Wissenschaftliche Artikel der BAM
Filtern
Erscheinungsjahr
- 2019 (209) (entfernen)
Dokumenttyp
- Zeitschriftenartikel (163)
- Beitrag zu einem Tagungsband (40)
- Buchkapitel (3)
- Sonstiges (2)
- Forschungsbericht (1)
Schlagworte
- Fluorescence (8)
- Nanoparticles (6)
- Ultraschall (6)
- Corrosion (5)
- Additive manufacturing (4)
- Flame retardant (4)
- Mechanochemistry (4)
- Sustainability (4)
- Zerstörungsfreie Prüfung (4)
- Additive Fertigung (3)
Organisationseinheit der BAM
- 1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien (51)
- 8 Zerstörungsfreie Prüfung (51)
- 6 Materialchemie (37)
- 7 Bauwerkssicherheit (35)
- 4 Material und Umwelt (18)
- 5 Werkstofftechnik (16)
- 6.3 Strukturanalytik (13)
- 8.5 Röntgenbildgebung (12)
- 9 Komponentensicherheit (12)
- 1.2 Biophotonik (11)
Die zeitaufgelöste THz-Spektroskopie (THz-TDS) operiert mit elektromagnetischen Impulsen, die ein Amplitudenspektrum im unteren THz-Bereich aufweisen. Die THz-TDS ist in der Lage, dielektrische Volumina zerstörungs- und kontaktfreie zu durchstrahlen. Um eine 3D-THz Bildung zu ermöglichen, wurde für die THz-TDS ein rechnergestütztes Mess- und Rekonstruktionsverfahren (THz-TDSAFT) entwickelt, mit dem es gelingt, unter Verwendung der im Zeitbereich registrierten THz-TDS-Daten das Volumeninnere in Form eines dreidimensionalen Tomogramms zu rekonstruieren. Die THz-TD-SAFT basiert auf die für die Ultraschalltechnik entwickelte Synthetische Apertur Fokussierung (SAFT) bzw. des heuristisch begründeten Algorithmus des Synthetischen Apertur Radars (SAR). Anhand von Beispielen wird die Möglichkeiten der THz-TD-SAFT demonstriert und nachgewiesen, dass mit dem Rekonstruktionsansatz die künstlich eingebauten Fehlstellen bezüglich der Position und Größe geometrisch richtig im Tomogramm abgebildet werden können.
Aktuelle Entwicklungen der Wirbelstrom- und Ultraschallprüfung an verlegten Eisenbahnschienen
(2019)
Die kombinierte Schienenprüfung mit Wirbelstrom und Ultraschall ermöglicht eine ganzheitliche Detektion von Inhomogenitäten im Kopf und Steg der Schiene und gewährleistet das Auffinden sowohl von Volumen-als auch Oberflächeneffekten wie z. B. Head Checks. Für die verbesserte Detektion von Rollkontaktermüdung (rolling contact fatique, RCF) und den daraus resultierenden Schienenfehlern (Head-Checks, Squats, Riffel, …) wurde für die Wirbelstromprüfung der Prüfbereich auf die gesamte Rollkontaktfläche erweitert. Der Fokus liegt im Neudesign der Wirbelstrom-Prüfvorrichtung und der damit verbundenen normgerechten Auslegung der Konstruktion für die fahrzeugspezifischen Gegebenheiten. Ferner wurde die Anwendersoftware des kombinierten Prüfsystems vereinheitlicht. Um die wirtschaftliche Effektivität unsere Prüftechnik zu steigern, wird die Multiplex-Gerätetechnologie in die automatisierte Schienenprüfung eingeführt. Damit wird der freizuhaltende Einbauraum innerhalb der Fahrzeuge sowie Kabelwege deutlich reduziert. Durch den Übergang zu der Multiplextechnologie wurde weiterhin die Stromaufnahme um mehr als 50% reduziert.
We here explore how ball-mill-grinding frequency affects the kinetics of a disulfide exchange reaction. Our kinetic data show that the reaction progress is similar at all the frequencies studied (15–30 Hz), including a significant induction time before the nucleation and growth process starts. This indicates that to start the reaction an initial energy accumulation is necessary. Other than mixing, the energy supplied by the mechanical treatment has two effects: (i) reducing the crystal size and (ii) creating defects in the structure. The crystal-breaking process is likely to be dominant at first becoming less important later in the process when the energy supplied is stored at the molecular level as local crystal defects. This accumulation is taken here to be the rate-determining step. We suggest that the local defects accumulate preferentially at or near the crystal surface. Since the total area increases exponentially when the crystal size is reduced by the crystal-breaking process, this can further explain the exponential dependence of the onset time on the milling frequency.
Bruchmechanische Untersuchungen werden zur Vorhersage der Lebensdauer und der Wartungszyklen benutzt. Dabei wird davon ausgegangen, dass auch Objekte ohne detektierte Anzeigen Materialfehler mit einer Reflektivität kleiner der Nachweisgrenze aufweisen können. Keine detektierte Anzeige bedeutet daher für Bauteilauslegung, dass sie eine konservative Annahme machen müssen: es wird angenommen, dass das Bauteil Materialfehler in Größe der Nachweisgrenze enthält. Dies macht die Nachweisgrenze zu dem die Lebensdauer limitierenden Faktor. Bei probabilistischen Methoden wird zusätzliches Wissen, wie Zuverlässigkeit und Fehlerauffindwahrscheinlichkeiten bei der zerstörungsfreien Prüfung mit in die Berechnung einbezogen, um zu konservative Annahmen zu vermeiden. Ziel ist es eine Model-Assisted-POD aufzubauen mit der die reale volumetrische Ultraschallprüfung großer Schmiedeteile nachgebildet werden kann. Die resultierende POD soll im Weiteren in bruchmechanischen Betrachtungen Verwendung finden. In vorangegangenen Arbeiten [Preißel2015] wurde dazu der Einfluss des Prüfrasters nach der DGZfP-Richtlinie US 07:2014 auf die Fehlerauffindwahrscheinlichkeit (parametrisch) simulativ betrachtet und die Simulationstechnik experimentell validiert. In diesem Paper werden die Ergebnisse von Preißel überprüft und um eine Prüfraster-Summen-POD, die das Szenario der realen Bauteilprüfung beschreibt, erweitert. Zudem wird eine experimentell validierte, simulative, nicht-parametrische POD für schrägliegende Defekte aufgebaut. Schließlich werden erste Untersuchungen zur Defektmorphologie vorgestellt. Diese Arbeit ist im Rahmen eines Studenten-Stipendiums der DGZfP entstanden.
The sintering of bioactive glasses allows for the preparation of complex structures, such as three‐dimensional porous scaffolds. Such 3D constructs are particularly interesting for clinical applications of bioactive glasses in bone regeneration, as the scaffolds can act as a guide for in‐growing bone cells, allowing for good Integration with existing and newly formed tissue while the scaffold slowly degrades. Owing to the pronounced tendency of many bioactive glasses to crystallize upon heat treatment, 3D scaffolds have not been much exploited commercially. Here, we investigate the influence of crystallization on the sintering behavior of several bioactive glasses. In a series of mixed‐alkali glasses an increased CaO/alkali metal oxide Ratio improved sintering compared to Bioglass 45S5, where dense sintering was inhibited.
Addition of small amounts of calcium fluoride helped to keep melting and sintering temperatures low. Unlike glass 13‐93, these new glasses crystallized during sintering but this did not prevent densification. Variation in bioactive glass particle size allowed for fine‐tuning the microporosity resulting from the sintering process.
Phased-Array-Technik und Bildgebung mit Ultraschallwellen sind nach langer Entwicklungszeit inzwischen auf dem Weg zu allgemeiner Verbreitung. Daher bietet sich an, die verschiedenen Techniken und deren Begriffe wie z.B. Phased-Array, SAFT, TFM, FMC und Sparse-Array zusammenfassend in Beziehung zu setzen.
All diesen Techniken liegt dieselbe Idee zu Grunde, nämlich durch gezielte Überlagerung von Ultraschallsignalen den gewünschten Effekt zu erreichen. Die verschiedenen Techniken werden kurz charakterisiert und neben den Unterschieden wird beschreiben, auf welche Weise bei all diesen Techniken das Phänomen der konstruktiven Interferenz jeweils genutzt wird.
Tempeh is a common food in Indonesia, produced by fungal fermentation of soybeans using Rhizopus sp., as well as Aspergillus oryzae, for inoculation. Analogously, for economic reasons, mixtures of maize and soybeans are used for the production of so-called tempeh-like products. For maize, a contamination with the mycoestrogen zearalenone (ZEN) has been frequently reported. ZEN is a mycotoxin which is known to be metabolized by Rhizopus and Aspergillus species. Consequently, this study focused on the ZEN transformation during tempeh fermentation. Five fungal strains of the genera Rhizopus and Aspergillus, isolated from fresh Indonesian tempeh and authentic Indonesian inocula, were utilized for tempeh manufacturing from a maize/soybean mixture (30:70) at laboratory-scale. Furthermore, comparable tempeh-like products obtained from Indonesian markets were analyzed. Results from the HPLC-MS/MS analyses show that ZEN is intensely transformed into its metabolites alpha-zearalenol (alpha-ZEL), ZEN-14-sulfate, alpha-ZEL-sulfate, ZEN-14-glucoside, and ZEN-16-glucoside in tempeh production. alpha-ZEL, being significantly more toxic than ZEN, was the main metabolite in most of the Rhizopus incubations, while in Aspergillus oryzae fermentations ZEN-14-sulfate was predominantly formed. Additionally, two of the 14 authentic samples were contaminated with ZEN, alpha-ZEL and ZEN-14-sulfate, and in two further samples, ZEN and alpha-ZEL, were determined. Consequently, tempeh fermentation of ZEN-contaminated maize/soybean mixture may lead to toxification of the food item by formation of the reductive ZEN metabolite, alpha-ZEL, under model as well as authentic conditions.
Wild bees are important pollinators of wild plants and agricultural crops and they are threatened by several environmental stressors including emerging pathogens. Honey bees have been suggested as a potential source of pathogen spillover. One prevalent pathogen that has recently emerged as a honey bee disease is the microsporidian Nosema ceranae. While the impacts of N. ceranae in honey bees are well documented, virtually nothing is known about its effects in solitary wild bees.
The solitary mason bee Osmia bicornis is a common pollinator in orchards and amenable to Commercial management. Here, we experimentally exposed larvae of O. bicornis to food contaminated with N. ceranae and document spore presence during larval development. We measured mortality, growth parameters, and timing of pupation in a semi-field experiment. Hatched individuals were assessed for physiological state including fat body mass, wing muscle mass, and body size. We recorded higher mortality in the viable-spore-exposed group but could only detect a low number of Spores among the individuals of this treatment. Viable-spore-treated individuals with higher head capsule width had a delayed pupation start. No impact on the physiological status could be detected in hatched imagines. Although we did not find overt evidence of O. bicornis infection, our findings indicate that exposure of larvae to viable N. ceranae spores could affect bee development.
Rice is staple food of nearly half the world’s population. Rice yields must therefore increase to feed ever larger populations. By colonising rice and other plants, Herbaspirillum spp. stimulate plant growthand productivity. However the molecular factors involved are largely unknown. To further explore this interaction, the transcription profiles of Nipponbare rice roots inoculated with Herbaspirillum seropedicae were determined by RNA-seq. Mapping the 104 million reads against the Oryza sativa cv. Nipponbare genome produced 65 million unique mapped reads that represented 13,840 transcripts each with at least two-times coverage. About 7.4% (1,014) genes were differentially regulated and of these 255 changed expression levels more than two times. Several of the repressed genes encoded proteins related to plant defence (e.g. a putative probenazole inducible protein), plant disease resistance as well as enzymes involved in flavonoid and isoprenoid synthesis. Genes related to the synthesis and efflux of phytosiderophores (PS) and transport of PS-iron complexes were induced by the bacteria. These data suggest that the bacterium represses the rice defence system while concomitantly activating iron uptake. Transcripts of H. seropedicae were also detected amongst which transcripts of genes involved in nitrogen fixation, cell motility and cell wall synthesis were the most expressed.
NanoDefiner e-Tool: An Implemented Decision Support Framework for Nanomaterial Identification
(2019)
The European Commission’s recommendation on the definition of nanomaterial (2011/696/EU) established an applicable standard for material categorization. However, manufacturers face regulatory challenges during registration of their products. Reliable categorization is difficult and requires considerable expertise in existing measurement techniques (MTs). Additionally, organizational complexity is increased as different authorities’ registration processes require distinct reporting.
The NanoDefine project tackled these obstacles by providing the NanoDefiner e-tool: A decision support expert system for nanomaterial identification in a regulatory context. It providesMT recommendations for categorization of specific materials using a tiered approach (screening/confirmatory), and was constructed with experts from academia and industry to be extensible, interoperable, and adaptable for forthcoming revisions of the nanomaterial definition. An implemented MT-driven material categorization scheme allows detailed description. Its guided workflow is suitable for a variety of user groups. Direct feedback and explanation enable transparent decisions. Expert knowledge is Held in a knowledge base for representation of MT performance criteria and physicochemical particle type
properties. Continuous revision ensured data quality and validity. Recommendations were validated by independent case studies on industry-relevant particulate materials. Besides supporting material identification and registration, the free and open-source e-tool may serve as template for other expert systems within the nanoscience domain.