TY - JOUR A1 - Dmitriev, A. I. A1 - Österle, Werner A1 - Kloß, Heinz A1 - Orts-Gil, Guillermo T1 - A study of third body behaviour under dry sliding conditions. Comparison of nanoscale modelling with experiment N2 - Automotive brake pads consist of many components but it is still not entirely clear which role each of the elements of this complex composition plays to provide the specified regimes of sliding. This is due to the mutual interaction of multiscale mechanisms, realized during the friction. In this work we have attempted to partly answer this question using computer simulations. Since the simulation allows us to consider various combinations of the structure of the system being simulated ceteris paribus, it becomes possible to understand the role of each constituent sequentially. The main attention is paid to the structure and composition of the thin film that forms on the surface of both bodies as a result of compaction of the wear product, its chemical composition and oxidation. This layer, also named a third body or friction film, differs in composition and microstructure from the two first bodies. We considered a single contact for the steady state sliding when the structure and composition of friction films already are formed. As a modelling tool we used the method of movable cellular automata, which has well proven itself in solving of such tasks. We investigated the influence of modification of the structure and composition of the third body on the features of system behaviour at friction. To assess the adequacy of the numerical model, experimental studies with an artificial third body were also carried out. The Simulation results are in good agreement with experimental data. KW - Third body KW - Dry sliding KW - Mechanically mixed layer KW - Computer simulation PY - 2012 DO - https://doi.org/10.3176/eng.2012.3.12 SN - 1736-6038 SN - 1736-7522 VL - 18 IS - 3 SP - 270 EP - 278 AN - OPUS4-38545 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR T1 - Amts- und Mitteilungsblatt, Band 42, Heft 1 T3 - Amts- und Mitteilungsblatt der BAM - 1/2012 PY - 2012 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-129 SN - 0340-7551 VL - 42 IS - 1 SP - 1 EP - 49 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-12 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR T1 - Amts- und Mitteilungsblatt, Band 42, Heft 2 T3 - Amts- und Mitteilungsblatt der BAM - 2/2012 PY - 2012 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-119 SN - 0340-7551 VL - 42 IS - 2 SP - 1 EP - 151 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-11 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR T1 - Amts- und Mitteilungsblatt, Band 42, Heft 3 T3 - Amts- und Mitteilungsblatt der BAM - 3/2012 PY - 2012 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-109 SN - 0340-7551 VL - 42 IS - 3 SP - 1 EP - 375 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-10 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR T1 - Amts- und Mitteilungsblatt, Band 42, Heft 4 T3 - Amts- und Mitteilungsblatt der BAM - 4/2012 PY - 2012 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-97 SN - 0340-7551 VL - 42 IS - 4 SP - 1 EP - 187 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-9 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Igartua, A. A1 - Fdez-Pérez, X. A1 - Illarramendi, I. A1 - Luther, R. A1 - Rausch, J. A1 - Woydt, Mathias ED - Carmo, J. P. ED - Ribeiro, J. E. T1 - Biolubricants and triboreactive materials for automotive applications N2 - The text deals with passenger car motor oils (PCMO) with reduced metal-organic additives. KW - Biolubricants KW - Passenger car motor oils (PCMO) KW - Automotive KW - Tribology PY - 2012 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-464317 SN - 978-9-53510-698-2 DO - https://doi.org/10.5772/46852 SP - 119 EP - 146 PB - INTECH CY - Rijeka, Croatia AN - OPUS4-46431 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Wiegner, Katharina A1 - Hahn, Oliver A1 - Horn, Wolfgang A1 - Farke, M. A1 - Kalus, Sabine A1 - Nohr, Michael A1 - Jann, Oliver T1 - Determination of formic and acetic acid emissions in indoor air or from building products N2 - Several construction and building materials, including wood, glue and coatings, are possible sources of very volatile organic compounds (VVOCs) and volatile organic compounds (VOCs) like formic and acetic acid. Due to very high air tightness and very low air exchange rates in new buildings concentrations of these harmful substances can increase considerably. To minimize the risk, emissions from building products should be identified and quantified. With the common standard method, this means Tenax® sampling followed by thermal desorption and GC-MS analysis, these acids could not be detected sufficiently. The aim oft this study is the comparison of two different methods for the determination of acetic and formic acid. The sampling of method one, which is usually used for identification and quantification of VOCs, is done in accordance with ISO 16000-6 and ISO 16017-1 on Carbotrap® 202 multi-bed thermal desorption tube by subsequent identification and quantification with GC-MS. Method two is based on sampling on 2,4-dinitrophenylhydrazine (DNPH) cartridges, derivatisation, elution, identification and quantification of the derivatives with LC-MS/MS (liquid chromatography – mass spectrometry/mass spectrometry). N2 - Viele Konstruktions- und Baumaterialien, wie Holz, Kleber und Anstriche, sind mögliche Quellen für leicht flüchtige organische Verbindungen (VVOC) und flüchtige organische Verbindungen (VOC), wie Ameisen- und Essigsäure. Bedingt durch die hohe Dichtigkeit und den damit verbundenen niedrigen Luftwechsel in neuen Gebäuden können die Konzentrationen dieser gesundheitsgefährdenden Substanzen beträchtlich ansteigen. Um das Risiko zu minimieren, sollen Emissionen aus Bauprodukten identifiziert und quantifiziert werden. Mit der üblichen Standardmethode, die auf einer Luftprobenahme auf Tenax® und anschließender Analyse mittels GC-MS basiert, können diese Säuren nicht ausreichend detektiert werden. Ziel dieser Arbeit ist der Vergleich von zwei unterschiedlichen Methoden zur Bestimmung von Essig- und Ameisensäure. Die Luftprobenahme der ersten Methode, die üblicherweise zur Identifizierung und Quantifizierung von VOC genutzt wird, wurde gemäß ISO 16000-6 and ISO 16017-1 auf Carbotrap® 202, ein mit mehreren Adsorbentien gepacktes Thermodesorptionsrohr, mit anschließender Identifikation und Quantifizierung mittels GC-MS durchgeführt. Die zweite Methode basiert auf einer Luftprobenahme mittels 2,4-Dinitrophenylhydrazin-(DNPH)-Kartuschen, Derivatisierung, Elution, Identifikation und Quantifizierung der Derivate mit LC-MS/MS (Flüssigkeitschromatographie – Massenspektometrie/Massenspektometrie). KW - Formic acid KW - Acetic acid KW - VVOCs KW - Air sampling KW - DNPH PY - 2012 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-255911 UR - http://www.gefahrstoffe.de/gest/article.php?data[article_id]=65887 SN - 0949-8036 SN - 0039-0771 SN - 1436-4891 VL - 72 IS - 3 SP - 84 EP - 88 PB - Springer-VDI-Verlag CY - Düsseldorf AN - OPUS4-25591 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - THES A1 - Nies, Daniel T1 - Entwicklung eines Prüfverfahrens zur laserinduzierten thermischen Ermüdung thermischer Schutzschichten mittels einer Laser-Thermoschockprüfeinrichtung N2 - Die Endlichkeit fossiler Brennstoffe und das steigende Umweltbewusstsein sind die immer stärker werdenden Motivationen für die Entwicklung von effizienteren Gasturbinen und Triebwerken zur Energieerzeugung oder zum Antrieb von Land-, Luft- und Seefahrzeugen. Eins der dafür entwickelten Konzepte ist das der thermischen Schutzschichten. Dabei kann durch den Auftrag einer keramischen Schicht die thermische Belastung der beschichteten Bauteile reduziert werden. In dieser Arbeit wird die Möglichkeit der Nutzung einer Laser-Thermoschock-Prüfeinrichtung zur Durchführung von thermo-zyklischen Versuchen an thermischen Schutzschichten untersucht. Die Probenerwärmung erfolgt hierbei durch einen fokussierten Laserstrahl, mit dem durch die gewählte Trajektoriengeometrie und Anpassung der Laserleistung eine homogene Temperaturverteilung auf der Oberflache erzeugt wird. Die für die Durchführung von zyklischen Versuchen notwendigen Erweiterungen der vorhandenen Prüfeinrichtung werden beschrieben, wozu die Entwicklung eines neuen Probenhalters und einer Test- und Auswerteroutine für die Experimente gehört. Zur Begutachtung der Entstehung und des Fortschritts von Schädigungen werden Schallemissionstechniken und thermografische Methoden eingesetzt, deren Möglichkeiten und Grenzen für die Nutzung im Rahmen der Experimente bestimmt werden. Außerdem umfasst die Arbeit eine umfassende temperaturabhängige Charakterisierung des für die thermische Schutzschicht verwendeten keramischen Materials. Hierbei ist besonders die Messung des E-Moduls mittels der dynamischen Resonanzmethode hervorzuheben, die eine selten genutzte Technik ist. Bei der Charakterisierung zeigen sich keine besonderen Abweichungen von den erwarteten Werten. Lediglich eine geringere Porosität als vom Hersteller erwartet und eine unveränderte Phasenzusammensetzung nach isothermer Auslagerung wurden beobachtet. Die bei den zyklischen Experimenten angestrebten Oberflächentemperaturen von über 1000 °C machen es nötig, die Absorption der Proben durch eine zusätzliche Beschichtung mit Magnetit zu erhöhen. Zur Messung der Temperaturverteilung auf der Probenoberfläche wird eine Infrarot- Kamera genutzt, die für diese Zwecke kalibriert wird. Die eingebaute aktive Druckluftkühlung der Probenruckseite erlaubt die Steuerung des Temperaturgradienten, besitzt aber noch Verbesserungspotenzial. Schon ohne aktive Kühlung der Proben ist ein Versuchsregime realisierbar, bei dem die thermischen Belastungen mit hoher Präzision reproduzierbar sind und mit dem die realen Einsatzbedingungen von keramischen Schutzschichten nachempfunden werden können. Die Entstehung und der Fortschritt von Schädigungen in Form von Delaminationen kann mit thermografischen Methoden und Schallemissionstechniken beobachtet werden. Bei der Ortung der Schallsignale zeigen sich die Grenzen der vorhandenen Ausrüstung. Eine relativ genaue Ortung der Quelle ist mit einer zeitaufwendigen manuellen Routine möglich, deren Ergebnis eine starke Abhängigkeit von der Signalqualität zeigt. Eine reduzierte Zonenortung mit einer automatischen Auswertung zeigt zufriedenstellende Ergebnisse. Eine Kombination der Ergebnisse der Zonenortung, der Analyse der Schallsignale und den thermografischen Analysen der Daten der Infrarot-Kamera ermöglicht eine sehr gute Visualisierung der Schädigungsentwicklung. Während erster Versuche konnten Delaminationsrisse in der keramischen Dammschicht erzeugt werden, die in der Nähe der Dammschicht-Haftschicht-Grenzschicht liegen. Dies entspricht einem Schadensbild, das durch eine hohe zyklische Belastung der Proben erreicht wird. Durch die Nutzung eines fokussierten Laserstrahls kommt es zu einer Temperaturüberhöhung im Bereich des Laserspots. Dies bewirkt, dass die thermozyklische Belastung der Proben noch um einen Thermoschockbeitrag erweitert wird. N2 - The finite nature of fossil fuel supply and the growing environmental awareness become increasingly stronger motivations for the development of efficient gas turbines and jet engines for power generation or as engines for land-, sea- and water-based vehicles. One concept developed for this purpose are thermal barrier coatings, where the thermal load of components is reduced by applying a ceramic coating onto the components. In this work the possibility to use a laser thermal shock facility for thermo-cyclic testing of thermal barrier coatings is examined. A focused laser beam is used for heating the sample and a homogeneous temperature distribution on the sample surface is achieved by the used trajectory and radial adjusted laser power. The required improvements of the existing testing facility are explained, including the development of a new sample holder and of the testing and evaluation routines for the experiments. For the assessment of the initiation and evolution of damages, acoustic emission and thermographic methods are used. The possibilities and limits of these methods are assessed during the experiments. The work also includes an extensive temperature dependent characterisation of the ceramic material used for the thermal barrier coating. In this part, the measurement of the Young’s modulus by a dynamic method is to be highlighted, as this is a rarely used technique. The characterisations show the expected values, except for a lower porosity as expected by the manufacturer and no significant phase changes during isothermal heat treatments. To reach sample surface temperatures above 1000 °C, it is necessary to increase the absorption by an additional coating of magnetite. The temperature distribution on the surface is measured by an infrared camera, which is calibrated for this purpose. With the incorporated active air cooling of the sample backside, the temperature gradient can be controlled, but still leaves room for improvements. Already without cooling, experiments can be completed, where the thermal loads are highly reproducible and comparable to real operation conditions. The development and evolution of delamination damages can be observed by acoustic Emission and thermographic methods. Sound location using the acoustic emission data shows the limits of the applied equipment. Good sound location results can be achieved by a time-consuming manual routine, but the results are highly dependent on the signal quality. A reduced zone location algorithm with an automatic analysis shows satisfying results. A combination of the zone location results, the analysis of the acoustic emission data and the thermographic analysis of the infrared camera data allows a very good visualisation of the damage evolution. First experiments showed delaminations located in the ceramic layer near the topcoat-bondcoatboundary, which corresponds to a failure mode induced by high cyclic loads of the samples. The use of a focused laser beam results in a local hot spot at the laser spot during heating. This adds a thermal shock component to the thermo-cyclic load during the experiments. T3 - BAM Dissertationsreihe - 84 KW - Thermische Schutzschichten KW - laserinduzierte Erwärmung KW - Schallemission KW - Thermografie KW - Yttrium stabilisiertes Zirkonoxid PY - 2012 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-740 SN - 978-3-9814634-8-4 SN - 1613-4249 VL - 84 SP - 1 EP - 143 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-74 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Nolze, Gert T1 - Fast Orientation Projection using OpenGL N2 - Electron backscatter diffraction produces an enormous number of single orientation data which need to be processed but also visualized. The presentation shows that standard hardware can be used to increase the presentation speed considerably. T2 - EBSD 2012 CY - Pittsburgh, Pennsylvania, USA DA - 19.06.2012 KW - electron backscatter diffraction KW - OpenGL KW - crystal orientation KW - pole figure PY - 2012 AN - OPUS4-37900 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - THES A1 - Seefeldt, Henrik T1 - Flame retardancy of wood-plastic composites N2 - Über das Brandverhalten von „Wood-plastic Composites“ (WPCs) und deren Flammschutz ist bislang wenig bekannt. Die Verwendung von WPCs ist in den vergangenen Jahren stetig gestiegen. Vor allem in ihrem Hauptanwendungsgebiet als Bodenbeläge verzeichnen WPC Materialien einen großen Marktanteil. Bis jetzt existiert jedoch noch keine Flammschutzlösung, die alle nötigen Anforderungen im Bauwesen erfüllt. Flammgeschützte Materialien sind jedoch vor allem für Innenanwendungen und im Bereich von Fluchtwegen unabdingbar. In dieser Arbeit werden zum einen grundlegende Mechanismen über das Brandverhalten von WPCs aufgeklärt. Zum anderen werden die Wirksamkeit und die Wirkungsweise verschiedener Flammschutzmitteln in WPC Materialien untersucht. Ein spezielles Augenmerk wird dabei auch auf Endprodukte aus WPC Materialien gelegt. WPC wurde dabei in seiner Hauptanwendung als Fußbodenbelag untersucht. Das Brandverhalten wurde für Materialien und Produkte mit Hilfe von „Cone Calorimeter“ Untersuchungen und „Radiant Panel Tests“ bestimmt. Zudem wurden numerische Simulationen genutzt, um den Einfluss verschiedener thermischer Materialparameter auf das Brandverhalten zu erforschen. Desweiteren wurde das thermische Zersetzungsverhalten mittels thermogravimetrischer Methoden und spektroskopischen Untersuchungen ermittelt. Auf dessen Grundlage konnten Abbaumechanismen für WPC Materialen in Verbindung mit verschiedenen Flammschutzmitteln erstellt werden. WPCs zeigen das gleiche Brandverhalten wie Holz, auf Grund des polymeren Anteils ist jedoch die Wärmefreisetzungsrate während der Verbrennung stark erhöht. Es konnte gezeigt werden, dass alle untersuchten Flammschutzmittel einen positiven Effekt auf das Brandverhalten von WPCs hatten. Beste Ergebnisse wurden durch Ammonium-Polyphosphat, Paxymer und expandierbaren Graphit erzielt. Expandierbarer Graphit war besonders in Verbindung mit rotem Phosphor sehr wirksam, da der Phosphor den gebildeten Rückstand stabilisierte. Neben dem Einfluss von Flammschutzmitteln konnte gezeigt werden, dass für WPC Fußbodendielen auch andere Einflussfaktoren, wie die Geometrie und der Feuchtigkeitsgehalt eine wichtige Rolle spielen. So weisen Hohlkammerprofildielen im Vergleich zu Vollprofilproben zwar eine verminderte Menge an brennbarem Material auf, die Flammenausbreitung ist jedoch stark erhöht. N2 - Up to now only little knowledge has been recorded about the fire behavior and flame retardancy of wood-plastic composites (WPCs). The use of WPCs has increased continuously in recent years. Especially in their main field of application as a decking material, WPCs present a big share of the market. To date no flame-retarded solution has been introduced for WPC materials that fulfils the necessary requirements. But flameretarded materials are indispensable, especially for indoor use and the protection of escape routes. In this study basic knowledge about the fire behavior of WPCs is investigated first. Second, the effectiveness and mode of action of different flame-retardant additives is investigated. Special attention is drawn to products made of WPC material. Therefore WPC was further investigated in its main field of application as decking boards. The fire behavior of materials and products was investigated by means of cone calorimeter measurements as well as radiant panel tests. Furthermore numerical simulations were carried out to study the effects of various thermal material properties on burning behavior. Thermal decomposition was studied using thermogravimetric methods and spectroscopic investigations. Against this background, models for thermal decomposition pathways were built for combinations of WPC material with different flame retardants. WPCs show burning behavior similar to that of pure wood samples with an increased heat release rate due to polymeric fractions. It is shown that all investigated flame retardants had a positive effect on the burning behavior of WPCs. The best results were achieved by the flame retardants ammonium polyphosphate, Paxymer and expandable graphite. Especially in combination with red phosphorus, expandable graphite was highly effective because red phosphorus stabilized formed residue. Apart from the influence of flame retardants, other influencing factors like geometry and moisture content also played an important role concerning the flame retardancy of WPC decking boards. Indeed, hollow decking boards offer a reduced amount of combustible material, but their flame spread is increased in comparison to solid samples. T3 - BAM Dissertationsreihe - 90 PY - 2012 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-684 SN - 978-3-9815134-5-5 SN - 1613-4249 VL - 90 SP - 1 EP - 107 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-68 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -