TY - CONF A1 - Holtappels, Kai T1 - Wasserstoff - Energieträger der Zukunft N2 - Im Rahmen des internationalen Wissenschaftsfestivals, der Berlin Science Week 2021, hat die BAM in einem Beitrag das Kompetenzzentrum H2Safety@BAM, dessen Vision und die vier wissenschaftlichen Kompetenzfelder sowie den dort bearbeiteten Themen bzw. Projekten vorgestellt. T2 - Berlin Science Week 2021 CY - Berlin, Germany DA - 01.11.2021 KW - H2Safety@BAM KW - Materialeignung und -kompatibilität KW - Bauteilprüfung, -sicherheit und -zertifizierung KW - Prozess- und Anlagensicherheit KW - Sensorik, Analytik und Referenzmaterialien KW - Sicherheit KW - Vertrauen in Wasserstofftechnologien PY - 2021 AN - OPUS4-55136 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - BOOK A1 - Hahn, Oliver A1 - Oesterle, D. A1 - Bretz, S. A1 - Steger, Simon A1 - Stege, H. A1 - Dietemann, P. A1 - Baumer, U. ED - Hahn, Oliver ED - Oesterle, D. ED - Bretz, S. ED - Doil, Thorsten T1 - Hinter Glas gemalt - Geheimnisse einer Technik - Eine Ausstellung im Museum Penzberg – Sammlung Campendonk im Rahmen des Forschungsprojektes "Hinterglasmalerei als Technik der Klassischen Moderne 1905-1955" N2 - Mit der Bezeichnung Hinterglasmalerei wird allgemein der Begriff der Glasmalerei assoziiert. Auch wenn in beiden Fällen Glas das Trägermaterial ist, bezeichnet Hinterglasmalerei jedoch eine völlig andere Technik. Während bei der Glasmalerei die Farben auf den Bildträger eingebrannt werden, handelt es sich bei der Hinterglasmalerei um eine Kaltmalerei. Selbsttrocknende Farben werden auf die Rückseite der Glastafel aufgetragen, zuweilen wird die Malweise durch aufwendige Veredelungstechniken ergänzt. Mehr und mehr rückt diese Technik, die materialtechnologisch zwischen Tafelmalerei und Glasmalerei zu verorten ist, in den Blickwinkel einer interessierten Öffentlichkeit, wie dies eine zunehmende Anzahl verschiedener Ausstellungen zur Hinterglasmalerei belegen. Die vorliegende Publikation beschäftigt sich in erster Linie mit kunsttechnologischen und materialanalytischen Aspekten der Hinterglasmalerei und ermöglicht tiefe Einblicke in die künstlerische Arbeitsweise und in die Verwendung unterschiedlichster Materialien. T2 - Ausstellung Hinterglasmalerei CY - Penzberg, Germany DA - 19.12.2020 KW - Archäometrie KW - Hinterglasmalerei KW - Kunsttechnologie KW - Zerstörungsfreie Prüfung PY - 2021 SN - 2567-1251 VL - 2 SP - VII EP - 103 PB - Druckerei G. Bohm CY - Berlin AN - OPUS4-55155 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Das, Chayanika A1 - Kastania, Eleni A1 - Witt, Julia A1 - Özcan Sandikcioglu, Özlem T1 - Corrosion protection properties of poly(4-vinyl pyridine) containing multilayer polymeric coatings on magnesium alloy AZ31 N2 - The aim of this study is to develop polymeric thin films for corrosion protection of magnesium alloy AZ31. As polymer matrix, poly(4-vinyl pyridine) (P4VP) is selected due to its semiconducting properties and protonic conductivity. Polyacrylic acid is tested as crosslinking layers to improve interfacial adhesion. The macroscopic corrosion properties of the multilayer coatings are investigated by means of electrochemical methods, such as linear sweep voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy (EIS), in corrosive media simulating technical and biomedical applications. It is demonstrated that thin multilayer coatings can suppress the corrosion rates of magnesium alloys. To our best knowledge, this is the first demonstration of the use of P4VP as a conducting polymer film with protonic conductivity for corrosion protection of magnesium alloys. KW - Multilayercoatings KW - AZ31 KW - Corrosion protection KW - Intrinsically conducting polymers KW - Magnesium alloys PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-551799 DO - https://doi.org/10.1002/maco.202112708 SN - 0947-5117 VL - 73 IS - 3 SP - 427 EP - 435 PB - Wiley VHC-Verlag AN - OPUS4-55179 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Zvereva, V.V. A1 - Asanov, I.P. A1 - Yusenko, Kirill A1 - Zadesenec, A.V. A1 - Plyusnin, P.E. A1 - Gerasimov, E.Yu. A1 - Maksimovskiy, E.A. A1 - Korenev, S.V. A1 - Asanova, T.I. T1 - Local atomic and electronic structure of Pt‑Os nanoplates and nanofbers derived from the single‑source precursor (NH4)2[Pt0.5Os0.5Cl6] N2 - Abstract Nowadays, Pt-Os binary systems are mainly considered as catalysts and electrocatalysts, but the role of Os in these processes is still poorly understood. The electronic structure of Pt-Os nanosystems remains a few studied as well. Using bimetallic (NH4)2[Pt0.5Os0.5Cl6] as a single-source precursor for preparing Pt-Os nanoalloy through the thermal decomposition in hydrogen and inert atmospheres, the relation of morphology, atomic ordering, and electronic structure of Pt-Os nanoalloy was examined by in situ Quick XAFS, XPS, PXRD, SEM, and HRTEM techniques. Being the only variable parameter, the decomposition atmosphere was found to govern the morphology of the Pt-Os nanoalloy and change the atomic ordering (alloying extent), which involves a change in the electronic structure. In a hydrogen atmosphere, the nanofibers (NFs) (ø ~ 5–6 nm) with the atomic ordering Oscore&Pt-richshell were observed to form; in a nitrogen atmosphere, thin nanoplates (NPLs) (~ 12 nm) with the atomic architecture Os-richcore&Ptrichshell were found out. The depletion in the Os 5d5/2 and Pt 5d5/2,3/2 states was revealed for Pt-Os nanoalloys. This unusual result disagrees with the known d-band theory and indicates that there is a gain of non-d conduction electron counts at one or both sites. Mixed conductivity may exist in such Pt-Os nanoalloy that may be responsible for a manifestation of new physical properties of this binary system . KW - Bimetallic alloy KW - Nanoalloy KW - Synchrotron radiation KW - XAFS KW - Electronic structure KW - Alloy morphology PY - 2021 DO - https://doi.org/10.1007/s11051-021-05378-z SN - 1388-0764 VL - 24 IS - 1 SP - 1 EP - 23 PB - Springer AN - OPUS4-55347 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Jiang, C. A1 - Xie, G. A1 - Wu, Dejian A1 - Yan, T. A1 - Chen, S. A1 - Zhao, P. A1 - Wu, Z. A1 - Li, W. T1 - Experimental investigation on an energy-efficient floor heating system with intelligent control: A case study in Chengdu, China N2 - The space heating system accounts for 20%~50% of building energy consumption, and may lead to energy waste due to unreasonable controls. In this study, an energy-efficient floor heating system with intelligent control was proposed to improve energy efficiency of the system. In order to validate the concept of the proposed intelligent control, an experimental system was designed and constructed in Chengdu, China. Temperature, control cycle and energy consumption were then studied under different control strategies. The result shows that a larger flow rate of supply water will result in a longer control cycle and a lower control frequency, i.e., the average control cycle at 7 L min−1 is 1.7 h during the test day, while it is 1.5 h at 5 L min−1. Moreover, adopting water with a higher temperature and flow rate could achieve a higher efficiency of the system. The energy consumptions in case 1 (5 L min−1, 50 °C), case 2 (5 L min−1, 55 °C), case 5 (7 L min−1, 55 °C) and case 6 (7 L min−1, 60 °C) are 4746 kJ, 3534 kJ, 3093 kJ and 3028 kJ, respectively. Based on the experimental data, the supply water temperature is suggested to set lower than 60 °C considering human comfort. KW - Floor heating KW - Intelligent control KW - Experimental KW - Energy consumption KW - Control strategy PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-550522 DO - https://doi.org/10.1016/j.csite.2021.101094 SN - 2214-157X VL - 26 SP - 1 EP - 14 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-55052 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Song, Z. A1 - He, T. A1 - Li, M. A1 - Wu, Dejian A1 - You, F. T1 - Self-sustaining smoldering as a novel disposal approach for food waste with high moisture content N2 - This work aims to explore the self-sustaining smoldering treatment (SSST) for the destruction of food waste. The food waste used in this work mainly consists of cereal, vegetable, and meat. To examine the processing procedures and parameters, three experimental groups (raw food waste, food-waste paste and food-waste paste blended with anthracite) and five variables (moisture content, sand size, sand-to-food waste ratio, air flow and food waste-to-coal ratio) were extensively investigated. Results show that raw food waste with 40% moisture content can be disposed by SSST with the mass destruction ratio over 90%. However, the robustness of SSST for raw food waste is constrained by the heterogeneous issue due to a variety of components and sizes of food waste. This issue is addressed through stir pre-processing of raw food waste as food-waste paste. The robustness of SSST for food waste is significantly further enhanced only if a slight mass fraction of anthracite (<20% of raw food waste) is supplemented. This provides an alternative solution for employing SSST for raw food waste with very high moisture content. KW - Food waste KW - Waste disposal KW - Smoldering combustion KW - Self-sustaining propagation PY - 2021 DO - https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2021.107144 SN - 0078-3820 VL - 228 SP - 1 EP - 10 PB - Elsevier B.V. AN - OPUS4-55053 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Xie, Y. A1 - Lv, N. A1 - Wang, X. A1 - Wu, Dejian A1 - Wang, S. T1 - Thermal and fire characteristics of hydrogen jet flames in the tunnel at longitudinal ventilation strategies N2 - Hydrogen leakage of vehicles in the tunnel is a great threat to the safety operation of the tunnel and longitudinal ventilation strategies have always been utilized to control the fire and smoke movement of rail transit, electric and fossil-fueled vehicles in the engineering field. It is in doubt whether the longitudinal ventilation strategy could still help to reduce the jet fire hazard of transportation with H2 power in the tunnel, considering the rapid development of the hydrogen energy. In present work, a numerical research on effects of longitudinal ventilation strategies on hydrogen jet flames in the tunnel is conducted. The results illustrate that longitudinal ventilation could affect the flame characteristics of jet flames greatly in the tunnel. The critical ventilation velocity increases firstly with the increase of hydrogen leakage rates and then changes little after a critical value. The predicted theoretical model of pool fires could well predict the critical ventilation velocity for hydrogen jet fires. With the increase of longitudinal ventilation velocity, maximum ceiling temperatures are decreased greatly. According to the heat releases, jet speeds and ventilation velocities, three kinds of flame bending characteristics of hydrogen jet fire could be observed due to different effects of the inertial force. At last, the stable thermal stratification could also be destroyed by large ventilation velocities but the corresponding ventilation velocity is far larger than the critical ventilation one. With the increase of longitudinal ventilation velocities, the height of thermal layer is reduced firstly and then maintained at a constant value. KW - Hydrogen leakage KW - Tunnel KW - Jet flame KW - Longitudinal ventilation PY - 2021 DO - https://doi.org/10.1016/j.fuel.2021.121659 SN - 0016-2361 VL - 306 SP - 1 EP - 12 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-55054 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Wang, S. A1 - Cai, Y. A1 - Guo, H. A1 - Wu, Dejian A1 - Xie, Y. T1 - Effect of fuel concentration, inert gas dilutions, inert gas–water mist twin fluid medium dilutions, and end boundary condition on overpressure transients of premixed fuel vapor explosion N2 - A series of experiments were conducted in a 10L closed and vented tube with L/D = 10.0, and effects of initial fuel volume concentration, inert gas dilutions (diluted by N2 and CO2), inert gas–water mist twin fluid medium dilutions (diluted by N2-H2O twin fluid medium, CO2-H2O twin fluid medium) and end boundary conditions on overpressure transients of hydrocarbon fuel–air mixtures explosion were revealed. Results show that the overpressure-time profiles consistent with the dynamic evolution law of ‘approximately zero-1st overpressure rising stage-2nd overpressure rising stage-descending stage’, and ‘rate of overpressure rise-time’ curves exhibit the characteristics of multi-stages and multi-peaks, such as (dp/dt)(1,max), (dp/dt)(1,min), (dp/dt)(2,max) and (dp/dt)(2,min). Specifically, as the fuel volume concentration increased, both the maximum overpressures (pmax), and the maximum rates of overpressure rise ((dp/dt)(1,max) and (dp/dt)(2,max)) show a variation trend of increasing firstly and then decreasing, while the corresponding times (tmax, θ(1,max) , θ(2,max)) show a total different variation trend. Moreover, when YCH is lower than 1.88%, the value of (dp/dt)(1,max) is greater than (dp/dt)(2,max), while the value of (dp/dt)(1,max) was less than (dp/dt)(2,max), and when YCH was higher than 1.88%. The addition of N2 and CO2 can obviously inhibit the explosion intensity of hydrocarbon fuel, and the inhibition effect of CO2 is better than that of N2. Due to the synergy inhibition effect of the inert gas and ultrafine water mist, all the values of pmax, (dp/dt)(1,max) and (dp/dt)(2,max) diluted by inert gas-ultrafine water mist twin fluid medium were smaller than those diluted by sole inert gases. In addition, there are significant differences in the overpressure-time and the rate of overpressure rise-time profiles between closed and end venting explosions. The values of maximum overpressure and the rates of overpressure rise of the closed explosion were higher than those of the venting explosion, but the minimum rate of overpressure rise is a smaller one. KW - Premixed fuel vapour KW - Overpressure transients KW - Inert gas KW - Diluent additions KW - Twin fluid medium KW - Venting boundary condition PY - 2021 DO - https://doi.org/10.1016/j.fuel.2021.122083 SN - 0016-2361 VL - 309 SP - 1 EP - 16 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-55055 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Huang, P. A1 - Ye, S. A1 - Qin, L. A1 - Huang, Y. A1 - Yang, J. A1 - Yu, L. A1 - Wu, Dejian T1 - Experimental study on the maximum excess ceiling gas temperature generated by horizontal cable tray fires in urban utility tunnels N2 - Safety concerns on cable tray fires in urban utility tunnels, which may further trigger huge casualties, ceiling structure damages, power failures and other domino effects, attract increasing attention in recent years. Determining the maximum excess ceiling gas temperature (MECT) induced by cable tray fires in urban utility tunnels is crucial to evaluate the fire risks. A series of one-layer horizontal cable tray fire experiments to explore the MECT were carried out in a large-scale utility tunnel without mechanical ventilations. The number of cables on the tray was varied from 8 to 18 in the experiments. The experimental results showed that the cable tray fire burning could be divided into three distinct stages, including ignition, self-sustaining and decaying stages. In the self-sustaining combustion stage, the cable tray was found to burn relatively steady. The mean MECT was also investigated since it represents one of the main characteristics of the cable tray fire. By redefining two parameters (the heat release rate and the effective ceiling height) in three classical MECT models proposed originally based on pool-fire, these three models could be extended to be able to predict the mean MECT generated from the cable tray fire (solid combustible) within 20% deviations. Consequently, two novel models were respectively proposed to predict the mean MECT at the self-sustaining burning period and the instantaneous MECT of one-layer horizontal cable tray fire in utility tunnel, which would be useful in the field of fire protection engineering. KW - Urban utility tunnel KW - Cable tray fire KW - MECT KW - Heat release rate KW - Tunnel fire PY - 2021 DO - https://doi.org/10.1016/j.ijthermalsci.2021.107341 SN - 1290-0729 VL - 172, Part B SP - 1 EP - 10 PB - Elsevier Masson SAS AN - OPUS4-55056 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Engelking, Lorenz A1 - Eissel, A. A1 - Schröpfer, Dirk A1 - Treutler, K. A1 - Kannengießer, Thomas A1 - Wesling, V. T1 - Untersuchungsmethoden beim Fräsen additiv gefertigter schwer spanbarer Co Cr Legierungen N2 - Für den Anlagenbau werden hochbelastete Komponenten aus Co-Cr-Legierungen hergestellt. Dabei ist die Zerspanung so herausfordernd, dass additive Fertigungsschritte oft wirtschaftlicher sind. Diese bedingen aber vorwiegende heterogene, anisotrope Gefüge und Eigenschaften und bei nachfolgender Fräsbearbeitung unstetige Zerspankräfte und instabile Spanvorgänge. Hierbei können hybride Zerspanprozesse helfen, hohe Belastungen für Werkzeug und Werkstückoberfläche zu minimieren. Diesbezügliche Charakterisierungen erfordern speziell adaptierte Zerspanungsanalysen. Anhand eines Anwendungsbeispiels, bei dem eine Modifikation der Ausgangslegierung mit 1 % Hf erfolgte, wird die Wechselwirkung zwischen Gefügemorphologie und Fräsprozess dargestellt, der konventionelle mit einem hybriden ultraschallunterstützten Fräsprozess verglichen und die Charakterisierung des Werkzeugverschleißes anhand zweier verschiedener Fräser betrachtet. Analysen auftretender Prozesskräfte mittels Piezo-Mehrkomponenten-Dynamometer, der Werkzeugoszillation mittels Laser-Vibrometer und zusätzliche In-situ-Temperaturmessungen der Werkzeugschneiden mittels Highspeed-Pyrometer bilden den Kern der neuen Zerspanungsprüftechik. Die vorgestellten Untersuchungsmethoden bilden die Vorgänge bei der Zerspanung additiv gefertigter Werkstoffe detailliert und reproduzierbar ab. Sowohl Legierungsmodifikation als auch hybride Prozessbedingungen lassen gezielte Einflüsse zur deutlichen Verbesserung der Zerspanungssituation zu. T2 - Tagung Werkstoffprüfung 2021 CY - Online meeting DA - 02.12.2021 KW - Legierungsmodifikation KW - Ultraschallunterstütztes Fräsen KW - Plasma-Pulver-Auftragschweißen KW - Additive Fertigung KW - Co-Cr-Legierung PY - 2021 AN - OPUS4-54903 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ewert, U. A1 - Jaenisch, Gerd-Rüdiger A1 - Schumacher, David A1 - Zscherpel, U. A1 - Deresch, A. A1 - Bircher, B. A1 - Meli, F. T1 - Schnelle Messung und tomographische Rekonstruktion von Brennflecken < 5 μm durch Aufnahmen strukturierter Prüfkörper N2 - Im Europäischen EMPIR-Projekt „NanoXSpot“ (Measurement of the focal spot size of Xray tubes with spot sizes down to 100 nm) werden neue Messmethoden für Brennflecke von Röntgenröhren entwickelt. Teil des Projektes ist die Entwicklung eines zur Lochkameramethode äquivalenten Messverfahrens für kleine Brennflecke. ASTM E 1165-20, Annex A, beschreibt die Bestimmung von Brennfleckgrößen aus Kantenprofilen von Lochaufnahmen für Röntgenröhren mit Brennflecken > 50 μm. Es wurde bereits vorgeschlagen über die Analyse der richtungsabhängigen Kantenunschärfe einer Lochblende und anschließender CT-Rekonstruktion die Intensitätsverteilung des Brennflecks äquivalent zur Lochkameraaufnahme zu berechnen. Die Lochkameramethode, wie in EN 12543-2 und ASTM E 1165-20 beschrieben, ist im unteren Größenbereich für Mikrofokusröhren nicht geeignet, da Pinholes < 10 μm schwer zu fertigen sind und lange Belichtungszeiten erwartet werden. Mit Hilfe exakt gefertigter Lochblenden sowie strukturierter Targets mit konvergierenden Strukturen wird der Bereich mit der Single-Shot-CT-Methode auf die Messung von Mikrofokusröhren, alternativ zur Vermessung von Kanten oder Strichgruppenkörpern, erweitert. Die rekonstruierten Brennfleckformen werden mit Kantenund Lochkameraaufnahmen quantitativ verglichen, um die Messgenauigkeit zu bewerten. Außerdem werden CNR und Messzeit bestimmt, um die Wirtschaftlichkeit der Verfahren zu bewerten. T2 - DGZfP-Jahrestagung CY - Online meeting DA - 10.05.2021 KW - Röntgenröhre KW - Brennfleckmessung KW - Prüfkörper KW - Rekonstruktion PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-561846 SP - 1 EP - 2 AN - OPUS4-56184 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Andresen, Elina A1 - Resch-Genger, Ute A1 - Würth, Christian A1 - Prinz, Carsten T1 - Optical Stability Studies of Hexagonal Upconverting Nanocrystals and Development of Monitoring Tools N2 - We demonstrate the potential of time-resolved luminesence spectroscopy for the straightforward assessment and in situ monitoring of the stabilty of UCNPs. Different analytical methods were used to assess the dissolution behaviour of UCNPs in varuous media. Potentiometric and optical data were correlated to develop a new non-invasive monitoring tool for particle dissolution T2 - UPCONline CY - Online meeting DA - 06.04.2021 KW - Dissolution KW - Nanomaterial KW - Upconversion nanoparticle KW - Lanthanide KW - Photoluminescence PY - 2021 AN - OPUS4-56230 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Andresen, Elina A1 - Resch-Genger, Ute A1 - Würth, Christian A1 - Prinz, Carsten T1 - Assessing dissolution of upconverting nanoparticles by TEM, EDXS, potentiometry and fluorometry N2 - Inorganic lanthanide-doped upconversion nanoparticles (UCNP) constitute an emerging class of near-infrared (NIR)-excitable luminescent reporters for bioimaging, fluorescence assays, sensors in bioanalysis, and optical thermometry as well as phosphors for photovoltaic and security applications.1 However, the use of UCNPs in bioimaging and cellular studies requires biocompatible particles. One possible cause of UCNP toxicity is the release of potentially harmful fluoride fluoride and lanthanide ions as revealed by dilution studies in aqueous environments, particularly under high dilution conditions.2-5 To address this issue, suitable surface coatings preventing such effects in combination with fast screening methods suited for online in situ analysis are desired. Here we present a systematic study of differently sized β-NaYF4:Yb,Er nanocrystals stabilized with different surface coatings and different hydrophilic ligands varying in binding strength to the surface atoms in various aqueous environments at different temperatures. T2 - E-MRS Fall Meeting 2021 CY - Online meeting DA - 20.09.2021 KW - Dissolution KW - Nanomaterial KW - Upconversion nanoparticle KW - Lanthanide KW - Photoluminescence PY - 2021 AN - OPUS4-56231 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schnur, C. A1 - Moll, J. A1 - Lugovtsova, Yevgeniya A1 - Schütze, A. A1 - Schneider, T. T1 - Explainable machine learning for damage detection - In carbon fiber composite plates under varying temperature conditions N2 - Understanding on how a machine learning model interprets data is a crucial step to verify its reliability and avoid overfitting. While the focus of the scientific community is nowadays orientated towards deep learning approaches, which are considered as black box approaches, this work presents a toolbox that is based on complementary methods of feature extraction and selection, where the classification decisions of the model are transparent and can be physically interpreted. On the example of guided wave benchmark data from the open guided waves platform, where delamination defects were simulated at multiple positions on a carbon fiber reinforced plastic plate under varying temperature conditions, the authors could identify suitable frequencies for further investigations and experiments. Furthermore, the authors presented a realistic validation scenario which ensures that the machine learning model learns global damage characteristics rather than position specific characteristics. T2 - 48th Annual Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation CY - Online meeting DA - 28.07.2021 KW - Explainable machine learning KW - Guided waves KW - Damage detection KW - Structural health monitoring KW - Composite structures PY - 2021 SN - 978-0-7918-8552-9 DO - https://doi.org/10.1115/QNDE2021-75215 SP - 1 EP - 6 PB - American Society of Mechanical Engineers (ASME) CY - New York, NY AN - OPUS4-54219 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Rockland, Ulrike T1 - EPREL – eine Herausforderung? N2 - Der Vortrag fasst den derzeitigen Entwicklungsstand der europäischen Produktdatenbank EPREL für energieverbrauchsrelevante Produkte mit Fokus auf Leuchtmitteln zusammen. T2 - Mitgliederversammlung des Arbeitgeberverbands Leuchten- und Zubehör-Industrie (VLZ) CY - Online meeting DA - 15.09.2021 KW - EPREL-Produktdatenbank KW - EU-Energielabel KW - Energieverbrauchskennzeichnung PY - 2021 AN - OPUS4-54803 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Nehrig, Marko A1 - Scheidemann, Robert A1 - Wille, Frank A1 - Ballheimer, Viktor T1 - Investigation of the internal impact during a 9 m drop test of an accident-safe waste package N2 - The safety assessment of packages for the transport of radioactive material follows the IAEA regulations and guidance. The specified regulatory tests cover severe accidents and demonstrate the package containment system integrity. Special attention must be drawn to the behaviour of the content which could move inside the package due to unpreventable gaps caused by the loading procedure and the structure of the content. A possible internal impact of the content which occurs during the drop tests onto the lid system is investigated. The IAEA regulations SSR-6 and the Guidance SSG-26, revised recently, consider input from Germany and France related to the significance of internal gaps. In the context of a waste package design assessment, a model was equipped with a representative content to conduct a drop test with an internal impact. The weight and kinetic impact of this content covered all possible real contents. The objective of the test was to maximize the load onto the lid system and to prove the mechanical integrity by complying with the required leak tightness. The test was conducted conservatively at a package temperature lower than -40 °C at the BAM Test Site Technical Safety. This paper gives an overview of efforts to address internal gaps and their consequences, and the BAM efforts with the implementation of this topic into IAEA regulations and guidance material. The paper then focuses on the conduction of a drop test and investigation of internal component impact. T2 - ASME 2021 Pressure Vessels & Piping Conference (PVP2021) CY - Online meeting DA - 13.07.2021 KW - Internal gaps KW - Drop test KW - IAEA PY - 2021 SN - 978-0-7918-8535-2 DO - https://doi.org/10.1115/PVP2021-60996 SP - 1 EP - 6 PB - American Society of Mechanical Engineers (ASME) CY - New York, NY, USA AN - OPUS4-54742 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Nehrig, Marko A1 - Scheidemann, Robert A1 - Wille, Frank A1 - Ballheimer, Viktor T1 - Investigation of the internal impact during a 9 m drop test of an accident-safe waste package N2 - The safety assessment of packages for the transport of radioactive material follows the IAEA regulations and guidance. The specified regulatory tests cover severe accidents and demonstrate the package containment system integrity. Special attention must be drawn to the behaviour of the content which could move inside the package due to unpreventable gaps caused by the loading procedure and the structure of the content. A possible internal impact of the content which occurs during the drop tests onto the lid system is investigated. The IAEA regulations SSR-6 and the Guidance SSG-26, revised recently, consider input from Germany and France related to the significance of internal gaps. In the context of a waste package design assessment, a model was equipped with a representative content to conduct a drop test with an internal impact. The weight and kinetic impact of this content covered all possible real contents. The objective of the test was to maximize the load onto the lid system and to prove the mechanical integrity by complying with the required leak tightness. The test was conducted conservatively at a package temperature lower than -40 °C at the BAM Test Site Technical Safety. This paper gives an overview of efforts to address internal gaps and their consequences, and the BAM efforts with the implementation of this topic into IAEA regulations and guidance material. The paper then focuses on the conduction of a drop test and investigation of internal component impact. T2 - ASME 2021 Pressure Vessels & Piping Conference (PVP2021) CY - Online meeting DA - 13.07.2021 KW - Drop test KW - Internal gaps KW - IAEA PY - 2021 AN - OPUS4-54744 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Weise, Frank A1 - Werner, D. A1 - Maier, Bärbel A1 - Wilsch, Gerd T1 - Schadenskategoriespezifische Bewertung von AKR-Prüfverfahren T1 - Evaluation of ASR testing methods in relation to specific damage categories N2 - Ausgehend von den verstärkt auftretenden AKR-Schäden an den vor 2005 hergestellten BAB-Abschnitten verfolgte das Forschungsvorhaben zwei Ziele. So sollte einerseits die Ursache für die mit der AKR-Schadensentwicklung einhergehende Dunkelfärbung der Oberfläche der Betonfahrbahndecke im Fugenbereich ermittelt werden. Andererseits galt es, ausgehend von der Zustands- und Schadenserfassung das AKR-Restschädigungspotenzial der Prüfkörper aus je drei ein- und zweischichtig ausgeführten, unterschiedlich stark AKR-geschädigten BAB-Abschnitten vergleichend zu bewerten. Folgende Ergebnisse wurden u. a. erzielt: 1. Dunkelfärbung Experimenteller Nachweis mit kombinierter insitu- Feuchtemessung mit Radar (integral) und NMR (tiefenaufgelöst), dass Dunkelfärbung der Oberfläche der Betonfahrbahndecke im Fugenbereich auf eine erhöhte Durchfeuchtung der Betonrandzone zurückzuführen ist; erfolgreiche Validierung der ZfP-Ergebnisse mit Darr-Wäge-Versuch. 2. Zustand beprobter BAB-Abschnitte und schadenskategoriespezifische Bewertung der AKR-Prüfverfahren: • Auffinden von Horizontalrissen im Bereich der Querscheinfuge bei allen AKR-geschädigten BAB-Abschnitten, • Ermittlung mittlerer Eindringtiefen bei Natrium von maximal 20 bis 45 mm und bei Chlorid von maximal 15 bis 60 mm im Entnahmezustand; keine Korrelation mit der AKR-Schadenskategorie des jeweiligen BAB-Abschnitts, • Nachweis gleichzeitig auftretender SEB bei allen AKR-geschädigten BAB-Abschnitten im Entnahmezustand, • keine signifikante Verminderung der Spaltzugfestigkeit durch die verstärkte AKR am Plattenrand, • Ermittlung eines erhöhten AKR-Restschädigungspotenzials bei vier der sechs beprobten BAB-Abschnitte primär mittels AKR-erformanceprüfungen, • Ermittlung höherer Dehnungen bei Performanceprüfungen aus Ober- und Unterbeton bestehenden Halbschalen, als an separat aus Ober- und Unterbeton gewonnenen Prismen, • Unauffälliges Verhalten nahezu aller bei der Performanceprüfung auffälligen Bestandsbetone im 40°C- und 60°C-Betonversuch; vermutete Ursache: mit LIBS nachgewiesene hohe und tiefreichende Auslaugung der Alkalien. N2 - Our research project had two aims in addressing the increased occurrence of ASR damage on German motorway sections built before 2005: firstly, to establish the cause of the darker discolouration around the joints of concrete road surface that occurs in conjunction with ASR damage. Secondly, based on the status and damage report, it aimed to comparatively evaluate the residual ASR damage potential of test samples from three federal motorway sections of one-layer and three of twolayer pavement, showing different levels of ASR damage. We obtained the following results (among others): 1. Dark discolouration Experimental evidence using non-destructive testing methods showing that dark discolouration of concrete road surfaces near joints is due to increased moisture in the concrete boundary zone: NDT findings successfully validated by weighing and drying test. 2. Condition of sampled motorway sections and evaluation of ASR test methods used: • discovery of horizontal cracks located near transverse contraction joint in all motorway sections with ASR damage, • determination of maximum mean penetration depth of sodium from 20 to 45 mm and of chloride from 15 to 60 mm in sample as extracted; no correlation with the ASR damage category of the relevant motorway section, • evidence of simultaneous occurrence of DEF on all ASR-damaged motorway sections in sample as extracted, • no significant reduction of splitting tensile strength due to increased ASR at slab edge, • increased ASR residual damage potential found on four of the six motorway sections tested primarily with ASR performance tests, • increased expansion found during performance tests on half shells consisting of upper and lower concrete compared to prisms taken separately from upper and lower concrete, • 40°C and 60°C concrete prism tests revealed no noticeable reactions in almost all existing concrete types that showed irregularities in the performance test. Suggested cause: high and deep levels of alkali leaching determined by LIBS. KW - NMR-Relaxometrie KW - Alkali-Kieselsäure-Reaktion KW - Betonfahrbahndecke KW - AKR-Betonversuche KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Radar PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:opus-bast-24661 UR - https://bast.opus.hbz-nrw.de/frontdoor/index/index/docId/2466 SN - 978-3-95606-543-9 SN - 0943-9323 VL - S 145 SP - 1 EP - 60 PB - Fachverlag NW in der Carl Ed. Schünemann KG CY - Bremen AN - OPUS4-54748 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Harrer, Andrea T1 - Energieverbrauchskennzeichnung für Lichtquellen die neuen Regeln und ihre Auswirkungen auf die Leuchtenindustrie N2 - Seit dem 1. September 2021 gelten zwei neue europäische Verordnungen für Lichtquellen, welche deren umweltgerechte Gestaltung und ihre Energieverbrauchkennzeichnung regeln. In diesem Vortrag werden die neuen Anforderungen und ihre Auswirkungen auf die Leuchtenindustrie erläutert. T2 - Mitgliederversammlung des Arbeitgeberverbands Leuchten- und Zubehör-Industrie (VLZ) e.V. CY - Online meeting DA - 15.09.2021 KW - Ökodesign KW - Energieverbrauchskennzeichnung KW - Beleuchtung PY - 2021 AN - OPUS4-54723 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Weise, Frank A1 - Oesch, T. A1 - Wilsch, Gerd A1 - Sigmund, S. A1 - Hünger, K.-J. A1 - Kositz, M. T1 - Analyse des gefügeabhängigen Löslichkeitsverhaltens potenziell AKR-empfindlicher Gesteinskörnungen T1 - Analysis of the microstructure depending solubility behavior of potential ASR sensitive aggregates N2 - Das gefügeabhängige Löslichkeitsverhalten wurde an folgenden vier Gesteinskörnungen unterschiedlicher Alkaliempfindlichkeitsklassen untersucht: • GK1 (EIII-S): quarzreicher Kies • GK2 (EIII-S): Grauwacke (Splitt) • GK3 (EI-S): Quarz-Feldspat-Porphyr (Splitt) • GK4 (EI-S): sandsteinreicher Kies DiePorenstrukturanalyse erfolgte sowohl an Einzelkörnern mittels vergleichender 3D-CT und BET- Untersuchungen als auch an Korngemengen der einzelnen Kornfraktionen (außer Fraktion 16/22 mm) über die Wasseraufnahme und mit BET. Für die Visualisierung und Quantifizierung der von außen zugänglichen Oberflächenanteile der Einzelkörner wurde ein Softwaretool entwickelt, erprobt und erfolgreich angewandt. Es gelang so u.a. den Nachweis zu erbringen, dass die gebrochenen Einzelkörner der Grauwacke und des Rhyoliths einen deutlich geringeren von außen zugänglichen Oberflächenanteil als die gleichartigen Gesteinskörner aus dem Kies besitzen. Aufgrund der limitierten Ortsauflösung der 3D-CT von 11 bis 16,5 μm wurde mit BET eine um drei Zehnerpotenzen höhere spezifische Oberfläche ermittelt. Zu den Porositätsuntersuchungen an den Korngemengen sei angemerkt, dass zum Teil gegenläufige Trends zwischen offener Porosität und spezifischer Oberfläche festgestellt wurden. Dieses ist beim Bezug des bei den Löseversuchen in 0,1 M KOH mit definierter NaCl-Zugabe aus der Gesteinskörnung gelösten SiO2 und Al2O3 von zentraler Bedeutung. Bei den Löseversuchen an den fraktionsspezifischen Korngemengen selbst zeigte sich, dass die stufenweise Erhöhung des NaCl-Gehalts von 0 auf 10 M.-% im Eluat eine erhöhte SiO2-Löslichkeit und eine verminderte Auslaugung von Al2O3 zur Folge hat. Auffallend war hierbei, dass die Al2O3-Löslichkeit bei GK4 ohne und mit geringer NaCl-Zugabe die mit Abstand höchsten Werte annimmt. Bei den zusätzlich durchgeführten Löseversuchen an den tomografierten Einzelkörnern in 1 M KOH-Lösung mit Zugabe von 1 M.-% NaCl zeigte sich, dass nur vereinzelt bei den untersuchten Gesteinsarten eine Korrelation zwischen dem SiO2- bzw. Al2O3-Gehalt im Eluat und der absoluten BET-Oberfläche nachweisbar ist. Dies ist vermutlich darauf zurückzuführen, dass neben der Oberfläche weitere Parameter (z.B. die mineralogische Zusammensetzung der Einzelkörner) das Löseverhalten maßgebend beeinflussen. Bei den parallel zu den Löseversuchen durchgeführten Betonversuchen nach dem ARS 04/2013 zeigte sich, dass die Alkaliempfindlichkeit der GK4 bei beiden Betonversuchen mit Alkalizufuhr unterschiedlich zu bewerten ist. So ist unabhängig von der vorgegebenen pessimalen Betonrezeptur des Fahrbahndeckenbetons ausschließlich bei der Klimawechsellagerung die GK4 als alkaliempfindlich einzustufen. Allerdings konnte der Befund der stark ausgeprägten AKR bei der GK4 mit der Dünnschliffmikroskopie nicht bestätigt werden. Analoges gilt für die Bewertung der Alkaliempfindlichkeit von GK2 mit den Betonversuchen nach der Alkalirichtlichtlinie des DAfStb. So ist auch hier die GK2 nicht im 60 °C-Betonversuch sondern ausschließlich im 40 °C-Betonversuch als alkaliempfindlich einzustufen. Dienach den verschiedenartigen Betonversuchen durchgeführten LIBS-Analysen am Vertikalschnitt der Prüfkörper zeigen, dass im Kernbereich nach dem 60 °C-Betonversuch mit 10 %iger NaCl-Lösung und nach der Klimawechsellagerung mit NaCl-Beaufschlagung annähernd gleich hohe Natrium- und Chloridgehalte vorgefunden werden. Wider Erwarten treten an den beaufschlagten Prüfflächen Abreicherungen von Natrium und Anreicherungen von Chlorid auf. Im 40°C- und 60 °C-Betonversuch wurde das Natrium bis in eine maximale Tiefe von ca. 30 mm bzw. 20 mm ausgelaugt. Die aufbauenden korrelativen Betrachtungen zwischen den Ergebnissen des 60°C Betonversuchs mit Alkalizufuhr und der Löseversuche an den fraktionsspezifischen Korngemengen in 1 M KOH-Lösung mit definierter NaCl-Zugabe sind durchaus vielversprechend. So zeigt sich beispielsweise beim Waschbeton, dass der fraktionsspezifisch gewichtete SiO2-Überschuss im Eluat nach 56 Tagen mit Zugabe von 0,5 M.-% NaCl ohne Bezug auf die BET-Oberfläche zur gleichen Einstufung der vier betrachteten Gesteinskörnungen wie bei den Dehnungen im 60 °C-Betonversuch mit 3 %-iger NaCl-Lösung führt. Außerdem korrelieren die im 60 °C-Betonversuch mit 10 %-iger NaCl-Lösung ermittelten Dehnungen mit dem gewichteten SiO2-Überschuss im Eluat bei Zugabe von 2 M.-% NaCl ohne Bezug auf die BET-Oberfläche. Ausschließlich bei den Betonversuchen nach der Alkali-Richtlinie erwies sich der Bezug des im Eluat ermittelten SiO2-Überschusses auf die BET-Oberfläche als zielführend. Aufgrund des Potenzials der Löseversuche mit NaCl-Zugabe für die Bewertung der Alkaliempfindlichkeit der Gesteinskörnung im Fahrbahndeckenbeton wird empfohlen, die vergleichenden Untersuchungen zwischen den Löseversuchen an Korngemischen der einzelnen Fraktionen und den Betonversuchen nach dem ARS 04/2013 mit einer möglichst hohen Anzahl an Gesteinskörnungen und einem präzisierten Untersuchungsumfang fortzuführen. N2 - The following four aggregates (GK) of varying grades of alkali sensitivity were examined for their microstructure-dependent solubility behavior: • GK1 (EIII-S) gravel with high quarz content • GK2 (EIII-S) greywacke (crushed stone) • GK3 (EI-S) quarz-feldspar-porphyry (crushed stone) • GK4 (EI-S) gravel with high sandstone content Pore structure analysis was carried out both on single grains using comparative 3D-CT and BET tests, and on grain samples of individual grain fractions (excluding the 16/22 mm fraction) using water absorption and BET. A software tool for visualizing and quantifying the externally accessible surfaces of single grains was developed, tested and successfully applied. This enabled us, among other things, to prove that single broken grains of greywacke and rhyolite have a much smaller externally accessible surface than grains of gravel of the same aggregate fraction. Due to the 3D-CT’s limited spatial resolution of 11 to 16.5 μm, BET was used to determine a two to three powers of ten higher specific surface. In relation to the porosity tests of the grain samples, it should be noted that in some cases, counterdirectional trends between open porosity and specific surface were determined. This is of central importance in relation to the SiO2 and Al2O3 dissolved from the aggregate in the solubility tests in 1 M KOH with defined addition of NaCl. The solubility tests on the grain samples of specific fractions showed that the gradual increase of the NaCl content in the eluate from 0 to 10 M.-% resulted in increased SiO2 solubility and reduced leaching of Al2O3. It was striking in this context that the solubility of Al2O3 in GK4 with no or little addition of NaCl gives by far the highest values. The additional solubility tests carried out on single grains, that were previously subjected to CT testing, in 1 M KOH solution with 1 M.-% added NaCl showed that in the types of aggregate examined, a correlation between the SiO2 and Al2O3 in eluate and the absolute BET surface is only occasionally demonstrable. This is probably due to the fact that solubility behavior is decisively influenced by other parameters in addition to the surface (e.g. by the mineralogical composition of individual grains). The concrete tests according to ARS 04/2013 carried out parallel to the solubility tests showed that GK4’s alkali sensitivity in both concrete tests with added alkali must be evaluated differently. For example, independent of the prescribed pessimal road surface concrete formula, GK4 can only be classified as alkali sensitive under cyclic storage. However petrographic microscopy could not confirm the findings of very marked ASR in GK4. The same applies to the evaluation of alkali sensitivity in GK2 with the concrete tests according to the German Committee for Structural Concrete (DAfStb)’s Alkali Guidelines. In this case too, GK2 should not be classified as alkali sensitive in 60 °C concrete testing, but only in 40 °C concrete testing. The LIBS analyses carried out on the vertical cross-section of the test specimens after the various concrete tests showed that almost equally high sodium and chloride levels were found in the core area after the 60 °C concrete prism test with 10 % NaCl solution and after cyclic storage with NaCl application. Contrary to expectations, the surfaces of samples after NaCl application showed a decrease in sodium and an increase in chloride. In the 40°C and 60°C concrete prism tests, sodium was depleted up to a maximum depth of approx. 30 mm and 20 mm respectively. Subsequent correlative observations between the findings of the 60°C concrete prism test with alkali application, and the solubility tests on the samples of specific grain fractions in 1 M KOH solution with defined NaCl addition, are very promising. In the case of exposed aggregate concrete, for example, the fraction-specific weighted excess SiO2 to in the eluate after 56 days with added 0.5 M.-% NaCl unrelated to the BET surface results in the same classification of the four aggregates examined as the expansions in the 60 °C concrete prism test with 3% NaCl solution. In addition, the expansions found in the 60 °C concrete prism test with 10% NaCl solution correlated with the weighted excess SiO2 in eluate with added 2 M.-% NaCl without relation to the BET surface. Only in the case of the concrete test in accordance with the Alkali Guidelines did the relationship of the excess SiO2 in the eluate to the BET surface prove to be productive. Due to the potential of the solubility test with added NaCl for the evaluation of alkali sensitivity of aggregates in road surface concrete, we recommend continuing with comparative tests between solubility tests of grain samples of the various fractions and the concrete tests in accordance with ARS O4/13 with the greatest possible number of aggregates and a precisely defined investigation scope. KW - LIBS KW - Betonfahrbahndecke KW - Alkali-Kieselsäure-Reaktion KW - Gesteinskörnung KW - Alkaliempfindlichkeit KW - 3D-CT KW - Tausalzeintrag PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:opus-bast-25832 UR - https://bast.opus.hbz-nrw.de/frontdoor/index/index/docId/2583 SN - 978-3-95606-648-1 SN - 0943-9323 VL - S 165 SP - 1 EP - 111 PB - Fachverlag NW in der Carl Ed. Schünemann KG CY - Bremen AN - OPUS4-54755 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -