Analytische Chemie
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Organisationseinheit der BAM
- 6 Materialchemie (26)
- 6.7 Materialsynthese und Design (25)
- 6.1 Oberflächen- und Dünnschichtanalyse (3)
- 6.2 Material- und Oberflächentechnologien (3)
- 8 Zerstörungsfreie Prüfung (3)
- 8.6 Faseroptische Sensorik (3)
- 8.1 Sensorik, mess- und prüftechnische Verfahren (2)
- 6.6 Physik und chemische Analytik der Polymere (1)
Eingeladener Vortrag
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The talk addresses layer-based sensors for monitoring applications. In particular, sensor principles surface plasmon resonance (SPR), air-coupled ultrasonic, and magneto-optical coupling are discussed. Optical sensors on planar substrates are prepared by sol-gel, CVD- and PVD deposition techniques, ultrasonic sensors on planar and curved substrates are made by means of PVD processes, and magnetostrictive coatings for magneto-optical sensors are deposited on fibre-based Bragg gratings (FBGs) using PVD and ECD techniques. For all kinds of sensors design and function are explained and discussed, i.e. regarding sensitivity. It is shown that a) SPR enhanced ellipsometry is a promising tool for gas monitoring of hazardous gases, that b) thermos-acoustic and piezo-electric pulse-echo techniques are relevant for damage inspection of hidden volume defects of CFRPs, and that c) magnetostrictive-optical sensors with self-calibrating (magnetic reference field) function are useful for structural health monitoring in terms of strain sensors.
Der Vortrag widmet sich den Normenentwicklungen auf den Gebieten der
• Chemische Oberflächenanalyse und Rastersondenmikroskopie
• Elektronenmikroskopie und Mikrobereichsanalyse
• Prüfverfahren (zu Nanotechnologien)
• Hardness Testing
• Oberflächenmesstechnik im Mikro- und Nanobereich
• Kohlenstoff- und keramische Hartstoffschichten
• Mess- und Prüfverfahren für Schichten und Schichtsysteme
• Dünne Schichten für die Optik
• Coating Qualification Tests
Zur Erhöhung der Haft- und Klebfestigkeit von Niedrigenergie-Polymeren wie PTFE, PP und PE werden plasmabasierte Aktivierungen (Realisierung von dangling bonds) und Modifizierungen (Realisierung von functional groups) verwendet. Die Effizienz dieser Modifizierungen liegt für technisch raue Oberflächen bei ca. 10%, d. h. nur jedes zehnte C-Atom wird aktiviert oder modifi-ziert, weil sowohl LP- (Low Pressure) als auch AP- (Atmospheric Pressure) Plasmen nicht topo-graphietreu wirksam werden. Zudem ist die Lebensdauer der Aktivierung bzw. Modifizierung oft sehr kurz, liegt im Bereich von wenigen Minuten bis zu mehreren Stunden, d.h. zeitnahe Beschich-tung oder Verklebung in Prozessfolge sind unabdingbar.
Im Projekt „HARFE - Haftung, Reproduzierbarkeit, Festigkeit“ soll untersucht werden, in wie weit diese Defizite mittels Atomlagenabscheidung (ALD: Atomic Layer Deposition) vorbeschichteten Polymeren minimiert werden können. ALD-Prozesse sind zum einen topographietreu, zum anderen sowohl ohne als auch mit Plasmaunterstützung realisierbar.
The comprehensive knowledge of material properties as engineered and the material behavior in use is of huge importance for the functionality and reliability of processes and products. Hence, the accurate determination of material properties is a prerequisite for the applicability of a given material. Nowadays, macroscopic product features are originated by material properties on the microscopic and nanoscopic scale. This is a general challenge for uncertainty budgets in measurement and testing based on a conformity assesment.
Testing labs accreditated according to DIN EN ISO/IEC 17025 have to meet these demands. This paper focuses on the measurement of physical quantities (measurand with value and unit) and on the testing of material properties (qualitative, semi-quantitative or quantitative characteristics) of solid state materials. For both measurement and testing, the expression of uncertainty according to GUM is essential. Regarding the object/sample one has to subdivide in surface and bulk features, from the measurement/testing point of view destructive vs. nondestructive procedures have to be distinguished. Moreover, direct mesurement/testing and model-based determination of quantities/properties of interest require different approaches regarding the expression of uncertainty. For surface quantities and properties as discussed here, further considerations have to be made with respect to localized (lateral extension, native or artificial) or stratified (homogeneity and isotropy) material features vs. mapping (integration area) and imaging (lateral resolution and field of analysis) specifications of the measurement/testing procedure.
The concept of uncertainty budgets and the expression of uncertainty is introduced and discussed in more detail for the nondestructive model-based determination of thickness by spectroscopic ellipsometry (SE), the destructive determination of adhesion by means of centrifugal adhesion testing (CAT). It is shown that the expression of uncertainty for these examples and real materials requires different approaches resulting in either quantitity values with unit or qualitative/quantititative attributes with calculated/estimated uncertainties in agreement with GUM.
Der Vortrag widmet sich dem „Ringversuch zur Klassifizierung von Kohlenstoffschichten mittels Ellipsometrie“ und beschreibt die experimentellen Eckdaten, die Ellipsometrie als Messmethode am Beispiel DLC auf Stahl, Proben vs. n-k Ebene vs. Ergebnisse des Ringversuches, messtechnische Bewertung des Ringversuches und normative Bewertung des Ringversuches sowie Schlussfolgerungen.
Der Stand der Normung im Bereich der Oberflächentechnik wird zusammengefasst. Aktuelle Normungsvorhaben zur chemischen Oberflächenanalyse, Rastersondenmikroskopie, Nanotechnologie, Oberflächenmesstechnik im Mikro- und Nanobereich, für Anwendungen von Kohlenstoffschichten sowie von Mess- und Prüfverfahren für metallische und anorganische Überzüge werden vorgestellt. Ein Ringversuch zur Klassifizierung von Kohlenstoffschichten mittels Ellipsometrie wird diskutiert. Abschließend wird das DIN-Terminologie Portal erläutert.
Der Vortrag widmet sich Haftung und Haftfestigkeit bezüglich Grundlagen, Einflussgrößen sowie Prüfverfahren und beschreibt die Punkte: Generische und spezifische Motivation, Einflussgrößen auf Haftfestigkeit und Haftung von Beschichtungen, Prüfverfahren zur quantitativen Bestimmung der Haftfestigkeit und zur qualitativen Klassifizierung bzw. semi-quantitativen Bewertung der Haftung im Einzelnen.
Der Vortrag widmet sich der „Quantifizierung der Festigkeit von Kunststoffklebungen & -beschichtungen: Vorbehandeln, Kleben und Prüfen im OKTETT“ und beschreibt das Mehr-Proben-Konzept zur Herstellung und Prüfung von Klebeverbunden. Vorgestellt werden die Mehr-Proben-Klebevorrichtung sowie die Centrifugal Adhesion Testing (CAT) Technologie zur Bestimmung der Haft- und Klebefestigkeit von Beschichtungen (Al auf PP, SiO2 auf CR39).