.prostr.2017.11.108 SN - 2452-3216 VL - 7 SP - 423 EP - 430 PB - Elsevier B.V. AN - OPUS4-43859 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kraus, David T1 - Multiaxiale Schädigung von Faser-Kunststoff-Verbunden N2 - Faser-Kunststoff-Verbunde werden zunehmend in der Luft- und Raumfahrt, der Automobil- und Windenergieindustrie eingesetzt. Die hier entwickelten Bauteile sind oft nicht nur multiaxialen mechanischen Belastungen, sondern auch hohen klimatischen Beanspruchungen ausgesetzt. Einsatztemperaturen zwischen -60°C und 100°C bei 10-90% relativer Feuchte sind keine Seltenheit, in der Raumfahrt sind die thermischen Belastungen sogar noch extremer. Die Auswirkungen einer Wechselwirkung extremer klimatischer Beanspruchungen mit multiaxialen mechanischen Belastungen wurden bisher kaum betrachtet. Das Ziel des Projektes ist die Untersuchung des Ermüdungsverhaltens der Faser-Kunststoff-Verbunde in Abhängigkeit von multiaxialer mechanischer Belastung, Temperatur und Feuchte. Dazu werden umfangreiche experimentelle Untersuchungen an Flach- und Rohrproben sowie numerische und analytische Berechnungen durchgeführt. Für die Durchführung der Experimente werden zunächst Glasfaser-Preforms in einem an der BAM entwickelten Haspelverfahren ohne nominelle Ondulation hergestellt. Aus diesen Preforms werden anschließend in einem vakuumunterstützten Resin Transfer Molding (RTM)-Prozess die GFK-Probekörper gefertigt. Bisher wurden die thermoelastischen Eigenschaften und die Festigkeiten des Faser-Kunststoff-Verbundes und der Matrix mit Zug- und Druckversuchen unter paralleler Temperaturlast im Bereich von -60°C bis +80°C ermittelt. Auf der Basis eines Konzeptes zur Berechnung der Matrixbeanspruchung wurde ein Modell zur Bestimmung des Schädigungsbeginns von Laminaten unter quasistatischer thermomechanischer Belastung weiterentwickelt und experimentell validiert. Im weiteren Verlauf des Projekts wird das Verhalten von Glasfaser-Kunststoff-Verbunden unter schwingender Belastung und paralleler Temperaturlast untersucht. Hier wurden bereits Experimente bei Raumtemperatur durchgeführt. Mit dem Verfahren der Grauwertanalyse ist es dabei möglich, in-situ die Schädigung des Werkstoffs zu messen. Des Weiteren wird das Verhalten von Faser-Kunststoff-Verbunden unter zyklischer Temperaturlast ohne mechanische Belastung untersucht. Auch hier zeigen sich bereits nach wenigen Lastwechseln erste Zwischenfaserbrüche. T2 - Kolloquium Luftfahrzeugbau und Leichtbau, TU Berlin CY - Berlin, Germany DA - 18.12.2017 KW - Ermüdung KW - Thermomechanik KW - Faser-Kunststoff-Verbunde PY - 2017 AN - OPUS4-43861 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lohrer, Christian A1 - Kurth, Lutz A1 - von Oertzen, Alexander T1 - Explosivstoffe/Pyrotechnik: Rolle der BAM im Forum der benannten Stellen und bei der internationalen Normung N2 - Vorstellung über die Aktivitäten der Zertifizierungsbereiche Explosivstoffe und Pyrotechnik mit Fokus auf Normung und Forum der benannten Stellen nach EU-Richtlinien 2014/28/EU und 2013/29/EU. T2 - 20. Sitzung des BZS-Beirats der BAM CY - Berlin, Germany DA - 20.01.2017 KW - Explosivstoffe KW - Pyrotechnik KW - Feuerwerk KW - Normung CEN und ISO PY - 2017 AN - OPUS4-43862 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Lüchtenborg, Jörg A1 - Mühler, T. A1 - Léonard, Fabien A1 - Günster, Jens T1 - Laser-induced slip casting (LIS) – a new additive manufacturing process for dense ceramics demonstrated with Si3N4 N2 - Up to now, there exists a lack of methods for the additive manufacturing of voluminous ceramic parts with properties comparable to those of conventionally manufactured ones. A high density after sintering is needed to reach the superior properties of ceramic materials. We have developed a new additive manufacturing method, Laser-Induced Slip casting (LIS), to generate ceramic green bodies with high particle packing density and with virtually no restriction in the particle size of the feedstock, especially in terms of small particles. This is achieved by laser-induced local drying of slurries, with the process resembling many features of the well-established stereolithography, but without the excessive use of polymeric material. Thus, unlike the stereolithography process, the resulting green bodies can be processed like traditionally produced ceramic parts. This method allows large and dense additive-manufactured parts to be obtained from conventional water-based ceramic slurries. As an example, we will demonstrate the application of this novel technique with Si3N4. KW - Additive manufacturing KW - Ceramics PY - 2017 DO - https://doi.org/10.4416/JCST2017-00091 SN - 2190-9385 VL - 8 IS - 4 SP - 531 EP - 540 PB - Göller Verlag CY - Baden-Baden AN - OPUS4-43738 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Häusler, Ines T1 - Volume fraction determination of discretely oriented disc-shaped precipitates in transmission mode T1 - Bestimmung des Volumenanteils von diskret orientierten kreisscheibenförmigen Ausscheidungen im Transmissionsmodus N2 - In der vorliegenden Arbeit wurde eine Formel zur Berechnung des Volumenantei ls dis­ kret orientierter scheibenförmiger Phasen für die Untersuchung im Transmissionsmodus hergeleitet, validiert und mit bereits veröffent­ lichen Formeln verglichen. Bei diesem Ver­ gleich konnte gezeigt werden,dass die in zahl­ reichen Veröffentlichungen benutzte Formel von E. E. Underwood für die Volumenanteils­ bestimmungbeidiskret orientierten Ausschei­ dungsphasen nicht benutzt werden sollte, da sie den Volumenanteil deutlich unterschätzt. Die Ursache liegt in der von E.E. Underwood getroffenen Annahme, dass die kreisförmigen Scheiben regellos angeordnet und nicht aus­ gerichtet sind, was in Al-Legierungen in der Regel nicht der Fall ist. KW - Material KW - TEM KW - Volumenbruchteil KW - Al-Cu-Li-Legierung KW - Ausscheidungen PY - 2017 DO - https://doi.org/10.3139/147.110471 SN - 0032-678X SN - 2195-8599 VL - 54 IS - 12 SP - 816 EP - 837 PB - Carl Hanser AN - OPUS4-43722 LA - mul AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Häberle, Nicolas A1 - Pittner, Andreas A1 - Rethmeier, Michael T1 - Rechenzeitersparnis bei der numerischen Lösung der nicht- linearen transienten 3D-Wärmeleitungsgleichung durch explizite Zeitintegration N2 - Die transiente nichtlineare 3D-Wärmeleitungsgleichung wurde zur numerischen Lösung mittels der Finite-Elemente-Methode im Ort und mittels explizitem Eulerschema in der Zeit diskretisiert. Der resultierende Algorithmus wurde in ein Computerprogramm überführt wobei besonderer Wert auf paralleles Rechnen gelegt wurde. Das Programm wurde auf die numerische Berechnung eines schweißtypischen transienten Temperaturfelds angewandt. Die Rechenzeit und Skalierbarkeit des Computerprogramms bezüglich der Anzahl verwendeter CPU Kerne wurde untersucht und mit dem kommerziellen FEM Programm Abaqus 6.14 verglichen. Die Anwendung der expliziten Zeitintegration resultiert in verbesserter Skalierbarkeit bezüglich der Anzahl verwendeter CPU Kerne und Rechenzeitersparnis gegenüber der in Abaqus implementierten impliziten Zeitintegrationsmethode. T2 - 37. Assistentenseminar Füge- und Schweißtechnik CY - Päwesin, Germany DA - 5. September 2016 KW - Schweißsimulation PY - 2017 SN - 978-3-96144-025-2 VL - 339 SP - 115 EP - 120 PB - DVS Media GmbH CY - Düsseldorf AN - OPUS4-44282 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Gook, S. A1 - Gumenyuk, Andrey A1 - Rethmeier, Michael T1 - Hybrid laser arc welding of high grade X80 and X120 pipeline steels N2 - The aim of the present work was to investigate the possibilities of hybrid laser arc welding regarding reliable production of longitudinal welds of high strength pipe steels X80 and X120 and to evaluate achievable mechanical properties of laser hybrid welds. The study focused on weld toughness examination in low temperature range up to -60 °C. SЮТЭКЛХО ПТХХОЫ ЦКЭОЫТКХЬ were identified in the context of this task. It could be shown that metal cored electrodes guaranteed sufficient Charpy impact toughness at low temperature for both investigated materials. Modern arc welding technologies such as modified pulsed spray arc were used to promote deeper Penetration of the filler material into the narrow laser welding gap. Edge preparation with a 14 mm deep root face was considered as optimum, because no penetration of the filler material could be detected beyond this depth limit and therefore any metallurgical influences on the weld metal properties through the welding wire could be excluded. KW - High strength steel KW - Longitudinal weld KW - Modified spray arc KW - Pipeline KW - Hybrid laser arc welding PY - 2017 SN - 2499-9733 SN - 2305-414Х VL - 1 IS - 22 SP - 21 EP - 35 AN - OPUS4-44343 LA - rus AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Marko, A. A1 - Graf, B. A1 - Gook, S. A1 - Rethmeier, Michael T1 - Application of D-optimum experimental designs in consideration of restrictions for laser metal deposition N2 - The process of laser metal deposition can be applied in many ways. Mostly, it is relevant to coating, for repair welding and for additive manufacturing. To increase the effectiveness and the productiveness, a good process understanding is necessary. Statistical test planning is effectual and often used for this purpose. For financial and temporal reasons, a restriction of the test space is reasonable. In this case, it is recommended to use a D-optimal experimental design which is practically applied to extend existing test plans or if process Limits are known. This paper investigates the applicability of a D-optimum experimental design for the laser metal deposition. The results are compared to the current results of a full factorial test plan. Known restrictions are used for the limitation of the test space. Ti6Al4 is utilized as Substrate material and powder. Comparable results of the D-optimal experimental design and of the full factorial test plan can be demonstrated. However, 80 % of time can be saved by the experimental procedure. For this reason, the application of D-optimal experimental design for laser metal deposition is recommend. KW - Design of experiments KW - Repair welding KW - Additive manufacturing KW - Cladding parameter KW - Laser metal deposition KW - Laser cladding PY - 2017 SN - 2499-9733 SN - 2305-414Х VL - 3 IS - 24 SP - 46 EP - 60 AN - OPUS4-44344 LA - rus AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Behrens, H. A1 - Bauer, Ute A1 - Reinsch, Stefan A1 - Müller, Ralf A1 - Morin, E. I. A1 - Stebbins, J. F. A1 - Kiefer, P. A1 - Deubener, J. T1 - Effect of water on structure and dynamics of sodium borosilicate glasses N2 - Borosilicate glass has a wide range of technical applications due to its high chemical durability and thermal-shock resistivity. Here the effect of H2O on 16 Na2O, 10 B2O3,74 SiO2 glass is studied over a wide range of water contents from 0 to 8 wt.%. MIR spectra give evidence for the coexistence of strongly and weakly H-bonded hydrous species. Evaluation of NIR bands at 5200 cm-1 (molecular H2O), 4700 cm-1 (B-OH), and 4500 cm-1 (Si-OH) reveal that OH groups dominate up to ~6 wt.% H2O, with B-OH/Si-OH of ≈ 0.8. The incorporation of low amounts of H2O has strong impact on structure. NMR spectra of nominally dry glasses indicate a significant fraction (12 %) of 3-coordinated boron, but almost all boron is 4-coordinated after addition of 3 wt.% H2O. Raman spectra show that hydration results preferentially in transformation of Q4 to Q2 while Q3 remain unchanged, probably stabilized by bonding to BO4 tetrahedra. Viscosity measurements and differential thermal analysis give consistent results, confirming strong decrease of the glass transition temperature with addition of water from 849 K (dry) to 540 K (5 wt% H2O). An additional relaxation mechanism in hydrous glasses is inferred from dynamic mechanical analysis and is assigned to cooperative processes involving hydrous species. It is postulated that this relaxation mechanism plays an important role in crack growth kinetics. T2 - 9th International Conference on Borate Glasses, Crystals and Melts CY - Oxford, UK DA - 24.07.2017 KW - Borosilicate glass KW - Water speciation KW - Sub-Tg relaxation KW - High water bearing glass PY - 2017 AN - OPUS4-44355 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Welter, T. A1 - Nofz, Marianne A1 - Deubener, Joachim T1 - Surface water-induced broadening of crack initiation probability of zinc aluminosilicate glasses N2 - The crack generation probability by Vickers indentation of glass surfaces is known to be influenced by the atmospheric conditions under which the Vickers experiment is performed [1]. However, the effect of surface water due to preparation and storage of the glass surfaces prior to the indentation is less understood. Therefore, zinc aluminosilicate glasses of perzinc, peraluminous as well as nominally NBO-free meta-aluminous composition were prepared by melt quenching. Surfaces of cut and polished specimens of these glasses were either stored for seven days under constant atmosphere (50 °C; 55% RH) or etched (HF: 20vol%; 20 min) shortly before indentation. The obtained results show a strong variation of crack initiation behavior depending on chemical composition of the glasses as well as sample preparation. All experiments were performed in dry nitrogen gas to minimize the influence of atmospheric humidity during indentation. While the regular glass surfaces exposed to humid air prior to Vickers indentation show a broad distribution of crack initiation probability, this distribution narrows down if etched glass surfaces are tested. SNMS depth profiling shows a water enriched layer at the surface (150 μm) for the non-etched and stored specimens leading to the conclusion that surface water causes broadening of the crack initiation probability of glass surfaces. T2 - 91. Glastechnische Tagung CY - Weimar, Germany DA - 29.05.2017 KW - Aluminosilicate glasses KW - Crack initiation probability KW - Surface water KW - Vickers indentation PY - 2017 AN - OPUS4-44379 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Behrens, H. A1 - Bauer, Ute A1 - Reinsch, Stefan A1 - Müller, Ralf A1 - Morin, E. I. A1 - Stebbins, J. F. A1 - Kiefer, P. A1 - Deubener, J. T1 - Effect of water on structure and dynamics of sodium borosilicate glasses N2 - Borosilicate glass has a wide range of technical applications due to its high chemical durability and thermal-shock resistivity. Here the effect of H2O on 16 Na2O, 10 B2O3,74 SiO2 glass is studied over a wide range of water contents from 0 to 8 wt.%. MIR spectra give evidence for the coexistence of strongly and weakly H-bonded hydrous species. Evaluation of NIR bands at 5200 cm-1 (molecular H2O), 4700 cm-1 (B-OH), and 4500 cm-1 (Si-OH) reveal that OH groups dominate up to ~6 wt.% H2O, with B-OH/Si-OH of ≈ 0.8. The incorporation of low amounts of H2O has strong impact on structure. NMR spectra of nominally dry glasses indicate a significant fraction (12 %) of 3-coordinated boron, but almost all boron is 4-coordinated after addition of 3 wt.% H2O. Raman spectra show that hydration results preferentially in transformation of Q4 to Q2 while Q3 remain unchanged, probably stabilized by bonding to BO4 tetrahedra. Viscosity measurements and differential thermal analysis give consistent results, confirming strong decrease of the glass transition temperature with addition of water from 849 K (dry) to 540 K (5 wt% H2O). An additional relaxation mechanism in hydrous glasses is inferred from dynamic mechanical analysis and is assigned to cooperative processes involving hydrous species. It is postulated that this relaxation mechanism plays an important role in crack growth kinetics. T2 - 12th Pacific Rim Conference on Ceramic and Glass Technology including Glass & Optical Materials Division Meeting CY - Waikoloa, USA DA - 21.05.2017 KW - Borosilicate glass KW - Water speciation KW - Sub-Tg relaxation KW - High water bearing glass PY - 2017 AN - OPUS4-44383 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Sieksmeyer, Thorben A1 - McMahon, Dino Peter T1 - Beyond nutrition: host-microbiota interactions drive shifts in the behaviouralphenotypes of cockroaches N2 - Diverse animal species consume toxins, minerals or secondary compounds as an adaptive response to pathogen infection – a process termed self-medication. Recent studies have also shown that macronutrients can play an important role in an individual’s infection response. For instance African army worm caterpillars select a diet rich in protein and low in carbohydrate upon baculovirus infection. Here we investigate whether dietary choice of macronutrients also plays a role in immunity in the omnivorous cockroach: Blatta orientalis. After challenging individual cockroaches with a common entomopathogenic soil bacterium, Pseudomonas entomophila, we conducted food-choice experiments using two artificial diets differing in their relative protein to carbohydrate ratio. We show for the first time that cockroaches are able to self-select a protein-enriched diet as a response to bacterial infection. This is driven by a sharp decline in carbohydrate intake rather than an increase in protein intake. Additionally, infected cockroaches reduced their overall nutrient intake, which is consistent with an illness-induced anorexia-like response. The feeding pattern of bacteria-challenged individuals returned to normality approx 4 days after challenge. We also investigate whether cockroach survival and hemolymph immunity are enhanced in individuals when restricted to a protein-rich vs. carbohydrate-rich diet. Overall, our findings demonstrate that macronutrient preferences follow a general pattern independent of pathogen type. Furthermore, we show that interactions between nutrition and immunity are highly conserved in evolution, highlighted by the fact that caterpillars and cockroaches diverged some 386 million years ago. T2 - 22nd Graduate Meeting in Evolutionary Biology of the German Zoological Society CY - Plön, Germany DA - 19.04.2017 KW - Nutrition KW - Infection KW - Cockroach KW - Gut microbiota PY - 2017 AN - OPUS4-44239 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Resch-Genger, Ute ED - Martynenko, Irina ED - Baimuratov, A. S. ED - Osipova, V. A. ED - Kuznetsova, V. A. ED - Purcell-Milton, F. ED - Rukhlenko, I. D. ED - Fedorov, A. V. ED - Gun'ko, Y. K. ED - Baranov, A. V. T1 - Excitation energy dependence of the photoluminescence quantum yield of core/shell CdSe/CdS quantum dots and correlation with circular dichroism N2 - Quantum dot (QD) based nanomaterials are very promising materials for the fabrication of optoelectronic devices like solar cells, light emitting diodes (LEDs), and photodetectors as well as as reporters for chemo- and biosensing and bioimaging. Many of These applications involve the monitoring of changes in photoluminescence intensity and energy transfer processes which can strongly depend on excitation wavelength or energy. In this work, we analyzed the excitation energy dependence (EED) of the photoluminescence quantum yields (PL QYs) and decay kinetics and the circular dichroism (CD) spectra of CdSe/CdS core/shell QDs with different thicknesses of the surface passivation shell. Our results demonstrate a strong correlation between the spectral position of local maxima observed in the EED of PL QY and the zero-crossing points of the CD profiles. Theoretical analysis of the energy band structure of the QDs with effective mass approximation suggests that these structures could correspond to exciton energy levels. This underlines the potential of CD spectroscopy for the study of electronic energy structure of chiroptically active nanocrystals which reveal quantum confinement effects. KW - Fluorescence KW - Semiconductor KW - Nanoparticle KW - Surface chemistry KW - Quantum yield KW - Lifetime KW - Nanocrystal KW - Cysteine KW - Thiol KW - Ligand KW - Quantum dot KW - CdSe KW - Exciton KW - Circular dichroism KW - Theory KW - Excitation spectra KW - Excitation energy dependence PY - 2017 DO - https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.7b04478 SN - 0897-4756 SN - 1520-5002 VL - 30 IS - 2 SP - 465 EP - 471 PB - ACS Publications AN - OPUS4-44034 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Zocca, Andrea A1 - Lima, Pedro A1 - Lüchtenborg, Jörg A1 - Günster, Jens A1 - Mühler, T. T1 - Layerwise slurry deposition for Additive Manufacturing: from densely packed powder beds to dense technical ceramics N2 - Several Additive Manufacturing (AM) processes are based on the deposition of a powder to form a powder bed layer-by-layer, which typically has a low packing density (35-50%) and consequently hinders the ability of sintering ceramic parts to full density. The layerwise slurry deposition (LSD) is an innovative process for the deposition of layers in AM. In the LSD, a slurry with no or small organic content is repetitively spread as thin layers on each other by means of a doctor blade. During the deposition, the ceramic particles settle to form thin layers with a high packing density (55-60%). When coupled with a printing head or with a laser, the LSD enables novel AM technologies inspired to the 3D printing or selective laser sintering, but taking advantage of having a highly dense powder-bed. The LSD combined with inkjet binder printing (LSD-print) was applied to a submicron Al2O3 powder to produce samples which had a comparable density to uniaxially pressed samples, both in the green and in the sintered state. T2 - 92nd DKG Annual Meeting & Symposium on High-Performance Ceramics 2017 CY - Berlin, Germany DA - 19.03.2017 KW - Layerwise slurry deposition KW - Ceramic KW - Additive Manufacturing KW - 3D Printing PY - 2017 AN - OPUS4-44169 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Koclega, D. A1 - Radziszewska, A. A1 - Kranzmann, Axel A1 - Huebner, J. A1 - Kac, S. T1 - High temperature corrosion resistance of Inconel 686 coatings in aggresive environments N2 - The work presents the microstructure, chemical composition and mechanical properties of Inconel 686 coatings after high - temperature corrosion in environment of aggressive gases. To produce the Ni - base weld overlays the QS Nd:YAG laser beam was used. The substrates were 13Mo4-5 boilers plate steel. Ni - base alloys characterize the excellent high temperature corrosion resistance, good strength and good ability to work in aggressive environments. Applied overlays had a proper combination of the metal substrate in particular small amount of Fe. This could be achieved by the reduction of the melting of the substrate and its dissolution into the overlays. The microstructure, chemical composition of the obtained overlays were investigated by means of a light microscope, a scanning electron microscope (SEM) equipped with the EDS detector. The overlays had cellular-dendritic structure. The variations of the chemical composition (especially Mo, Ni and W ) in the interdendritic and dendritic regions were observed. The interdendritic regions were enriched during solidifications in Mo and W and had lower content of Ni. T2 - EUROCORR 2017 CY - Prague, Czech Republic DA - 03.09.2017 KW - Inconel 686 KW - Corrosion resistance KW - Laser cladding PY - 2017 AN - OPUS4-44197 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Sieksmeyer, Thorben A1 - McMahon, Dino Peter T1 - Beyond nutrition: host-microbiota interactions drive shifts in the behavioural phenotypes of cockroaches N2 - Recent studies have shown that host-microbiota interactions can lead to dramatic changes in host phenotype. We investigate the causal drivers of microbe-associated shifts in host phenotype by examining how feeding behaviour is modulated by microbiota interactions in two omnivorous cockroaches: Blatta orientalis and Blatella germanica. We conducted food-choice experiments after challenging hosts with a common entomopathogenic soil bacterium to understand the impact of pathogens on host macronutrient preference. We find that immune challenge by a pathogenic microbe drives a sharp decline in carbohydrate intake and results in a relative increase in the ratio of protein to carbohydrate (P:C) consumed. Additionally, infected cockroaches reduce their overall nutrient intake, which is consistent with an illness-induced anorexia-like response. We show for the first time that cockroach feeding behaviour is dynamically modulated by a pathogen, and examine the influence of modified feeding behaviour on host immunity. We also investigate whether in addition to pathogens, gut commensals are causally responsible for shifts in host behavioural phenotype. Here, we conduct food-choice and immune-challenge experiments in germ-free cockroaches, which have been refaunated with gut microbiota that are experimentally adapted to variable macronutrient (P:C) diets. T2 - The 2017 Congress of the European Society for Evolutionary Biology CY - Groningen, Netherlands DA - 20.08.2017 KW - Nutrition KW - Bacterial infection KW - Cockroach KW - Gut microbiota PY - 2017 AN - OPUS4-44245 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Sieksmeyer, Thorben A1 - McMahon, Dino Peter T1 - Beyond nutrition: host-microbiota interactions drive shifts in the behavioural phenotypes of cockroaches N2 - Recent studies have shown that host-microbiota interactions can lead to dramatic changes in host phenotype. We investigate the causal drivers of microbe-associated shifts in host phenotype by examining how feeding behaviour is modulated by microbiota interactions in two omnivorous cockroaches: Blatta orientalis and Blatella germanica. We conducted food-choice experiments after challenging hosts with a common entomopathogenic soil bacterium to understand the impact of pathogens on host macronutrient preference. We find that immune challenge by a pathogenic microbe drives a sharp decline in carbohydrate intake and results in a relative increase in the ratio of protein to carbohydrate (P:C) consumed. Additionally, infected cockroaches reduce their Overall nutrient intake, which is consistent with an illness-induced anorexia-like response. We show for the first time that cockroach feeding behaviour is dynamically modulated by a pathogen, and examine the influence of modified feeding behaviour on host immunity. We also investigate whether in Addition to pathogens, gut commensals are causally responsible for shifts in host behavioural phenotype. Here, we conduct food-choice and immune-challenge experiments in germ-free cockroaches, which have been refaunated with gut microbiota that are experimentally adapted to variable macronutrient (P:C) diets. T2 - Ecological Immunology Workshop 2017 CY - Blossin, Germany DA - 28.08.2017 KW - Nutrition KW - Bacterial infection KW - Cockroach KW - Gut microbiota PY - 2017 AN - OPUS4-44250 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Koclega, D. A1 - Radziszewska, A. A1 - Kranzmann, Axel A1 - Dymek, S. A1 - KĄc, S. T1 - The microstructure of weld overlay Ni - base alloy deposited on carbon steel by laser QS-Nd:YAG N2 - Ni- base alloys are used as a one of the most important coating material and can be applied in a different environments and elements of devices having various applications. To protect the surface of the material from aggressive gases at high temperature, there are use different kinds of the Ni- base alloys. One of such alloy is Ni-Cr-Mo-W called commercial Inconel 686. This alloy based on NiCr22Mo9Nb (Inconel 625), in which content of molybdenum increased and niobium was replaced with the addition of tungsten, in order to counteract the strong segregation in the microstructure, which results in homogeneity of the chemical composition of the structure. Inconel 686 is also characterized by greater resistance to high temperature corrosion and heat resistance than Inconel 625. The Inconel 686 alloy was deposited on 13CrMo4-5 steel by laser QS - Nd:YAG. In the poster the microstructure (SEM) and chemical composition (EDS) of obtained weld overlays were investigated. T2 - EUROMAT 2017 CY - Thessaloniki, Greece DA - 17.09.2017 KW - Nickel based alloy KW - Laser cludding KW - High temperature corrosion resistance PY - 2017 AN - OPUS4-44195 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Müller, Ralf A1 - Marzok, Ulrich T1 - Hochtemperaturlaserprofilometrie (HTLP) N2 - Der Vortrag stellt die an der BAM neu entwickelte Methode der Hochtemperatur-Laserprofilometrie (HTLP) vor und illustriert Anwendungsmöglichkeieten T2 - Seminar Instrumentelle Analytik, Fakultät III Prozesswissenschaften, Lehrstuhl Keramik TU Berlin CY - TU Berlin, Germany DA - 17.2.2017 KW - Sintern KW - Hochtemperaturformerkennung PY - 2017 AN - OPUS4-44210 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kiefer, P. A1 - Balzer, R. A1 - Behrens, H. A1 - Reinsch, Stefan A1 - Müller, Ralf A1 - Deubener, J. T1 - In-situ observation of sub-critical crack growth in water bearing borate glasses N2 - 185 cracks were initiated in a soda-lime-silica glass by Vickers indentation and grown under controlled dry nitrogen atmosphere. Direct observation of subcritical crack growth (SCCG) upon indentation was performed using a video camera with an image acquisition rate of 3 ms. The results show that the validity of K(c) relations used to determine the indentation fracture toughness from a single imprint is questionable. It seems that correlation of crack length to stress intensity necessitate the use of statistical significant data of multiple crack events. T2 - FFAG 7: 7th International Workshop on Flow and Fracture of Advanced Glasses CY - Aalborg, Denmark DA - 02.07.2017 KW - Sub critical crack growth KW - Glass KW - Vickers KW - Water bearing glass KW - Indentation fracture toughness PY - 2017 AN - OPUS4-44211 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Deubener, J. A1 - Bauer, Ute A1 - Behrens, H. A1 - Reinsch, Stefan A1 - Müller, Ralf T1 - Flow of hydrous borate and silicate glasses N2 - Hydrous silicate and borate glasses of up to 8 wt% water were prepared using wet condition of melting under external pressure. Rheological experiments were conducted to determine the effect of the total water content on viscous flow and kinetic fragility. The findings indicate that dissolved water acts as a strong fluxing agent in both glass types. Water decreases particularly viscosity at the glass transition range, makes the viscosity-temperature curve "longer" and thus decreases kinetic fragility. Recent IR and NMR data are presented to link the dynamics of hydrous silicate and borate glasses with their structure particularly with regard to changes in the water-, silicon- and boron-speciation. T2 - FFAG 7: 7th International Workshop on Flow and Fracture of Advanced Glasses CY - Aalborg, Denmark DA - 02.07.2017 KW - Hydrous glass KW - Rheology KW - Silicate glass KW - Borate glass PY - 2017 AN - OPUS4-44213 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kiefer, P. A1 - Balzer, R. A1 - Behrens, H. A1 - Waurischk, Tina A1 - Reinsch, Stefan A1 - Müller, Ralf A1 - Deubener, J. T1 - In-situ Beobachtung und statistische Analyse des unterkritischen Risswachstums in Gläsern N2 - Um das Risswachstum in Gläsern zu untersuchen, sind in einer Glovebox 185 Risse ausgehen von Vickers-Eindrücken in Kalk-Natron-Glas initiiert und gewachsen. Die direkte Beobachtung des unterkritischen Risswachstums erfolgte mit einer Hochgeschwindigkeitskamera. Die Ergebnisse zeigen, dass die statistische Auswertung vieler radialer Risse von multiplen Rissevents notwendig ist, um eine Korrelation zum Spannungsintensitätsfaktor ziehen zu können. T2 - Fachausschuss I der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft (DGG) CY - Erlangen, Germany DA - 26.09.2017 KW - Risswachstum KW - Glas KW - Vickers KW - In-situ PY - 2017 AN - OPUS4-44215 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Müller, Ralf T1 - Glasig-kristalline Werkstoffe für Schlüsseltechnologien - Prozessbegleitende Prüfung und Simulation N2 - Eigenschaftsprofile und Kennwertstreuungen keramischer und glaskeramischer Komponenten und Bauteile werden durch ihren Herstellungsprozess wesentlich mitbestimmt. Prozessbegleitende Prüf- und Simulationsmethoden gewinnen so wachsenden Einfluss auf die Erschließung neuer Applikationsfelder dieser Werkstoffe. Eine wichtige Rol¬le spielen hierbei oft thermokinetische Prozesse, die u. a. Wärmetransport- und Diffusionsvorgänge, Phasengrenzflächenreaktionen, das rheologische Verhalten heterogener Systeme sowie deren Gefügeevolution beim Sintern umfassen. Ziel des Vortrages ist es, diesen Trend anhand ausgewählter Bei-spiele aus der Arbeit des Fachbereichs Glas der BAM zu illustrieren. T2 - Deutsche Physikalische Gesellschaft, Vortragsreihe Gruppe 60+ der Physiker Berlin - Brandenburg CY - Berlin, Magnushaus, Germany DA - 5.4.17 KW - Prozessbegleitende Prüfung KW - LTCC PY - 2017 AN - OPUS4-44217 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Reinsch, Stefan A1 - Patzig, C. T1 - Surface-initiated microstructure formation in glass ceramics N2 - Up to now, the mechanisms of surface nucleation and surface-induced texture formation are far from being understood. Corresponding phenomena are discussed hypothetically or even controversial, and related studies are restricted to very few glasses. As a main drawback, the vast majority of previous work on oriented growth of surface crystals do not consider the possible effects of glass surface treatments (like polishing defects, adhered particles and cracks, …) or ambient annealing conditions (vacuum or atmospheric pressure) which both can influence crystal nucleation and growth. Moreover, very few observations of crystal orientation related to surface crystallization were focused on separately growing crystals. In conclusion, up to now, no systematic studies on initially oriented crystal growth or nucleation from defined active nucleation sites have been pursued. Therefore, the main objective of the proposed project is to gain a basic understanding of the mechanisms of surface-induced microstructure formation in glass ceramics. We shall answer the question whether preferred orientation of surface crystals is the result of oriented nucleation or caused by other orientation selection mechanisms acting during early crystal growth. In both cases, crystal orientation may be caused by the orientation of the glass surface itself or the anisotropy and orientation of active surface nucleation defects. New techniques of experimental characterization of surface-crystallized glasses shall be applied to find answers to the questions posed above. Based on a controlled preparation and annealing of the glass sample surfaces, that includes the defined creation of active nucleation defects, and followed by the microstructural characterization especially during the very early growth stages of separated surface crystals, the orientation relations between defect and initiated surface crystal will be analyzed. In order to gain new insights, a couple of entirely new microstructure diagnostics techniques, including chemically contrasted XRM, laser-based sample preparation for XRM, and 3D electron backscatter diffraction shall be developed or applied. This way, using X-ray microscopy as a pivotal technique for the non-destructive 3D characterization of relatively large samples at superior spatial resolution (but also complemented by other microstructure diagnostics techniques, e.g. TEM elemental mappings at cross-sectioned samples) unprecedented insights into the microstructure evolution upon surface crystallization of model glasses will be gained. T2 - DFG Begutachtungskolloquium (PAK 949/1 und PAK 950/1) CY - Bonn, Germany DA - 07.03.2017 KW - Oberflächenkeimbildung KW - Glaskeramik KW - Orientierung PY - 2017 AN - OPUS4-44219 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Müller, Ralf A1 - Agea Blanco, Boris A1 - Reinsch, Stefan T1 - Sintering and foaming of barium silicate glass powders N2 - The manufacture of sintered glasses and glass-ceramics, glass Matrix composites and glass-bounded ceramics or pastes is often affected by gas bubble formation. Against this background, we studied sintering and foaming of barium silicate glass powders used as SOFC sealants using different powder milling scenarios. Sintering was measured by means of heating microscopy backed up by XPD, DTA, Vacuum Hot Extraction (VHE) and optical and electron microscopy. Foaming increased significantly as milling progressed. For moderately milled glass powders, subsequent storage in air could also promote foaming. Although the powder compacts were uniaxially pressed and sintered in air, the milling environment significantly affected foaming. The strength of this effect increased in the order Ar >> N2 < air < CO2. Conformingly, VHE studies revealed that the pores of aerated samples predominantly encapsulated CO2, even for powders milled in Ar and N2. Results of this study thus indicate that foaming is caused by carbonaceous species trapped on the glass powder surface. Foaming could be substantially reduced by milling in water and 10 wt% HCl. T2 - 12th Pacific Rim Conference on Ceramic and Glass Technology CY - Waikoloa, Hawaii, USA DA - 21.5.2017 KW - Sintering KW - Gas bubble formation KW - Foaming PY - 2017 AN - OPUS4-44220 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Reinsch, Stefan A1 - Patzig, C. T1 - Surface-initiated microstructure formation in glass ceramics N2 - Up to now, the mechanisms of surface nucleation and surface-induced texture formation are far from being understood. Corresponding phenomena are discussed hypothetically or even controversial, and related studies are restricted to very few glasses. As a main drawback, the vast majority of previous work on oriented growth of surface crystals do not consider the possible effects of glass surface treatments (like polishing defects, adhered particles and cracks, …) or ambient annealing conditions (vacuum or atmospheric pressure) which both can influence crystal nucleation and growth. Moreover, very few observations of crystal orientation related to surface crystallization were focused on separately growing crystals. In conclusion, up to now, no systematic studies on initially oriented crystal growth or nucleation from defined active nucleation sites have been pursued. Therefore, the main objective of the proposed project is to gain a basic understanding of the mechanisms of surface-induced microstructure formation in glass ceramics. We shall answer the question whether preferred orientation of surface crystals is the result of oriented nucleation or caused by other orientation selection mechanisms acting during early crystal growth. In both cases, crystal orientation may be caused by the orientation of the glass surface itself or the anisotropy and orientation of active surface nucleation defects. New techniques of experimental characterization of surface-crystallized glasses shall be applied to find answers to the questions posed above. Based on a controlled preparation and annealing of the glass sample surfaces, that includes the defined creation of active nucleation defects, and followed by the microstructural characterization especially during the very early growth stages of separated surface crystals, the orientation relations between defect and initiated surface crystal will be analyzed. In order to gain new insights, a couple of entirely new microstructure diagnostics techniques, including chemically contrasted XRM, laser-based sample preparation for XRM, and 3D electron backscatter diffraction shall be developed or applied. This way, using X-ray microscopy as a pivotal technique for the non-destructive 3D characterization of relatively large samples at superior spatial resolution (but also complemented by other microstructure diagnostics techniques, e.g. TEM elemental mappings at cross-sectioned samples) unprecedented insights into the microstructure evolution upon surface crystallization of model glasses will be gained. T2 - DFG Begutachtungskolloquium (PAK 949/1 und PAK 950/1) CY - Bonn, Germany DA - 07.03.2017 KW - Oberflächenkeimbildung KW - Glaskeramik KW - Orientierung PY - 2017 AN - OPUS4-44221 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Zocca, Andrea A1 - Lima, Pedro A1 - Lüchtenborg, Jörg A1 - Günster, Jens A1 - Mühler, T. T1 - LSD-3D printing: a novel technology for the Additive Manufacturing of ceramics N2 - The layer-wise slurry deposition (LSD) is an innovative process for the deposition of powder layers with a high packing density for Additive Manufacturing (AM). A slurry with small organic content is repetitively spread as thin layers on top of each other by means of a doctor blade. During the deposition, the ceramic particles settle to form thin layers with a high packing density (55-60%). Each layer is then dried, resulting in the stacking of a dry powder bed with high powder packing. When coupled with a printing head or with a laser source, the LSD enables novel AM technologies inspired to the 3D printing or selective laser sintering, but taking advantage of having a highly dense powder bed. The LSD -3D printing, in particular, offers the potential of producing large (> 100 mm) and high quality ceramic parts, with microstructure and properties similar to traditional processing. This presentation will give an overview of the milestones in the development of this technology, with focus on the latest results applied both to silicate and to technical ceramics. T2 - 15th Conference & Exhibition of the European Ceramic Society (ECerS2017) CY - Budapest, Hungary DA - 09.07.2017 KW - Layerwise Slurry Deposition KW - Ceramics KW - Additive Manufacturing KW - 3D Printing PY - 2017 AN - OPUS4-44171 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Huang, K. A1 - Liu, H. A1 - Kraft, Marco A1 - Shikha, S. A1 - Zheng, X. A1 - Agren, H. A1 - Würth, Christian A1 - Resch-Genger, Ute A1 - Zhang, Y. T1 - A protected excitation-energy reservoir for efficient upconversion luminescence N2 - Lanthanide-doped upconversion nanoparticles (UCNPs) are of great interest for biomedical applications. Currently, the applicability of UCNP bionanotechnology is hampered by the generally low luminescence intensity of UCNPs and inefficient energy Transfer from UCNPs to surface-bound chromophores used e.g. for photodynamic therapy or analyte sensing. In this work, we address the low-Efficiency issue by developing versatile core-Shell nanostructures, where high-concentration sensitizers and activators are confined in the core and Shell Region of representative hexagonal NaYF2:Yb,Er UCNPs. After Doping concentration optimization, the sensitizer-rich core is able to harvest/accumulate more excitation energy and generate almost one order of Magnitude higher luminescence intesity than conventional homogeneously doped nanostructures. At the same time, the activator Ions located in the Shell enable a ~6 times more efficient resonant energy Transfer from UCNPs to surface-bound acceptor dye molecules due to the short distance between donor-acceptor pairs. Our work provides new insights into the rational design of UCNPs and will greatly encrease the General applicability of upconversion nanotechnologies. KW - Fluorescence KW - Lanthanide KW - Upconversion KW - Brightness KW - Quantification KW - Nanoparticle KW - Absolute fluorometry KW - NIR KW - IR KW - Quantum yield KW - Integrating sphere spectroscopy KW - Method KW - Energy transfer KW - Shell KW - Particle architecture PY - 2017 DO - https://doi.org/10.1039/c7nr06900f SN - 2040-3372 SN - 2040-3364 VL - 10 IS - 1 SP - 250 EP - 259 PB - The Royal Society of Chemistry AN - OPUS4-43893 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Resch-Genger, Ute ED - Scholz, Norman ED - Behnke, Thomas T1 - Determination of the critical micelle concentration of neutral and ionic surfactants with fluorometry, conductometry, and surface tension - a method comparison N2 - Micelles are of increasing importance as versatile carriers for hydrophobic substances and nanoprobes for a wide range of pharmaceutical, diagnostic, medical, and therapeutic applications. A key Parameter indicating the Formation and stability of micelles is the critical micelle concentration (CMC). In this respect, we determined the CMC of common anionic, cationic, and non-ionic surfactants fluorometrically using different fluorescent probes and fluorescence Parameters for Signal detection and ompared the results with conductometric and surface Tension measurements. Based upon These results, requirements, Advantages, and pitfalls of each methods are discussed. Our study underlines the versatility of fluorometric methods that do not impose specific requirements on surfactants and are especially suited for the quantification of very low CMC values. Conductivity and surface Tension measurements yield smaller uncertainties particularly for high CMC values, yet are more time- and substance consuming and not suitable for every surfactant. KW - Fluorescence KW - Methods KW - Critical micelle concentration (CMC) KW - Conductometry KW - Fluorescence probe KW - Dye KW - Nile Red KW - Pitfalls KW - Method evaluation KW - Uncertainty PY - 2017 DO - https://doi.org/10.1007/s10895-018-2209-4 SN - 1053-0509 SN - 1573-4994 VL - 28 IS - 1 SP - 465 EP - 476 AN - OPUS4-43905 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Wolf, Marcus A1 - Afanasiev, Roman A1 - Böllinghaus, Thomas A1 - Pfennig, A. T1 - Investigation of Corrosion Fatigue of Duplex Steel X2CrNiMoN22-5 3 Exposed to a Geothermal Environment under Different Electrochemical Conditions and Load Types N2 - Corrosion fatigue (CF) of duplex stainless steel (DSS) X2CrNiMoN22-5-3 was investigated in in-situ geothermal conditions of the Northern German Basin (NGB). The influence of the load type on CF behavior of the alloy was examined by applying push/pull and rotating bending cyclic load to failure. The hour-glass shaped specimens with both polished and precisely turned surface finish were tested in corrosion chambers allowing for the permanent circulation of Northern German Basin electrolyte heated to 369 K. Additionally, the influence of a protective cathodic potential on the CF life expectancy was investigated by employing a potentiostat. The rotating bending cyclic load led to a higher CF life expectancy, which decreased with increasing duration of the experiment due to a higher deterioration rate of the material. The application of a cathodic potential caused a significant increase of the CF lifespan from 4.7 x 105 (open-circuit potential (OCP)) to 107 cycles (preset threshold cycle number) for the potential range from USHE = – 450 to – 900 mV. Microstructural analysis of the CF damage revealed horizontal grain attack within corrosion pit cavities, multiple fatigue cracks and preferable deterioration of the austenitic phase. T2 - 13th International Conference on Greenhouse Gas Control Technologies, GHGT-13 CY - Lausanne, Switzerland DA - 14.11.2016 KW - Different load cases KW - Corrosion fatigue KW - DSS KW - Geothermal environment KW - Different electrochemical conditions PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-439231 DO - https://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.03.1657 SN - 1876-6102 VL - 114 SP - 5337 EP - 5345 PB - Elsevier Science AN - OPUS4-43923 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Zerbst, Uwe A1 - Madia, Mauro A1 - Beier, H. Th. T1 - Fatigue strength and life determination of weldments based on fracture mechanics N2 - The paper provides an overview on the results of a German cluster project on the use of fracture mechanics to the determination of the fatigue strength of weldments with fatigue cracks originating at the weld toes. The approach includes (a) a concept for short crack propagation for which the common ΔK concept is not applicable and the crack closure effects are still being gradually build-up, (b) a method for determining fatigue life relevant initial crack sizes as they are needed in any fracture mechanics analysis and (c) multiple cracking and crack coalescence at load levels higher than the endurance limit. The analyses are stochastically performed. Both, the endurance limit and the finite life branch of the S-N curve are determined. Besides a brief introduction into the approach, validation examples are presented. These comprise different weldment types (butt welds, cross joints and longitudinal stiffened plates), two steels (S355NL and S960QL) of quite different strengths, different weld geometries due to different welding techniques (WIG, MAG), as-welded and stress relieved welds and different stress ratios varying from R = -1 to R = 0.5. T2 - FDMD 2017 CY - Lecco, Italy DA - 19.09.2017 KW - Weldments KW - Fatigue strength KW - Fracture mechanics KW - Initial crack size KW - Short crack propagation KW - Multiple crack propagation PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-438500 DO - https://doi.org/10.1016/j.prostr.2017.11.106 SN - 2452-3216 VL - 7 SP - 407 EP - 414 PB - ScienceDirect CY - Lecco, Italy AN - OPUS4-43850 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gollwitzer, Christian A1 - Cabeza, Sandra A1 - Garces, G. T1 - Synchrotron based absorption edge tomography for §D characterization of the microstructure of MG-Y-Zn alloys N2 - Absorption edge tomography is a method which exploits the sudden change of the attenuation coefficient, when the photon energy crosses the absorption edge of an element. The beamline BAMline at BESSY II, which is operated by the Federal Institute for Materials Research and Testing, can provide a monochromatized beam in a photon energy range from 5 keV up to 80 keV with a bandwidth of 2%. Together with the microtomography setup, this enables differential tomography sensitive to any element with N >= 24 (Cr) by using an appropriate K- or L-edge in this range. Here, absorption edge tomography at the Yttrium edge is employed to perform a non-destructive 3D characterization of the microstructure of a high strength Mg-Y-Zn alloy. The long period stacking ordered (LPSO) phase which forms fibres in this material was extracted based on the Yttrium content and the fibre length distribution was analysed. T2 - Ninth Joint BER II and BESSY II User Meeting CY - Berlin, Germany DA - 13.12.2017 KW - Synchrotron KW - Computed Tomography KW - Absorption edge KW - BAMline PY - 2017 AN - OPUS4-43854 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Prasetiadi, A. E. A1 - Jost, M. A1 - Schulz, Bärbel A1 - Quibeldey, M. A1 - Rabe, Torsten A1 - Follmann, R. A1 - Jakoby, R. T1 - Liquid-Crystal-Based Amplitude Tuner Fabricated N2 - A 30GHz liquid-crystal-based amplitude tuner is proposed for the first time. The amplitude of a signal can be controlled by using the interference principle. An input signal is divided into a tunable liquid crystal phase shifter and a fixed transmission line. Later, the divided signals are combined together at the output port. The output amplitude depends on the phase difference between the tunable and the fixed line. The low temperature co-fired ceramic technology is utilized to fabricate the device. The measurement shows an attenuation range of 11 dB to 30 dB with a maximum biasing voltage of 100V. T2 - 12th European Microwave Integrated Circuits Conference CY - Nürnberg, Germany DA - 09.10.2017 KW - LTCC technology KW - Liquid crystals KW - RF components PY - 2017 SN - 978-2-87487-048-4 SN - 2325-0305 SP - 345 EP - 348 PB - IEEE AN - OPUS4-44752 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - THES A1 - Schröpfer, Dirk T1 - Adaptierte Wärmeführung zur Optimierung schweißbedingter Beanspruchungen und Eigenschaften höherfester Verbindungen N2 - Der derzeitige Trend, Konstruktionen immer leichter zu gestalten, führt im modernen Stahlbau zu einer zunehmenden Relevanz höherfester Feinkornbaustähle mit Streckgrenzen ab 690 MPa. Daher bieten Hersteller Grund- und Schweißzusatzwerkstoffe dieser Güten mit guter Schweißeignung an. Bei der Fertigung von Baumaschinen wie Mobilkranen werden diese Werkstoffe bereits seit mehreren Jahrzehnten erfolgreich eingesetzt. Jüngst weitet sich die Verwendung auch auf andere Bereiche des Stahlbaus wie dem Brücken- oder Windenergieanlagenbau aus. Jedoch lässt sich nach aktuellem Stand der Normen das Festigkeitspotential dieser höherfesten Stähle oft noch nicht wirtschaftlich effizient und vollständig ausnutzen. Denn mit zunehmender Festigkeit geschweißter Verbindungen sind engere Verfahrensgrenzen sowie angehobene Tragfähigkeits- und Sicherheitsanforderungen verbunden. Eigenspannungen in geschweißten Bauteilen sind dabei maßgeblich, weil diese die Beanspruchbarkeit und Bauteilperformance insbesondere infolge der geringen plastischen Dehnungsreserven höherfester Feinkornbaustähle beeinflussen. Die Eigenspannungsausbildung ist wesentlich vom Werkstoff, dem Schweißprozess und der Konstruktion sowie deren Interaktion abhängig. Bei normgemäßer schweißtechnischer Fertigung und Konstruktionsauslegung wird in der Regel pauschal von Eigenspannungen in Höhe der Streckgrenze ausgegangen. Die Regelwerke und Richtlinien beruhen jedoch auf Annahmen, die vorwiegend für niedrigfeste Stähle zutreffend sind. Zwar zeigen frühere Arbeiten, dass Eigenspannungen in höherfesten Verbindungen meist deutlich unterhalb der Streckgrenze liegen. Die Untersuchungen konzentrierten sich jedoch vornehmlich auf Einzeleinflüssen und freischrumpfende Laborproben. Bisher fehlen systematische Untersuchungen an höherfesten Verbindungen, die die Steifigkeits- und Wärmeableitungsbedingungen realer Bauteile berücksichtigen. Für eine adäquate Bewertung schweißbedingter Beanspruchungen und Optimierung mithilfe adaptierter Wärmeführung ist dies aber erforderlich. Denn globale Reaktionsspannungen infolge einer äußeren Schrumpfbehinderung können zur deutlichen Anhebung der Gesamtbeanspruchung führen. Im Fokus dieser Arbeit stand deshalb die Erarbeitung einer statistischen Versuchsmatrix zur Durchführung freischrumpfender und definiert schrumpfbehinderter Schweißexperimente. Dazu erfolgten systematische mehraxiale Analysen globaler Kräfte, Momente und Spannungen während des Schweißens und Abkühlens sowie lokaler Eigenspannungen in der Schweißnaht in Abhängigkeit von Wärmeführung und eingesetztem Werkstoff. Hierfür wurden Experimente an speziellen dreidimensional wirkenden Prüfanlagen zur Abbildung wirklichkeitsnaher Einspannbedingungen durchgeführt. Die lokale Eigenspannungsanalyse erfolgte mittels Röntgendiffraktometrie. Die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf reale Bauteile gewährleisteten numerische und experimentelle Analysen zur Steifigkeit von Bauteilstrukturen und Prüfanlagen gegenüber Quer- und Winkelschrumpfung. Ziel war die Quantifizierung der Einzeleffekte unter Berücksichtigung gegenseitiger Wechselwirkungen nach Wirkungsart bzw. -ort und auf den resultierenden Beanspruchungszustand. Nur mit diesen Kenntnissen lassen sich schweißbedingte Beanspruchungen bei der Fertigung und Konstruktion höherfester Bauteile angemessen berücksichtigen. Für die Beanspruchungsanalysen konnten durch Einsatz anwendungsnaher Schweißverfahren und -parameter höherfeste Schweißverbindungen an zwei Blechdicken der vorwiegend eingesetzten wasservergüteten Feinkornbaustähle S690QL und S960QL realisiert werden. Die Abkühlbedingungen sowie die daraus resultierenden Gefüge und Eigenschaften wurden analysiert. Schweiß-Zeit-Temperatur-Umwandlungsschaubilder ließen sich mithilfe der Einsensor-Differenz-Thermoanalyse erarbeiten. Dies ermöglichte die Untersuchung des Einflusses der Legierungszusammensetzung und des Umwandlungsverhaltens der Werkstoffe auf die Eigenschaften und Eigenspannungsausbildung im Zusammenhang mit der Ermittlung einer adäquaten Wärmeführung. So zeigte sich im Gegensatz zu den Regelwerken bei den für höherfeste Güten empfohlenen hohen Abkühlraten eine günstigere Beeinflussung durch die Streckenenergie als durch die Arbeitstemperatur. Umfangreiche Analysen der auf die neutrale Faser der Schweißnaht bezogenen Kräfte und Spannungen belegten erstmals quantitativ die hohe Abhängigkeit des Reaktionsmomentes und damit der Biegespannungen von der Wärmeführung. Angehobene Arbeitstemperaturen führen zwar zu erhöhten Beanspruchungen während der Fertigung. Dem kann aber mit Schweißgütern niedrigerer Festigkeit oder angepasster Nahtkonfiguration Rechnung getragen werden. Für erhöhte Einspannbedingungen riefen abgesenkte Arbeitstemperaturen deutlich niedrigere Reaktionsmomente und -spannungen nach der Abkühlung hervor. Im Widerspruch dazu empfehlen die Regelwerke für risssicheres Schweißen von Feinkornbaustählen basierend auf Kohlenstoffäquivalentkonzepten die Einstellung einer Wärmeführung über das Anheben von Mindestarbeitstemperaturen. Diese Konzepte besitzen daher nur eingeschränkte Gültigkeit, um bei angehobenen Einspannbedingungen in höherfesten Verbindungen gezielt schweißbedingte Beanspruchungen zu reduzieren und ein erhöhtes Rissrisiko zu vermeiden. Höhere Streckenenergien führten infolge gesteigerter Abschmelzraten und einer geringeren Anzahl an Schweißlagen sowie außermittig eingebrachter Schweißraupen zur wesentlichen Absenkung der Reaktionsmomente und -spannungen. Dies unterstreicht die Bedeutung der Streckenenergie zur Einstellung adäquater Abkühlbedingungen bei höherfesten Stählen. Eine weitere deutliche Reduzierung des Gesamtbeanspruchungsniveaus war bei hohen Einspann- und Biegeeinspanngraden durch eine Verringerung des Nahtspaltes unter Verwendung einer modifizierten Sprühlichtbogenvariante möglich. Des Weiteren ergaben sich beim Einsatz von Zusatzwerkstoffen mit höherer Festigkeit in den Fülllagen aufgrund des Umwandlungsverhaltens positive Effekte auf den Kräfte- und Spannungshaushalt. Diese Erkenntnisse konnten durch die lokalen Eigenspannungsanalysen bestätigt werden. Erhöhte Biegespannungen wirken sich weniger auf das Eigenspannungsniveau im Schweißgut als vielmehr auf die benachbarten Bereiche bzw. die Wärmeeinflusszone (WEZ) aus. Annähernd unabhängig vom eingesetzten Werkstoff war ein linearer Zusammenhang zwischen Biegeeinspanngrad, Biegespannung und Höhe der Zugeigenspannungen in der WEZ zu beobachten. Vor diesem Hintergrund kann davon ausgegangen werden, dass eine Umlagerung dieser Zugeigenspannungen, bspw. durch Lasten im Betrieb, im Zusammenhang mit den geringen plastischen Dehnungsreserven der höherfesten Werkstoffe nicht stattfinden kann. Zudem bedingen die Gefüge der WEZ herabgesetzte mechanische Eigenschaften und in Kombination mit komplexen, mehrachsigen Spannungszuständen eine Minderung der Bauteilperformance und mit höherer Wahrscheinlichkeit ein frühzeitiges Bauteilversagen. Eine zusammenfassende Effekt- und Wechselwirkungsanalyse der verschiedenen Nahtbereiche mit Regressionsmodellen war Grundlage für die Abschätzung schweißbedingter Beanspruchungen. Damit zeigt die Arbeit, dass sich unter Gewährleistung der mechanisch-technologischen Nahteigenschaften eine adaptierte Wärmeführung ermitteln lässt, um möglichst geringe Zugeigenspannungen in lastkritischen Bereichen zu erzielen. Darauf basierend erfolgte die Entwicklung eines Konzeptes zur Bewertung und Optimierung schweißbedingter Beanspruchungen in höherfesten Verbindungen. In Anlehnung an die Bemessungskonzepte der Betriebsfestigkeit wurden somit Berechnungsansätze zu einer nach Wirkungsart und -ort differenzierten Berücksichtigung schweißbedingter Beanspruchungen in höherfesten Konstruktionen beispielhaft für den Mobilkranbau erarbeitet. In Fallbeispielen ließ sich mit einem neuen Berechnungsansatz zeigen, dass die zur Optimierung schweißbedingter Beanspruchungen abgeschätzten Wärmeführungs- und Schweißparameter eine gesteigerte Ausnutzung der Streckgrenzen höherfester Feinkornbaustähle gegenüber dem konventionellen Tragfähigkeitsnachweis ermöglichen. KW - Einspanngrad KW - Höherfester Feinkornbaustahl KW - Schweißen KW - MAG-Schweißen KW - Wärmeführung KW - Schweißprozessparameter KW - Eigenspannungen KW - Beanspruchungen KW - Bauteilversuch PY - 2017 SN - 978-3-8440-5406-4 SN - 0945-1056 SP - 1 EP - 239 PB - Shaker CY - Aachen AN - OPUS4-44264 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schröpfer, Dirk A1 - Kannengießer, Thomas T1 - Division 9.4 – Weld Mechanics, Key aspects of component welding applying higher-strength fine-grained structural steels N2 - Presentation of the work of division 9.4 with focus on the Key aspects of component welding applying higher-strength fine-grained structural steels. The increased application of higher-strength steels and filler materials necessitates a more profound understanding of the interactions between the welding process, the heat input, the cooling conditions and the resulting metallurgical processes in the weld and its surroundings. Strategies, which help to improve the strength properties and life-time of welded structures to such an extent that the utilisation of higher-strength materials can be justified and their lightweight construction potential can thus be exploited to the full, can only be derived from the interaction between all the influencing factors. Examples of a few investigations on welded joints between higher-strength fine-grained structural steels with regard to the interactions between the main variables influencing the cold cracking are presented. T2 - MIIT Workshop CY - BAM, Berlin, Germany DA - 28.11.2017 KW - Residual stresses KW - Higher-strength steels KW - Cold cracking KW - Heat control PY - 2017 AN - OPUS4-44267 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Falk, Florian A1 - Menneken, Martina A1 - Stephan-Scherb, C. T1 - Early oxidation and sulfidation of high temprature alloys: An EDXRD in-situ study N2 - P92 is one of the important steels for super heater tubes used in combustion plants. However, in fossil fuel fired environments the formation of oxides and sulfides are challenging the material. To understand early corrosion mechanisms, which are important for process prediction, high temperature in-situ ageing experiments of Fe-Cr-Mn alloys in SO2 and SO2+H2O atmosphere were performed, applying energy dispersive X-ray diffraction (EDXRD) analysis. T2 - Bessy usermeeting CY - Berlin, Germany DA - 05.12.2017 KW - Corrosion KW - In-situ KW - EDXRD PY - 2017 AN - OPUS4-45368 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Wollschläger, N. A1 - Nützmann, Kathrin T1 - What happens during S-corrosion in Fe13Cr in the early stage? N2 - Ferritic alloys containing Cr form Cr5S6 precipitates along grain boundaries in hot SO2 environment. Grain boundary precipitates may influence the steel’s mechanical behavior. Cr5S6 precipitates were reconstructed three-dimensionally using FIB tomography analysis to determine the volume, number, and penetration depth. The volume growth of Cr5S6 precipitates increased only for the initial aging time of 3 h but became constant after 6 h. The number of precipitates increased linearly. T2 - Meeting on Focused Ion Beams in Berlin - FIBiB2017 CY - Berlin, HZB Wannsee Campus, Germany DA - 06.11.2017 KW - Grain boundary corrosion KW - 3D tomography KW - Sulfidation PY - 2017 AN - OPUS4-45061 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Resch-Genger, Ute ED - Schäferling, Michael T1 - Luminescent nanoparticles for chemical sensing and imaging N2 - The implementation of fluorescent methods is of outstanding importance in the field of optical chemical sensor Technology and biosciences. Their bioanalytical applications are manifold including fluorescence microscopy, fluorescence in situ hybridization, DNA sequencing, fluorescence-activated cell sorting, immunoassays, analysis of DNA and Protein microarrays, and quantitative PCR, just to name a few examples. Particularly, fluorescence microscopy is a valuable method in the versatile field of biomedical imaging methods which nowadays utilizes different fluorescence Parameters like emission wavelength/Color and lifetime for the discrimination between different targets. Sectional Images are available with confocal microscopes. Tissue, cells or single cellular compartments can be stained and visualized with fluorescent dyes and biomolecules can be selectively labeled with fluorescent dyes to Monitor biomolecular interactions inside cells or at Membrane bound receptors. On the other hand , fluorophores can act as indicator (or "molecular probe") to visualize intrinsically colorless and non-fluorescent ionic and neutral analytes such as pH, Oxygen (pO2), metal ions, anions, hydrogen peroxide or bioactive small organic molecules such as Sugars or nucleotides. Thereby, their photoluminescent properties (fluorescence or phoporescence intensity, exitation and/or Emission wavelength, emission lifetime or anisotropy) respond to the presence of these species in their immediate Environment. In general, the use of luminescent probes has the advantage that they can be delivered directly into the sample, and detected in a contactless remote mode. By now, these probes are often encapsulated in different types of nanoparticles (NPs) made from (biodegradable) organic polymers, biopolymers or inorganic materials like silica or bound to their surface. KW - Fluorescence KW - Upconversion KW - NIR KW - Sensor KW - Nanoparticle KW - Surface chemistry KW - Quantum yield KW - Liftetime KW - Nanocrystal KW - Lanthanide KW - Semiconductor KW - Polymer KW - Silica KW - Imaging KW - Application KW - Dye KW - Quantum dot PY - 2017 SN - 978-3-319-48260-6 SN - 978-3-319-48259-0 DO - https://doi.org/10.1007/978-3-319-48260-6_5 SN - 1573-8086 SP - 71 EP - 109 PB - SPRINGER INTERNATIONAL PUBLISHING AG CY - Cham, Schweiz AN - OPUS4-44011 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Engl, T. A1 - Eberl, N. A1 - Gorse, C. A1 - Krüger, T. A1 - Schmidt, T. A1 - Plarre, Rüdiger A1 - Adler, C. A1 - Kaltenpoth, M. T1 - Ancient symbiosis confers desiccation resistance to stored grain pest beetles N2 - Microbial symbionts of insects provide a range of ecological traits to their hosts that are beneficial in the context of biotic interactions. However, little is known about insect symbiont-mediated adaptation to the abiotic environment, for example, temperature and humidity. Here, we report on an ancient clade of intracellular, bacteriome-located Bacteroidetes symbionts that are associated with grain and Wood pest beetles of the phylogenetically distant families Silvanidae and Bostrichidae. In the saw-toothed grain beetle Oryzaephilus surinamensis, we demonstrate that the symbionts affect cuticle thickness, melanization and hydrocarbon profile, enhancing desiccation resistance and thereby strongly improving fitness under dry conditions. Together with earlier observations on Symbiont contributions to cuticle biosynthesis in weevils, our findings indicate that convergent acquisitions of bacterial mutualists represented key adaptations enabling diverse pest beetle groups to survive and proliferate under the low ambient humidity that characterizes dry grain storage facilities. KW - Bacteroidetes KW - Cuticle KW - Desiccation resistance KW - Grain pest beetles KW - Symbiosis PY - 2017 DO - https://doi.org/10.1111/mec.14418 SN - 1365-294X SN - 0962-1083 VL - 27 IS - 8 SP - 2095 EP - 2108 AN - OPUS4-44013 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Koclęga, Damian A1 - Dymek, S. A1 - Radziszewska, A. A1 - Huebner, J. T1 - Optimization of laser treatment parameters of Inconel 686 overlay weld on carbon steel 13Mo4-5 N2 - The work presents the effects of the change of the laser cladding parameters on microstructure, chemical composition and mechanical properties of Inconel 686 overlays (coatings). To obtain the best quality of these coatings the various parameters of laser cladding such as the power density of the laser beam, the laser beam velocity and overlapping ratio of the weld tracks were applied. The substrates were boilers plate made of the 13Mo4-5 steel. Ni - base alloys characterize by the excellent high-temperature corrosion resistance, good strength and good ability to work in aggressive environments. Applied overlays had a proper combination of the metal substrate in particular small amount of Fe. This could be achieved by the reduction of the substrate melting and its dissolution into the overlays. The microstructure, chemical composition of the obtained overlays were investigated by means of a light microscope, a scanning electron microscope (SEM) equipped with the EDS detector. The overlays had cellular-dendritic structure. The variations of the chemical composition (especially Mo, Ni and W ) in the interdendritic and dendritic regions were observed. The interdendritic regions were enriched during solidifications in Mo and W and had lower content of Ni. T2 - METAL 2017 CY - Brno, Czech Republic DA - 24.05.2017 KW - Laser cladding KW - Overlay KW - Chemical composition KW - Inconel 686 PY - 2017 AN - OPUS4-44464 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Graf, B. A1 - Marko, A. A1 - Petrat, T. A1 - Gumenyuk, Andrey A1 - Rethmeier, Michael T1 - 3D laser metal deposition in an additive manufacturing process chain N2 - Laser metal deposition is described with its applications for additive manufacturing. The necessary process chain is discussed, with regard to weld bead dimensions and 3D build-up strategy. Metallurgical cross sections, x-ray and tensile tests are conducted. As demonstrative components, a gas turbine burner and a turbine blade are shown T2 - 1st International Congress on Welding, Additive Manufacturing and Associated Non-Destructive Testing CY - Metz, France DA - 17.05.2017 KW - Additive manufacturing KW - Ti-6Al-4V KW - Process chain KW - Turbine industry KW - Laser metal deposition PY - 2017 AN - OPUS4-44477 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF ED - Hertwig, Andreas ED - Esser, N. ED - Hinrichs, K. ED - Beck, Uwe T1 - 7th International Conference on Spectroscopic Ellipsometry (ICSE-7) N2 - The 7th International Conference on Spectroscopic Ellipsometry (ICSE-7) was held in Berlin in June 2016, jointly organised by ICSE and BAM. The publication of the proceedings special issue in Applied Surface Science follows this event. In the special issue, about 100 articles on current topics of optics and surface science related to ellipsometry, polarimetry, and similar techniques are presented, underpinning the high significance of these techniques for many fields of materials science. T2 - 7th International Conference on Spectroscopic Ellipsometry CY - Berlin, Germany DA - 06.06.2016 KW - Spectroscopic ellipsomety PY - 2017 UR - https://www.sciencedirect.com/journal/applied-surface-science/vol/421/part/PB DO - https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2017.04.081 SN - 0169-4332 VL - 421 Part B SP - 269 EP - 916 PB - Elsevier B.V CY - Amsterdam AN - OPUS4-44412 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kotaka, M. A1 - Honma, T. A1 - Shinozaki, K. A1 - Affatigato, M. A1 - Müller, Ralf A1 - Komatsu, T. T1 - Unique growth behavior of ferroelastic beta’-Gd2(MoO4)3 crystals in glasses N2 - An understanding on crystallization behavior and kinetics in glasses is one of the important topics in the glass science and technology. Tsukada et al.1) found an extremely unique and curious phenomenon in the crystallization of multiferroic (ferroelectric and ferroelastic properties) ’-Gd2(MoO4)3 crystals in Gd2O3-MoO3-B2O3 glasses. That is, crystals formed in the crystallization break into small pieces with a triangle prism or pyramidal shape having a length of 50-150 um spontaneously during the crystallization in the inside of an electric furnace, not during the cooling in air after the crystallization. They proposed to call this phenomenon “self-powdering phenomenon”. To the best of our knowledge, such a self-powdering phenomenon has not been observed in the crystallization of any other glasses. To investigate this phenomenon is very important for the glass science and for the preparation of bulk crystallized glasses with ferroelastic crystals. In this work, the preparation of crystallized glasses keeping the original shape is challenged, and the mechanism of self-powdering phenomenon is proposed. Glasses with the compositions of 21Gd2O3-63MoO3-(16-x)B2O3-xTeO2 (mol%) (x=0, 2, 4, 8) such as 21Gd2O3-63MoO3-16B2O3 (GM16B) and 21Gd2O3-63MoO3-8B2O3-8TeO2 (GM8T8B) were prepared using a conventional melt quenching technique. The quenched glasses were heat-treated at some temperatures, and the crystalline phase present in the crystallized samples was identified by X-ray diffraction (XRD) analyses, and the morphology and birefringence of crystals formed were observed using a polarized optical microscope (POM). The densities of GM16B and GM8T8B glasses are 4.76 g/cm3 and 4.91 g/cam3, respectively, and these values are higher than the density of ’-Gd2(MoO4)3 crystal, 4.555 g/cm3. These differences in the density might induce the large stresses in the inside of crystals during the crystal growth. The crystallized glasses of GM16B with ’-Gd2(MoO4)3 crystals do not keep the original glass shape, showing self-powdering phenomenon (breaking into small pieces). However, the crystallized glasses of GM8T8B keep the original glass shape without indicating any self-powdering. It is proposed that the stress at the interface between the glassy phase and ’-Gd2(MoO4)3 crystalline phase might be reduced in GM8T8B glasses containing TeO2 with weak Te-O bonds. T2 - Crystallization 2017 CY - Segovia, Spain DA - 10.09.2017 KW - Glass KW - Crystallization KW - Self-powdering PY - 2017 AN - OPUS4-44403 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Homann, Tobias A1 - Barth, Enrico A1 - Mitzscherling, Steffen A1 - Prager, Jens T1 - Mehrdimensionale Bestimmung der Schallschnelle auf Festkörperoberflächen mittels Einpunkt-Laservibrometrie im MHz-Bereich N2 - Die zerstörungsfreie Prüfung von austenitischen Mischnähten, wie sie beispielsweise im Primärkreislauf von Kernkraftwerken vorkommen, stellt besondere Anforderungen an die eingesetzte Ultraschallprüfung. Voraussetzung für die positions- und größenrichtige Darstellung von Bauteilfehlern, insbesondere bei bildgebenden Ultraschallverfahren, ist die genaue Kenntnis der Materialparameter auf dem gesamten Schalllaufweg vom Sender zum Empfänger. Im Rahmen eines Forschungsprojekts entwickeln wir ein zerstörungsfreies, inverses Verfahren, das die Schweißnahtparameter entsprechend des Ogilvy-Modells aus der Schallschnelleverteilung bestimmt, die eine Longitudinalwelle an der Oberfläche erzeugt, nachdem sie durch die Schweißnaht gelaufen ist. T2 - Workshop des Fachausschusses Ultraschall der DEGA e.V „Schallfeldbasierte Messverfahren – vom Transducer bis zur praktischen Anwendung“ CY - Kloster Drübeck, Germany DA - 10.07.2017 KW - Austenit KW - Ultraschall KW - Zerstörungsfreie Prüfung ZfP KW - Schweißnaht KW - Mischnaht PY - 2017 AN - OPUS4-44144 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pauli, Jutta A1 - Spieles, Monika A1 - Schneider, Thomas A1 - Binder, Denny A1 - Güttler, Arne A1 - Resch-Genger, Ute T1 - Entwicklung von Fluoreszenzquantenausbeutestandards N2 - Lumineszenzmethoden und funktionelle Chromophore erlangten in den letzten Jahren breite Anwendungen in den Material- und Lebenswissenschaften wie z.B. in der medizinischen Diagnostik, der Beleuchtungs- und Displaytechnologie, der Photovoltaik oder im Sicherheitsbereich für die Echtheitskodierung. Entscheidend für eine hohe Effizienz und Nachweisempfindlichkeit funktioneller Chromophore ist eine große Helligkeit bzw. Brillanz. Brillante Stoffe zeichnen sich durch eine hohe Absorption des anregenden Lichtes (messbar über den molaren Extinktionskoeffizienten) aus sowie durch eine effiziente Umwandlung des absorbierten Lichtes in Lumineszenzlicht bzw. durch eine große Photolumineszenzquantenausbeute aus. Die Bestimmung der Schlüsselgröße Fluoreszenzquantenausbeute erfolgt i.a. relativ zu einem Farbstoff bekannter Fluoreszenzquantenausbeute über einen Vergleich der absorptionsgewichteten integralen Fluoreszenzspektren von Probe und Standard. Hierfür werden Referenzmaterialien mit zertifizierten Fluoreszenzquantenausbeuten benötigt, die bislang nicht verfügbar sind. Im folgenden werden die laufenden Forschungsarbeiten an einer Serie an Fluoreszenzquantenausbeutestandard vorgestellt, die im Spektralbereich von 350 nm – 1050 nm emittieren. Diese Materialien können auch zur Überprüfung von Ulbrichtkugelmessplätzen eingesetzt werden. T2 - Colloquium Optical Spectrometry (COSP) CY - Berlin, Germany DA - 27.11.2017 KW - Fluoreszenz KW - Referenzmaterial KW - Quantenausbeute PY - 2017 AN - OPUS4-44095 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Nützmann, Kathrin A1 - Kranzmann, Axel A1 - Stephan-Scherb, Christiane T1 - Real time investigation of high temperature corrosion of ferritic alloys in SO2-gas N2 - The ageing of Fe-Cr model alloys in 0.5 % SO2 and 99.5 % Ar atmosphere was investigated to aim in a fundamental and systematic analysis of the combined oxidation and sulfidation mechanism. The crystallization and reaction paths for oxide and sulfide formation were followed in-situ by energy dispersive X-ray diffraction (EDXRD) in an early stage of corrosion (30 s – 24 h). For this technique, high energetic white synchrotron X-ray radiation (10-100 keV) was used as radiation source. Diffraction pattern were collected continuously in an early stage of corrosion up to 24 h during the complete ageing experiment. The crystalline phases, growing on top of the coupons, were identified directly via their specific dhkl values. The evolution of the extracted integral intensities of specific reflections of the corrosion products as a function of time access direct information about the kinetics of the nucleation and growth. The results presented here show for iron with 2 wt% Cr wuestite formation first. Wuestite vanishes after 10 min of reaction only and magnetite and hematite appear. Magnetite formation proceeds simultaneously with sulfide formation. Sulfides growth proceeds after an incubation time, which differs for low alloyed (2 wt% Cr) and high alloyed (9 wt% Cr) material. T2 - EUROCORR CY - Prague, Czech Republic DA - 03.09.2017 KW - In situ KW - Diffraction KW - Corrosion PY - 2017 SP - 79746 AN - OPUS4-44708 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Budnik, J. A1 - Betz, T. A1 - Brameshuber, W. A1 - Fromm, A. A1 - Gerdes, A. A1 - Gerlach, J. A1 - Götz, M. A1 - Hart, R. A1 - Heese, C. A1 - Hintzen, W. A1 - Hüttl, R. A1 - Kämpfer, W. A1 - König, A. A1 - Kühner, S. A1 - Lohaus, L. A1 - Meng, Birgit A1 - Neumann, T. A1 - Remus, R. A1 - Schaab, A. A1 - Schäffel, P. A1 - Schauerte, J. A1 - Schönborn, A. A1 - Siebert, B. A1 - Stephan, D. A1 - Tebbe, H. A1 - Wagner, J.-P. ED - Siebert, B. T1 - Chemischer Angriff auf Beton - Empfehlungen zur Prüfung und Bewertung N2 - ln den letzten Jahren wurden diverse Prüfverfahren und Methoden entwickelt, um die Leistungsfähigkeit von Beton bzw. Bindemittel hinsichtlich des Widerstands gegenüber betonaggressiven Einwirkungen beurteilen zu können. Ein wesentliches Ziel von Prüfverfahren zur Beurteilung der Dauerhaftigkeit von Baustoffen ist, die im Laufe der Nutzungsdauer zu erwartenden Einwirkungen auf den Baustoff realitätsnah abzubilden. Dazu sind die Prüfparameter auf die im jeweiligen Anwendungsbereich vorherrschenden Umgebungs- und Randbedingungen anzupassen. Daneben sind auch die Bewertungskriterien individuell unter Berücksichtigung der im Einzelfall geforderten Nutzungsdauer eines Bauwerks festzulegen. Eine systematische Zuordnung von adäquaten Prüfverfahren bzw. Prüfparametem und Bewertungskriterien für die verschiedenen Anwendungsbereiche im Betonbau, in denen betonaggressive Einwirkungen auftreten, ist mit Ausnahme von Einzelfällen bislang nicht vorhanden. Daneben stellt sich in der Praxis immer wieder das Problem, das Angriffspotenzial der Umgebung eines Bauwerks (prüftechnisch) zu erfassen und zu bewerten. Der Hauptausschuss Baustofftechnik des DBV hat daher den Arbeitskreis „Chemischer Angriff auf Beton“ beauftragt, dieses Merkblatt zu erarbeiten, das auf Basis von einschlägigen Erfahrungen der Baupraxis und wissenschaftlichen Erkenntnissen Grundsätze und bewährte Methoden zur Beurteilung der Einwirkungs- und Widerstandsseite beim chemischen Angriff auf Beton aufzeigt und diesbezüglich Hinweise für verschiedene Anwendungsbereiche im Betonbau liefert. KW - Beton KW - Betonangriff KW - Dauerhaftigkeit KW - Säureangriff PY - 2017 SP - 1 EP - 65 PB - Eigenverlag Deutscher Beton- und Bautechnik-Verein e. V. CY - Berlin AN - OPUS4-44663 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Stephan-Scherb, Christiane A1 - Nützmann, Kathin A1 - Kranzmann, Axel T1 - Real Time Investigation of High Temperature Corrosion of Ferritic Alloys in SO2-Gas N2 - The ageing of Fe-Cr model alloys in 0.5 % SO2 and 99.5 % Ar atmosphere was investigated to aim in a fundamental and systematic analysis of the combined oxidation and sulfidation mechanism. The crystallization and reaction paths for oxide and sulfide formation were followed in-situ by energy dispersive X-ray diffraction (EDXRD) in an early stage of corrosion (30 s – 24 h). For this technique, high energetic white synchrotron X-ray radiation (10-100 keV) was used as radiation source. Diffraction pattern were collected continuously in an early stage of corrosion up to 24 h during the complete ageing experiment. The crystalline phases, growing on top of the coupons, were identified directly via their specific dhkl values. The evolution of the extracted integral intensities of specific reflections of the corrosion products as a function of time access direct information about the kinetics of the nucleation and growth. The results presented here show for iron with 2 wt% Cr wuestite formation first. Wuestite vanishes after 10 min of reaction only and magnetite and hematite appear. Magnetite formation proceeds simultaneously with sulfide formation. Sulfides growth proceeds after an incubation time, which differs for low alloyed (2 wt% Cr) and high alloyed (9 wt% Cr) material. T2 - 20th International Corrosion Congress EUROCORR CY - Prague, Czech Republic DA - 03.09.2017 KW - Diffraction KW - In situ KW - Corrosion PY - 2017 AN - OPUS4-44709 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -