TY - CONF A1 - Bonse, Jörn T1 - LIPSS for beginners N2 - This overview introduces to the phenomenon of Laser-Induced Periodic Surface Structures (LIPSS). Starting from a phenomenological introduction, the most relevant physical effects and theoretical models are discussed. Applications and future directions are outlined. T2 - Workshop “Ultrafast Structural Transformations in Condensed Matter – Bridging Theory and Experiment” CY - Wroclaw, Poland DA - 09.02.2026 KW - Laser-induced periodic surface structures (LIPSS) KW - Coherent optical scattering KW - Nanostructures KW - Matter reorganization PY - 2026 AN - OPUS4-65672 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Geburtig, Anja T1 - Discussion on Weathering Reference Materials N2 - Weathering reference materials are used to characterize the harshness of an exposure, aiming on either reproducibility of a specific exposure or on the comparability between various kinds of weathering exposure. The materials that are used as weathering reference materials differ in their sensitivities (as well as in interactions and interferences of the latter), conditioned by the different processes which lead to the respective property change. It is also essential to take into account the necessary measurement equipment for the respective property change, in order to allow timely intervention. What are the key issues on choosing a weathering reference material? What can be learned from the weathering reference materials, investigated so far? Possibilities and limitations are discussed on the basis of existing weathering reference materials. Conclusions are drawn, for establishing new weathering reference materials. T2 - 9th European Weathering Symposium CY - Basel, Switzerland DA - 18.09.2019 KW - Plastic KW - Ageing KW - Fragmentation KW - Environment KW - Digital twin PY - 2019 AN - OPUS4-49713 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Mrkwitschka, Paul A1 - Sahre, Mario A1 - Corrao, Elena A1 - Pellegrino, Francesco A1 - Alonso, Beatriz A1 - Zurutuza, Amaia A1 - Radnik, Jörg A1 - Hodoroaba, Vasile-Dan T1 - Standardized Elemental Composition Analysis of Graphene‐Related 2D Materials (GR2M) With SEM/EDS and XPS Works Reliably N2 - Reliable quantification of the chemical composition of graphene‐related 2D materials (GR2M) as powders and liquid suspensions is a challenging task. Analytical methods such as X‐ray photoelectron spectroscopy (XPS), inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP‐MS), thermogravimetric analysis (TGA) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) are recommended by standardization bodies. The specific parameters to be measured are also defined, e.g., the oxygen‐to‐carbon (O/C) atomic ratio, the trace metal impurities, or the functional groups. In this contribution, for the first time, results of a systematic study on the capability of energy‐dispersive X‐ray spectroscopy (EDS) at a scanning electron microscope (SEM) to reliably quantify the O/C ratio and impurities remained from the synthesis of selected GR2M are reported. The robustness of SEM/EDS analysis is verified for various measurement conditions (different excitations and EDS detectors) and the validity of the results is tested by comparison to the established XPS analysis. Moreover, an ionic liquid is used as a reference material for the quantification of the light elements such as C, N, O and F. The study clearly demonstrates the reliability of the fast and widely available SEM/EDS as a standard method for the quantification of the elemental composition of GR2M and generally of light materials. KW - Graphene oxide flakes KW - Impurities KW - O/C ratio KW - SEM/EDS KW - Standard KW - XPS PY - 2026 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-656748 DO - https://doi.org/10.1002/smll.202511283 SN - 1613-6810 SP - 1 EP - 10 PB - Wiley-VHC GmbH AN - OPUS4-65674 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Aliyah, K. A1 - Berger, A. A1 - Lazaridis, T. A1 - Appel, C. A1 - Prehal, C. A1 - Menzel, A. A1 - Guizar-Sicairos, M. A1 - Smales, Glen J. A1 - Pauw, Brian Richard A1 - Gasteiger, H. A. A1 - Gubler, L. A1 - Büchi, F. N. A1 - Eller, J. T1 - Impact of Microporous Layer Composition on the Water Content in the Membrane Electrode Assembly of Polymer Electrolyte Fuel Cells N2 - Polymer electrolyte fuel cells are paramount for future emission-free mobility. One of the vital challenges for prospering commercialization of PEFCs is water management in the cells. A microporous layer (MPL) is typically positioned between the gas Diffusion layer (GDL) and the catalyst layer (CL) to boost the cell performance and facilitate water management. In this study, three different MPLs were investigated, namely, carbon black-based MPLs with different PTFE binder contents (20 wt % PTFE as a base case and 40 wt % PTFE), as well as perforated MPLs with micron-sized pores coated on the same GDL- Substrate (Freudenberg H14). The water content in the membrane, catalyst layers (CL), and MPLs was explored using operando scanning small- and wide-angle X-ray scattering (S/WAXS). At Tcell = 80 °C, relative humidity = 100%, pabs = 3 bar, the MPL with larger pores exhibits slightly higher performance than the base case, while a considerably lower cathode CL and MPL saturation levels were observed for the MPL. In contrast, the MPL with higher amounts of PTFE binder shows lower performance than the base case, with considerably higher cathode CL and MPL saturation levels. 3D representations of how the pores could be filled in the cathode CLs were obtained from operando SAXS profiles using representative structure modeling for the different materials and operating conditions. KW - Polymer electrolyte fuel cell KW - Catalyst layer saturation KW - Microporous layer saturation KW - Membrane hydration KW - Small and wide-angle scattering KW - MOUSE KW - SAXS KW - X-ray scattering KW - Energy storage materials PY - 2026 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-656691 DO - https://doi.org/10.1021/acsami.5c22540 SN - 1944-8244 SP - 1 EP - 17 PB - American Chemical Society (ACS) AN - OPUS4-65669 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Charlesworth, M. A1 - Lampronti, G. A1 - Belenguer, Ana M. A1 - Day, S. A1 - Saunders, L. A1 - Connolly, E. A1 - Midgley, P. A1 - Michalchuk, Adam A. L. T1 - Influence of Liquid on Crystallite Size Evolution During Ball Milling N2 - Liquid assisted grinding (LAG) is a commonly used mechanochemical procedure, especially for polymorphic conversions. However, it is not understood what effect liquid additives actually play in driving mechanochemical polymorphic conversions, precluding our ability to control solid form transformations under mechanochemical conditions. We here present a time-resolved in situ (TRIS) synchrotron powder Xray diffraction (PXRD) monitoring strategy that can track, with few nm resolution, the evolution of crystalline size under liquid assisted ball milling conditions. We apply this method to investigate the influence of liquid additives on the polymorphic conversion of the 1:1 co-crystal of theophylline and benzamide, with particular focus on the role that crystallite size plays in driving ball milling induced polymorphic transformations. We find that the crystallite sizes achieved by ball milling are highly sensitive to the amount of liquid added to the reaction mixture. Liquid additives generally lead to larger crystallite sizes as compared with neat grinding protocol, with our findings indicating that crystallite size reduction is not the main factor that causes polymorph conversion under liquid assisted grinding conditions. The data presented clearly indicates the presence of an induction period before phase transformation begins with a minimum value in the crystallite size of the starting polymorph indicating the end of that induction period. KW - Ball milling KW - In situ diffraction KW - Phase transformation KW - Liquid assisted grinding KW - Crystallite size PY - 2026 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-656783 DO - https://doi.org/10.1021/acs.cgd.5c01662 SN - 1528-7483 SP - 1 EP - 7 PB - American Chemical Society (ACS) AN - OPUS4-65678 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Yang, Chunliang A1 - Yang, Fan A1 - Meng, Xiangmeng A1 - Putra, Stephen Nugraha A1 - Bachmann, Marcel A1 - Rethmeier, Michael T1 - Phase-field simulation of the dendrite fragmentation by electromagnetic stirring in AA5754 aluminum alloy laser beam welding N2 - A phase-field model including magnetic field induced dendrite fragmentation was established and applied to the cases with different initial crystal nuclear positions for AA5754 aluminum alloy electromagnetic laser beam welding. Compare the calculated results that include dendrite fragmentation caused by the thermal electromagnetic Lorentz force with the results that consider only the thermal electromagnetic Lorentz force, without fragmentation, at the characteristic time instants. Both in the early and late stages, the small fragmentation at the dendrite tip promotes the number of higher-order branches and their growth, especially in the direction perpendicular to the solidification. The later stage fragmentation has the possibility of breaking one grain into several, which verifies the possibility of grain refinement caused by dendrite fragmentation. The fracture surface caused by fragmentation also makes more solid-liquid interfaces and their growth. In addition, the cases with different initial nuclear positions were compared. The grain growth in the low-temperature zone can be inhibited by the equiaxed grains' fragmentation at the high-temperature area (179.8 μm² and 14.7 % start at the center, 115.4 μm² and 9.4 % start at the high-temperature corner, 134.3 μm² and 10.9 % start at the low-temperature corner), which is another kind of grain refinement by the dendrite fragmentation. This kind of inhibition effect on grain growth in the low-temperature region will be enhanced with the increasing time interval between the two crystal nuclei’ appearance (179.8 μm² and 14.7 % when virtual grains appear at t = 4.3803 s and t = 4.3803 s, 134.3 μm² and 10.9 % at t = 4.0977 s and t = 3.9564 s, and 115.4 μm² and 9.4 % at t = 3.8151 s and t = 3.5325 s). KW - Laser beam welding KW - Electromagnetic KW - Aluminum alloys KW - Phase field method KW - Equiaxed grain KW - Dendrite fragmentation PY - 2026 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-656610 DO - https://doi.org/10.1016/j.cwe.2025.100014 SN - 3117-4159 VL - 35 IS - 1 SP - 1 EP - 12 PB - Elsevier B.V. AN - OPUS4-65661 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Meng, Xiangmeng A1 - Bachmann, Marcel A1 - Kising, Pascal A1 - Yang, Fan A1 - Rethmeier, Michael T1 - Prediction of weld pool and keyhole geometries in high-power laser beam welding through a physics-informed generative artificial intelligence approach N2 - The weld pool and keyhole geometries are critical characteristics in evaluating the stability of the high-power laser beam welding (LBW) process and determining the resultant weld quality. However, obtaining these data through experimental or numerical methods remains challenging due to the difficulties in experimental measurements and the high computational demands of numerical modelling. This paper presents a physics-informed generative approach for predicting weld pool and keyhole geometries in the LBW process. With the help of a well experimentally validated numerical model considering the underlying physics in the LBW, the geometries of the weld pool and keyhole under various welding conditions are calculated, serving as the dataset of the generative model. A conditional variational autoencoder model is employed to generate realistic 2D weld pool and keyhole geometries from the welding parameters. We utilize a β-variational autoencoder model with the evidence lower bound loss function and include Kullback–Leibler divergence annealing to better optimize model performance and stability during training. The generated results show a good agreement with the ground truth from the numerical simulation. The proposed approach exhibits the potential of physics-informed generative models for a rapid and accurate prediction of the weld pool geometries across a diverse range of process parameters, offering a computationally efficient alternative to full numerical simulations for process optimization and control in laser beam welding processes. KW - Laser beam welding KW - Generative artificial intelligence KW - Machine learning KW - Numerical simulation KW - Weld pool KW - Keyhole dynamics PY - 2026 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-656621 DO - https://doi.org/10.2351/7.0001862 SN - 1042-346X VL - 38 IS - 1 SP - 1 EP - 8 PB - Laser Institute of America AN - OPUS4-65662 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - El Abbassi, Abdelouahad A1 - Krenzer, Julius A1 - Petrov, Eugene P. A1 - Biesen, Lukas A1 - Vasylyeva, Vera A1 - Merzenich, Sarah A1 - Resch-Genger, Ute A1 - Müller, Thomas J. J. T1 - Aroyl-S,N-ketene acetal-triarylamine bichromophores – intramolecular energy transfer and dual emission upon induced aggregation and encapsulation N2 - Aroyl-S,N-ketene acetal-based bichromophores are synthesized by a catalytic aryl amination and their photophysics are studied in the solid state, in ethanol–water mixtures inducing aggregation, and after encapsulation in polystyrene nanoparticles. The dye substitution pattern controls aggregation-induced emission and intramolecular energy transfer efficiency, resulting in single-band or dual fluorescence and a strong increase in fluorescence quantum yield upon particle encapsulation. KW - Fluorescence KW - Dye KW - Aggregation KW - Photophysics KW - Enhancement KW - White light emission KW - Energy transfer KW - Quantum yield PY - 2026 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-656700 DO - https://doi.org/10.1039/d5ra09361a SN - 2046-2069 VL - 16 IS - 11 SP - 10255 EP - 10260 PB - Royal Society of Chemistry (RSC) AN - OPUS4-65670 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hilberg, Alec T1 - Untersuchung und Kompensation des Size-of-Source Effektes der Thermografie zur Prozessüberwachung in der metallischen additiven Fertigung N2 - Der Einsatz der Thermografie zur Prozessüberwachung in der additiven Fertigung von Metallen ist aktueller Schwerpunkt diverser Forschungsprojekte. Prozessbedingt können im Bauteil Risse, innere Spannungen und sonstige interne Fehlerstellen auftreten, deren Entstehung durch wichtige thermische Größen wie Phasenumwandlungstemperaturen, Abkühlgeschwindigkeiten und thermische Gradienten beeinflusst wird. Um diese Einflüsse zu untersuchen, ist eine möglichst genaue Messung dieser Parameter notwendig. Neben den häufig betrachteten Einflüssen des Emissionsgrades, der Umgebungstemperatur und der atmosphärischen Absorption besteht ein weiterer Einfluss, hervorgerufen durch das optische System. Der Kameraaufbau, das verwendete Objektiv und Teilchen im Strahlengang können zur Beugung, Streuung, Reflektion und Aberration der elektromagnetischen Strahlung führen, wodurch die thermografische Messung verfälscht wird. Dies ist ein in der Pyrometrie intensiv erforschter Effekt und wird, aufgrund der Abhängigkeit zur betrachteten Objektgröße, als Size-of-Source Effekt bezeichnet und in dieser Arbeit untersucht. Im Laser-Pulver-Auftragsschweißen (LPA) wird mittels eines Lasers auf einer Substratplatte ein Schmelzbad erzeugt und durch Einblasen von Metallpulver die lagenweise Fertigung von komplexen Bauteilen ermöglicht. Dabei können, je nach geometrischer Auflösung der Kamera, Größen des Schmelzbades im Bereich weniger Prozente der gesamten Bildfläche auftreten. Aus durchgeführten Referenzmessungen an Schwarzkörperstrahlern kann in der gleichen Größenordnung eine Abweichung der Strahlungswerte im zweistelligen Prozentbereich festgestellt werden. Daher ist in diesem Anwendungsfall der dadurch verursachte Fehler nicht zu vernachlässigen, weshalb auf Basis der Referenzmessungen eine Methode entwickelt wurde, um in Abhängigkeit der Größe des Objektes einen Faktor zur Kompensation des Size-of-Source Effektes zu berechnen. In diesem Beitrag werden erste Ergebnisse dieser im Rahmen des DFG Projektes QT-LPA (Nr. 516965606) durchgeführten Arbeiten präsentiert. T2 - DGZfP Jahrestagung 2025 CY - Berlin, Germany DA - 26.05.2025 KW - SSE KW - Thermografie KW - Size of source Effect PY - 2025 AN - OPUS4-65651 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hilberg, Alec T1 - Multispektrale Thermografie zur quantitativen Temperaturbestimmung im DED-LB/M Prozess N2 - Additive Fertigungsverfahren bieten konstruktive Freiheiten, die mit konventionellen Herstellungsverfahren nur schwer zu realisieren sind. Durch die Möglichkeit hochkomplexe Bauteile aus Metall fertigen zu können, stellt die additive Fertigung in vielen Industriezweigen eine vielversprechende Fertigungsalternative da. Allerdings treten prozessbedingt hohe Temperaturgradienten und schnelle Phasenumwandlungen auf, die maßgeblich entscheidend für die Mikrostruktur und die Bildung von internen Spannungen, Rissen und weiteren Defekten sind. Diese Effekte wirken sich direkt auf die mechanischen Eigenschaften der gefertigten Bauteile aus und verdeutlichen die Notwendigkeit einer zuverlässigen Bauteilprüfung. Dabei sind nachgelagerte Verfahren in der Regel zeit- und kostenaufwändig, weshalb die Anwendung von in-situ Verfahren zur Qualitätssicherung im Fokus diverser Forschungsprojekte steht. Die Thermografie erlaubt die orts- und zeitaufgelöste Messung der im Prozess auftretenden Temperaturfelder. Allerdings müssen die tatsächlich gemessenen digitalen Sensorwerte mittels geeigneter radiometrischer Modelle in Temperaturen umgewandelt werden. Da diese Modelle in der Regel auf Basis von Messungen an Schwarzkörperstrahlern kalibriert werden, kann dieses Vorgehen nur zufriedenstellende Werte liefern, sofern der Emissionsgrad des zu messenden Objektes bekannt ist. Während in statischen Anwendungen häufig ein konstanter Materialreferenzwert hinreichend befriedigende Ergebnisse liefert, ist man in der additiven Fertigung mit dem Problem konfrontiert, dass der Emissionsgrad lokal in kürzester Zeit starke Änderungen durchläuft. Beeinflusst wird dieser Effekt unter anderem durch Temperatur, Phasenzustand und Oberflächenzustand. Das hier vorgestellte Verfahren nutzt Referenzmessungen des Emissionsgrades in Abhängigkeit von Temperatur, Winkel und Phasenzustand, um in einem DED-LB/M-Prozess (auch Laser-Pulver-Auftragschweißen, LPA) sowohl den Emissionsgrad als auch die tatsächliche Temperatur orts- und zeitaufgelöst zu bestimmen. Grundlage hierfür sind multispektrale thermografische Messungen, bei denen (quasi-) synchron in acht unterschiedlichen Wellenlängenbereichen gemessen wird. In diesem Beitrag werden Ergebnisse der im Rahmen des DFG-Projektes QT-LPA (Nr. 516965606) durchgeführten Arbeiten präsentiert. T2 - Thermo25 CY - Garching bei München, Germany DA - 11.11.2025 KW - Thermografie KW - TES KW - Multispektral KW - DED-LB/M KW - Laserpulverauftragschweißen PY - 2025 AN - OPUS4-65652 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ziegler, Mathias A1 - Strobach, L. T1 - Infrarotreflektographie und Blitzthermographie zur Sichtbarmachung von historischen Farbschichten am Flugzeug Bücker Bü 181 Bestmann N2 - Die Geschichte eines Flugzeuges ist häufig von unterschiedlichen Nutzungsphasen geprägt. Zum Beispiel ist der Wechsel des Eigentümers eines Flugzeuges häufig mit umfassenden Veränderungen der Farbgebung und Kennzeichnung verbunden. Wenn ein Flugzeug in die Sammlung eines Museums aufgenommen wird, zeigt es entweder den letzten Einsatzzustand oder andere zu späteren Zeiten durchgeführte Reparaturen auf seiner Oberfläche. Oft befinden sich unterhalb dieser letzten äußeren Schicht, ältere Spuren der Nutzung. Um diese verdeckt liegenden Lackierungen sichtbar zu machen, können die Verfahren der Infrarotreflektographie und der aktiven Thermographie eingesetzt werden. Die Infrarotreflektographie wird häufig in der Gemälderestaurierung eingesetzt, um zum Beispiel Vorzeichnungen sichtbar zu machen. Die aus der industriellen zerstörungsfreien Prüfung bekannten Verfahren der aktiven Thermographie fanden bisher überwiegend im Bereich der Bauwerksuntersuchungen Anwendung. Erste Ergebnisse zu Farbuntersuchungen an historischen Flugzeugen mit den beiden Verfahren fanden am Deutschen Museum München in Zusammenarbeit mit der TU-München statt. Ein Projekt der HTW-Berlin mit der Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM) und dem Militärhistorischen Museum Flugplatz Berlin-Gatow greift diese Anwendungsidee auf und vergleicht beide Verfahren. Am Beispiel des Flugzeuges Bücker Bü 181 Bestmann können die Möglichkeiten, Grenzen und Potentiale der Technologien zum gegenwärtigen Entwicklungsstand verdeutlicht werden. T2 - Material Truth CY - Magdeburg, Germany DA - 04.03.2026 KW - Aktive Thermographie KW - Flugzeuggeschichte KW - Zerstörungsfreie Prüfung (ZfP) KW - Infrarotreflektographie PY - 2026 AN - OPUS4-65658 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -