TY - CONF A1 - Waurischk, Tina A1 - Reinsch, Stefan A1 - Müller, Ralf A1 - Chen, Y.-F. A1 - Contreras Jaimes, A. T1 - Datengetriebener Workflow für die beschleunigte Entwicklung von Glas (GlasDigital) N2 - Das Projekt GlasDigital wurde im allgemeinen vorgestellt, sowie die einzelnen Zwischenstände der verschiedenen Arbeitspakete aller Projektpartner präsentiert. Die allgemeine Porjektvorstellung ist auf deutsch. Die Zwischenstände der Arbeitsinhalte sind auf englisch. T2 - PMD Vollversammlung CY - Berlin, Germany DA - 03.11.2022 KW - Oxidglas KW - Robotische Glasschmelzanlage KW - ML KW - Ontologie KW - Digitaler Zwilling KW - Bildanalyse PY - 2022 AN - OPUS4-56491 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Müller, Ralf A1 - Behrens, H. A1 - Deubener, J. T1 - Impact of structure and relaxation on fatigue and micromechanical properties of oxide glasses: the role of volatiles and bonding state N2 - As subcritical crack growth (SCCG) can reduce tensile strength of glasses by many orders of magnitude, the potential for improvement of fatigue behaviour is most intriguing in developing ultra-strong glasses. An essential bottleneck is the basic understanding of the numerous interplaying pressure-, temperature- and water-affected relaxation phenomena at the crack tip and related toughening strategies. Therefore, the present project aims to advance the basic understanding of structural relaxation effects and local properties caused by increased water concentration and tensile stresses at the crack tip as they are a key for structural toughening designs to develop SCCG-free glasses and glass surfaces. Our first studies give clear evidence that glass structure and dynamics is strongly modified upon hydration of glasses. These changes are highly related to the nature of network formers but are affected as well by the counter ions (network modifier). Results of the 1st project part suggest that structural relaxation below glass transition temperature, i.e. overlapping of short-range (beta) and long-range (alpha) interactions can contribute to SCCG in water-free environments and that structurally dissolved water in the glasses can have decisive impact on this effect. In the 2nd project stage specific glasses compositions will be investigated to gain an improved understanding on the relation of sub-Tg relaxation and inert SCCG as well as to shed light to the related effects of dissolved water and its speciation. These glasses cover a broader range of different glass topologies and binding partners, whereby the coupling of alpha and beta relaxations is varied systematically by alkali-, alkaline earth ions and water species concentrations. Preparation of hydrous glasses (up to 8 wt% water) will be performed by high pressure syntheses. Structure will be resolved by NMR, Raman and IR spectroscopy while structural relaxation is accessed in the temperature and frequency domain using dynamic mechanical spectroscopy and ultrasonic damping. We will focus on measurements of inert SCCG (region III) conducting experiments in vacuum and dry gas atmospheres using indentation techniques and stressing of glass specimens in DCB geometry. Experimental data on SCCG will be provided to SPP groups, which deals with fatigue in metallic glasses and vice versa we will test theoretical predictions of ab-initio simulations of partner within SPP 1594 in order to quantify the effect of water on the crack tip. In summa topological factors controlling the subcritical crack growth with respect to water will be identified from which structural toughening designs for highly fatigue resistant-glasses can be derived. N2 - Subkritisches Risswachstum (SCCG) kann die Zugfestigkeit von Glas um viele Größenordnungen erniedrigen. Deshalb birgt die Verbesserung des Ermüdungsverhaltens ein hohes Potential für das topologische Design hochfester Gläser. Ein diesbezüglicher Engpass ist das Verständnis der zahlreichen interagierenden druck-, temperatur- und wasserbeeinflussten Relaxationsphänomene an der Rissspitze und hieraus abgeleitete Verstärkungsstrategien. Ziel des Projekts ist es daher, das grundlegende Verständnis der Effekte, die infolge erhöhter Wasserkonzentrationen und Zugspannungen an der Rissspitze entstehen, zu vertiefen, da sie als ein Schlüssel für künftige strukturelle Designprinzipien zur Entwicklung schadenstoleranter Gläser und Glasoberflächen gelten. Unsere ersten Studien zeigen, dass die Struktur und Dynamik von Gläsern nach einer Hydration stark verändert sind. Diese Modifikationen sind mit der Art der Netzwerkbildner stark verknüpft, aber auch von ihren Gegenionen (Netzwerkwandler) abhängig. Die Ergebnisse des ersten Projektabschnitts legen nahe, dass strukturelle Relaxation unterhalb der Glasübergangstemperatur, d. h. ein Überlappen von kurz-reichweitigen (beta) und lang-reichweitigen (alpha) Wechselwirkungen, zum subkritisches Risswachstum in wasserfreien Umgebungen beitragen kann und, dass strukturell gelöstes Wasser in Gläsern sich entscheidend auf diese Effekt auswirken kann. Im zweiten Projektabschnitt werden daher spezielle Glaszusammensetzungen untersucht, die zu einem besseren Verständnis der Verbindung zwischen sub-Tg Relaxation und SCCG führen aber auch den Einfluss von gelöstem Wasser und dessen Speziation näher beleuchten. Diese Gläser weisen eine großen Breite an verschiedenen Topologien und Bindungspartnern auf, wobei die Kopplung von alpha und beta Relaxation durch Veränderungen in den Gehalten von Alkali-, Erdalkalionen und der Wasserspezies systematisch variiert wird. Die Präparation hydratisierter Gläser (bis zu 8 Ma.%) erfolgt mittels Hochdrucksynthesen. Die Glasstruktur wird durch NMR, Raman und IR Spektroskopie aufgeklärt während die Strukturrelaxation anhand dynamische mechanische Spektroskopie und Ultraschalldämpfung im Temperatur- und Frequenzraum erfasst wird. Im Fokus werden Messungen des inerten subkritischen Risswachstums (Region III) stehen, die Indenter-Experimente im Vakuum und trockenen Gasatmosphären sowie Verspannen von Glasproben in DCB Geometrie beinhalten. Experimentelle SCCG Daten werden Gruppen im Schwerpunktprogramm zur Verfügung stellen, die sich mit Ermüdung in metallischen Gläsern beschäftigen und im Gegenzug werden wir theoretische Vorhersagen aus ab initio Simulationen der Partner im SPP 1594 testen, um den Einfluss von Wasser auf die mechanischen Eigenschaften an der Rissspitze und deren Einfluss auf SCCG zu quantifizieren. In summa werden topologische Faktoren bezüglich Wasser, die SCCG kontrollieren, identifiziert, um daraus Designprinzipien für hoch ermüdungsresistente Gläser abzuleiten. T2 - Kolloquium des DFG-PP 1594 CY - Jena, Germany DA - 17.9.2015 KW - Glass KW - Fatigue PY - 2015 AN - OPUS4-38334 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Müller, Ralf A1 - Marzok, Ulrich A1 - Reetz, R. A1 - Trunkhardt, M. T1 - High-temperature laser profilometry N2 - Advanced methods for 3D green density characterization like computed tomography and 3D FE sinter modeling can be utilized for increasing the reliability of sintered components. The experimental in situ observation of sintering, however, is currently restricted to silhouette methods, i.e. heating microscopy. For complex shaped samples, in situ shape screening during shrinkage would allow much better validation of 3D sinter simulation models. Further, by revealing temporary sinter warpage, 3D high-temperature shape screening allows to locate potential defects of complex sintered components. Against this background, BAM developed a testing device for in situ 3D high-temperature shape screening for ceramic and glass-ceramic tapes up to 1000°C [1-3]. Current work is focused on dropping this restriction in sample shape and temperature. The poster illustrates the current state of this work and possible applications of the method e.g. in detecting sinter warpage of metallized glass-ceramic LTCC tapes. T2 - SGT Centenary Conference, & ESG 2016 CY - Sheffield, UK DA - 04. 09. 2016 KW - Laser profilometry KW - 3D High-temperature shape screening KW - Sintering PY - 2016 AN - OPUS4-38320 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Prewitz, Marc A1 - Müller, Ralf A1 - Marotzke, Christian A1 - Holtappels, Kai T1 - Characterization of glass capillary storage modules considering permeability and mechanical stress via finite elements N2 - Glass capillaries are potential candidates for long term hydrogen storage under high pressure. Burst pressure strongly drops with surface damaging, a polymer coating is needed. The aim is to study stress distribution within single coated glass capillaries sealed to metal fittings T2 - 88. Glastechnische Tagung DGG – ACerS GOMD 2014 CY - Aachen, Germany DA - 25.05.2014 KW - Burst test KW - Hydrogen storage KW - Polymer coating PY - 2014 AN - OPUS4-35784 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Gaber, Martin A1 - Müller, Ralf A1 - Höland, W. T1 - Degassing phenomena during sintering and crystallization of glass powders N2 - Degassing may cause trouble in manufacture of sintered glass-ceramics via the Formation of bubbles (deteriorate mechanical strength or surface Quality) T2 - 6th Int. Otto Schott Colloquium CY - Jena, Germany DA - 06.09.1998 KW - Bulk diffusion KW - Sintering KW - Crystallization KW - Melting PY - 1998 AN - OPUS4-35785 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Reinsch, Stefan A1 - Eberstein, Markus A1 - Müller, Ralf A1 - Schiller, Wolfgang Arno A1 - Schweiger, M. T1 - Lastabhängige Schwindung von Glaspulvern N2 - Glasig-kristalline Sinterwerkstoffe werden für vielfältige Anwendungen eingesetzt. Bei einem hohen Glasanteil ist ein Einfluss geringer Lasten auf das Schwindungsverhalten möglich, so dass es zu Fehlinterpretationen des Schwindungsverhaltens bei gebräuchlichen Horizontaldilatometer kommen kann. T2 - 75. Glasetechnische Tagung CY - Wernigerode, Germany DA - 21.05.2001 KW - Glasig-kristalline Sinterwerkstoffe KW - Schwindungsverhalten KW - Horizontaldilatometer PY - 2001 AN - OPUS4-35786 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Marzok, Ulrich A1 - Müller, Ralf A1 - Schadrack, Reinhard A1 - Krauhausen, M. A1 - Reetz, R. T1 - Hochtemperatur-Laserprofilometrie für keramische Proben N2 - Das Hochtemperatur-Laserprofilometer der BAM4 ermöglicht eine 3D-Formerkennung an keramischen Folien oder anderen flachen Objekten während thermischer Behandlungen wie zum Beispiel bei laufenden Entbinderungs- oder Sinterprozessen. Mit dem Lasertriangulationssensor werden das Höhenprofil, die lateralen und axialen Schwindungen und andere charakteristische Maße der Probe wie die Folienbreite und -dicke, Abstände zwischen spezifischen Merkmalen oder Krümmungen bestimmt. Somit können insbesondere auch Deformationen und Verwerfungen der Objekte sowie Schwindungsinhomogenitäten an strukturierten Objekten erkannt und mit dem Herstellungsprozess verknüpft werden. T2 - DKG Jahrestagung 2012 CY - Nuremberg, Germany DA - 05.03.2012 KW - 3D-Formerkennung KW - Lasertriangulationssensor KW - Deformationen KW - Schwindungsinhomogenitäten PY - 2012 AN - OPUS4-35787 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Waurischk, Tina A1 - Müller, Ralf A1 - Balzer, R. A1 - Kiefer, P. A1 - Reinsch, Stefan A1 - Behrens, H. A1 - Deubener, J. T1 - Subcritical crack growth in hydrous soda-lime silicate glass N2 - Glass strength and fatigue is limited by surface cracks. As subcritical crack growth (SCCG) is governed by ambient humidity, stress corrosion at the crack tip is widely accepted to be the underlying mechanism. However, as water is known to have decisive effect on glass properties and can rapidly enter the crack tip near glass region, SCCG could be affected by such water related phenomena. We tried to mimic these effects studying water dissolution and speciation, mechanical properties, and SCCG in water-bearing glasses. For this purpose, glasses up to 8 wt% water have been prepared by means of high-pressure melting of glass powder - water mixtures. As part of this effort, SCCG in dry and hydrous commercial micros¬cope slide glass (CW = 6 wt%) was studied in double cantilever beam (DCB) geometry and sub-Tg relaxation was measured by Dynamic Mechanical Analysis (DMA). For SCCG in ambient air (24% r.h.), SCCG was promoted by the presence of 6wt% bulk water with respect to the dry glass. On the other hand, stress intensity values, KI, required to cause slow crack growth (v < 10-6 ms-1) resemble literature findings for float glass of similar composition in liquid water, which might represent the maximum possible promoting effect of ambient water on SCCG. For SCCG in vacuum (10-3 mbar), dissolved bulk water causes even more pronounced effects. Most strikingly, it strongly decreases the slope of the log v(KI)-curve, which is a measure of dissipated energy during fracture. A strong increase of sub-Tg relaxation with increasing water content was confirmed by DMA. As a consequence, slow crack growth occurs at KI values as measured in the dry glass whereas fast crack growth occurs at much larger KI than that of the dry glass. Kinks and shoulders shown by the inert log v(KI)-curve indicate that bulk water does not simply affect bulk mechanical properties. T2 - 9th Otto Schott Colloquium CY - Jena, Germany DA - 09.09.2019 KW - Internal friction KW - Soda-lime silicate glass KW - Crack growth KW - Water content KW - DCB PY - 2019 AN - OPUS4-49534 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -