TY - GEN A1 - Schroeder, Barbara T1 - Selektive und irreversible Immobilisierung von Antikörpern N2 - Das Ziel dieser Arbeit war es, die Vernetzung (Crosslinking) zwischen Protein G und einem Antikörper so durchzuführen, dass es zu keiner Modifikation der Antigen-Bindungsstelle des Antikörpers kommt. Zudem wurde im Rahmen dieser Arbeit ein Immunoassay entwickelt, mithilfe dessen zwanzig verschiedene Crosslinker in Hinblick auf ihre Fähigkeit Protein G zu funktionalisieren, untersucht werden konnten. Es konnten fünf Reagenzien identifiziert werden, die eine Derivatisierung von Protein G sowie eine anschließende Immobilisierung des Antikörpers auf dem Protein ermöglichen. Des Weiteren wurde gezeigt, dass mithilfe dieses Verfahrens sowohl die Immunpräzipitation als auch die massenspektrometrische Identifizierung und Charakterisierung von Proteinkomplexen erleichtert und verbessert werden kann. KW - Antikörper KW - Orientierte Immobilisierung KW - Protein A KW - Protein G KW - Linker KW - Crosslinker KW - IgG KW - Immunglobulin KW - Glutaraldehyd KW - 1,3-Butadiendiepoxid KW - NHS-Iodacetamid-Crosslinker SIAB KW - Succinimidyl(4-iodacetyl)aminobenzoat (SIAB) KW - Sulfo-SIAB KW - SIAB KW - SIA KW - SBAP PY - 2017 SP - 1 EP - 172 PB - Humboldt-Universität zu Berlin CY - Berlin AN - OPUS4-54537 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Taube, Peter T1 - Development of columns based on glass monoliths for affinity chromatography N2 - The aim of this work was the preparation of a novel stationary monolithic phase for affinity chromatography and HPLC-applications. Therefore, we have chosen porous glass filters that are available with different pore sizes as raw materials to prepare monolithic columns. We purchased VitraPOR 4 (10-16 μm pore size) and VitraPOR 5 (1.0-1.6 μm pore size) monolithic glass filters. The physical properties of these glass filters were characterized. The surface area, pore size distribution and the porosity were determined using mercury intrusion porosimetry and BET. These glass filters only exhibit flow through pores and therefore show no bimodal pore size distribution in the mercury intrusion curves. Due to their low permeability, the applied filters that exhibit an inner diameter of 8.0 mm and a length of 15.0±0.1 mm could be operated at flow rates more than 10 ml/min. High flow rates are favorable for fast separation experiments. KW - Monolith KW - Affinity chromatography KW - Affinity extraction KW - Borosilicate glass KW - Sintered KW - Surface area KW - Flow rate KW - VitraPOR KW - Pressure KW - Protein A KW - Dynamic binding capacity KW - Protein A cys KW - Column regeneration KW - Performance comparison PY - 2017 SP - 1 EP - 102 PB - Humboldt-Universität zu Berlin CY - Berlin AN - OPUS4-54564 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - 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 U6 - 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 U6 - 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 U6 - 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 - Mady, A. H. A1 - Baynosa, M. L. A1 - Tuma, Dirk A1 - Shim, J.-J. T1 - Facile microwave-assisted green synthesis of Ag-ZnFe2O4@rGO nanocomposites for efficient removal of organic dyes under UV- and visible-light irradiation N2 - Nanocomposites of Ag-ZnFe2O4@reduced graphene oxide (rGO) were synthesized using a one-pot microwave-assisted self-assembly method. The morphology and structure of the Ag-ZnFe2O4@rGO nanocomposites were characterized. The nanocomposites formed with 15.2 wt% rGO showed excellent adsorption properties and high photocatalytic activity for the degradation of methylene blue (MB), rhodamine B (RhB), and methyl orange (MO). The synergistic interactions between Ag, ZnFe2O4, and rGO decreased the aggregation of the nanoparticles (NPs) and increased the surface area, resulting in better absorption in both UV and visible light. Such a structure was helpful for separating the photoexcited electron-hole pairs and accelerating electron transfer. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) revealed a smaller resistance in the solid-state interface layer and charge transfer on the composite surface than that of the bare ZnFe2O4 NPs and ZnFe2O4@rGO nanocomposite. The Ag-ZnFe2O4@rGO nanocomposite could be recovered easily by a magnet and reused five times with no significant decrease in photocatalytic activity. The as-prepared Ag-ZnFe2O4@rGO nanocomposite catalyst could be applied to the removal of hard-to-degrade waste materials owing to its high efficiency in both UV and visible light and its excellent reusability. KW - nanoparticles KW - microwave synthesis KW - photocatalysis PY - 2017 U6 - https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2016.10.033 SN - 0926-3373 SN - 1873-3883 VL - 203 SP - 416 EP - 427 PB - Elsevier B. V. CY - Amsterdam AN - OPUS4-37962 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 U6 - 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 - Hilgenberg, Kai A1 - Rethmeier, Michael A1 - Steinhoff, K. T1 - Surface structuring by pulsed laser implantation N2 - Micrometric surface topologies are required for a wide range of technical applications. While lowered surface features have been used for many years to improve the tribological behavior of contacting surfaces, there are also other fields of application, where the potential of elevated surface features is known, e. g. for metal forming tools. However, the demand for a high wear resistance of these structures often inhibits an industrial application. A solution is offered by structuring techniques that use additional material. A promising approach is the localized dispersing of hard ceramic particles by pulsed laser radiation, the so-called laser implantation. This paper describes the potential to adjust the geometry as well as the mechanical properties of laser implanted surfaces by means of microstructural and topological investigations. Afterwards, results of a wear test are given and different applications for this structuring technique are discussed. It can be shown that dome-shaped or ring-shaped structures on a micrometric scale can be produced with high hardness and wear resistance. KW - Laser implantation KW - Surface structuring PY - 2017 U6 - https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.879.750 SN - 0255-5476 SN - 1662-9752 VL - 879 SP - 750 EP - 755 PB - Trans Tech Publications AN - OPUS4-38263 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 U6 - 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 U6 - 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 U6 - 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 U6 - 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 U6 - 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 U6 - 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 U6 - 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 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-390025 SN - 978-3-319-48513-3 SN - 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 U6 - 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 U6 - 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 U6 - 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 U6 - 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 U6 - 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 - CONF A1 - Hilgenberg, Kai A1 - Rethmeier, Michael A1 - Steinhoff, K. T1 - Surface structuring by pulsed laser implantation N2 - Micrometric surface topologies are required for a wide range of technical applications. While lowered surface features have been used for many years to improve the tribological behavior of contacting surfaces, there are also other fields of application, where the potential of elevated surface features is known, e. g. for metal forming tools. However, the demand for a high wear resistance of these structures often inhibits an industrial application. A solution is offered by structuring techniques that use additional material. A promising approach is the localized dispersing of hard ceramic particles by pulsed laser radiation, the so-called laser implantation. This paper describes the potential to adjust the geometry as well as the mechanical properties of laser implanted surfaces by means of microstructural and topological investigations. Afterwards, results of a wear test are given and different applications for this structuring technique are discussed. It can be shown that dome-shaped or ring-shaped structures on a micrometric scale can be produced with high hardness and wear resistance. T2 - THERMEC 2016: 9th International Conference on Processing & Manufacturing of Advanced Materials CY - Graz, Austria DA - 29.05.2016 KW - Surface structuring KW - Metal forming tools KW - Laser implantation KW - Laser dispersing PY - 2017 U6 - https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.879.750 SN - 1662-9752 VL - 879 SP - 750 EP - 755 PB - Trans Tech Publications CY - Schweiz AN - OPUS4-38927 LA - eng 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 U6 - 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 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-389206 SN - 978-1-94529117-3 SN - 978-1-94529117-6 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 U6 - 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 - JOUR A1 - Hönig, Gerald A1 - Westerkamp, S. A1 - Hoffmann, A. A1 - Callsen, G. T1 - Shielding electrostatic fields in polar semiconductor nanostructures N2 - Polar semiconductor materials enable a variety of classic and quantum-light sources, which are optimized continuously. However, one key problem—the inherent electric crystal polarization of such materials—remains unsolved and deteriorates the radiative exciton decay rate. We suggest a sequence of reverse interfaces to compensate these polarization effects, while the polar, natural crystal growth direction is maintained. Former research approaches, like growth on less-polar crystal planes or even the stabilization of unnatural phases, never reached industrial maturity. In contrast, our concept provides a way for the development of ultrafast devices based on established growth processes for polar materials, while the electric potential landscape becomes adjustable. KW - Piezopolarisation KW - Spontane Polarisation KW - Halbleiterphysik KW - Nanophysik KW - Optoelektronik PY - 2017 U6 - https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.7.024004 SN - 2331-7019 VL - 7 IS - 2 SP - 024004-1 EP - 024004-12 PB - American Physical Society CY - College Park, MD 20740-3844 AN - OPUS4-39125 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 U6 - 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 - Martins, M. S. S. A1 - Schartel, Bernhard A1 - Magalhães, F. D. A1 - Pereira, C. M. C. T1 - The effect of traditional flame retardants, nanoclays and carbon nanotubes in the fire performance of epoxy resin composites N2 - The effectiveness of distinct fillers, from micro to nano-size scaled, on the fire behaviour of an epoxy resin and its carbon fibre reinforced composites was assessed by cone calorimetry. The performance was compared not only regarding the reaction to fire performance, but also in terms of thermal stability, glass transition temperature and microstructure. Regarding the fire reaction behaviour of nanofilled epoxy resin, anionic nanoclays and thermally oxidized carbon nanotubes showed the best results, in agreement with more compact chars formed on the surface of the burning polymer. For carbon fibre reinforced composite plates, the cone calorimeter results of modified resin samples did not show significant improvements on the heat release rate curves. Poorly dispersed fillers in the resin additionally caused reductions on the glass transition temperature of the composite materials. KW - Epoxy resin KW - Carbon fibre reinforced composite KW - Nanoclays KW - Carbon nanotubes KW - Flame retardants PY - 2017 U6 - https://doi.org/10.1002/fam.2370 SN - 1099-1018 SN - 0308-0501 VL - 41 IS - 2 SP - 111 EP - 130 PB - Wiley & Sons, Ltd. AN - OPUS4-39085 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Pittner, Andreas A1 - Fabry, Cagtay T1 - Abschlussbericht IGF 17.923 N: "Sensorgestütztes MSG-Engspaltschweißen von Feinkornstählen mit modifizierter Prozessführung im Dickblechbereich" N2 - Die im Forschungsvorhaben erzielten Ergebnisse zeigen konkrete technische Lösungen für die automatisierte Anwendung des MSG Engspaltschweißen, sowohl mittels optischer als auch prozessorientierter Sensorik, und sprechen damit ein breites Spektrum möglicher Anwender, insbesondere KMU, an. Die Seitenführung des Brenners auf Basis der optischen Messgrößen stellt eine robuste und einfach zu implementierende Möglichkeit zur Nahtverfolgung dar. Für die Höhenführung über der Schweißnaht wurde neben der Lösung mittels optischer Messverfahren zusätzlich eine direkt darauf aufbauende Möglichkeit zur Implementierung eines Lichtbogensensors abgeleitet. Das Vorgehen konnte sowohl für Sprühlichtbogenprozesse als auch bei Verwendung von Impulslichtbogenprozessen erfolgreich angewendet werden. Die zur Sicherstellung eines gleichmäßigen Flankeneinbrandes entwickelte Pendelregelung ist ebenfalls für unterschiedliche Lichtbogenarten einsetzbar und muss vom Anwender auch beim Einsatz einer großen Bandbreite unterschiedlicher Prozessparameter nahezu nicht konfiguriert werden. Neben der im Rahmen der Verfahrensprüfung untersuchten Pendelraupentechnik konnte die Übertragbarkeit des Vorgehens auch auf die Strichraupentechnik anhand von gezielten Schweißversuchen aufgezeigt werden. Die zunächst auf Basis der optischen Messwerte ausgelegte Füllgradregelung konnte die vorgesehenen Spaltvariationen von 18 bis 24 mm im Rahmen der durchgeführten Verfahrensprüfung ausgleichen. Die Ableitung eines äquivalenten Lichtbogensensors durch Kopplung beider Messprinzipien wurde am Laufzeitende des Vorhabens aufgezeigt, konnte jedoch durch zeitliche Beschränkung nicht für die Verfahrensprüfung berücksichtigt werden. In Absprache mit dem projektbegleitenden Ausschuss wurde die Entwicklung der Prozessregelung für das Vorhaben auf Schweißungen in Wannenlage und Grundwerkstoffe der Güte S355J2 beschränkt. Die Qualifizierung des Verfahrens unter Einsatz der beschriebenen Regelalgorithmen nach DIN EN ISO 15614-1 konnte für alle betrachteten Spaltbreiten zwischen 18 und 24 mm anhand einer 50 mm dicken Demonstratorprobe nachgewiesen werden. KW - Schutzgasschweißen KW - MSG-Engspaltschweißen KW - Prozesssteuerung KW - Lichtbogensensorik KW - Prozessregelung KW - GMAW KW - Narrow gap GMAW KW - GMAW control KW - Arc-sensing PY - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:b43-390934 SP - 1 EP - 38 AN - OPUS4-39093 LA - deu 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 U6 - 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 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?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 U6 - 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 U6 - 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 U6 - 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 U6 - 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 -