Die vollständige Bibliografie finden Sie im Publikationsserver der BAM (PUBLICA).

EMPIR nPSize - Improved Traceability Chain of Nanoparticle Size Measurement; nPSize offer after 2 Ys

Oct 29, 2020

Vasile-Dan Hodoroaba

The main outcomes of the EMPIR project nPSize are presented and the suitability of the new capabilities (e.g. reference materials, measurement procedures, VAMAS inter-laboratory comparisons) to be standardized and implemented in accredited analytical laboratories is discussed.

Hybrid metrology for microscopy of nanoparticles

Oct 29, 2020

Vasile-Dan Hodoroaba; N. Feltin

This presentation is structured in two parts: i) Hybrid metrology by combining SEM with AFM (N. Feltin) and ii) hybridization and corelative microscopy by SEM, STEM-in-SEM, TEM, EDS, Auger Electron Microscopy, TKD and more (D. Hodoroaba). The first part is focused on the metrological part of the hybrid measurement SEM-AFM, the second part offers some further possibilities of correlative microscopy of nanoparticles based on practical examples.

High-temperature sliding wear, elastic modulus and transverse rupture strength of Ni bonded NbC and WC cermets

Oct 28, 2020

R. M. Genga; P. Rokebrand; L. A. Cornish; N. Nelwalani; Guido Brandt; Norbert Kelling; Mathias Woydt; A. Janse van Vuuren; C. Polese

The effects of rapid pulse electric current sintering (PECS), substitution of WC by NbC and Co by Ni, and carbide additives (TiC and Mo2C) on the microstructure, elastic modulus, B3B transverse rupture strength (TRS) and high temperature sliding wear on WC-Co, WC-Ni, NbC-Co and NbC-Ni cermets were studied. High temperature sliding wear tests were carried out using a ball-on-disk tribometer, with a 10 N force, at a sliding speed of 1.34 m/s for 0.8 km (10 min) and 2.4 km (30 min), using 100Cr6 (AISI 52100) steel balls at 400 °C and 0% humidity. Additions of TiC and Mo2C to NbC-12Ni improved the sliding wear resistance, with TiC having the greater effect, reducing the sample wear rate by over 30% ...

The compatible solute ectoine: protection mechanisms, strain development, and industrial production

Oct 28, 2020

Hans-Jörg Kunte; T. Schwarz; E. A. Galinski

Bacteria, Archaea, and Eukarya can adapt to saline environments by accumulating compatible solutes in order to maintain an osmotic equilibrium. Compatible solutes are of diverse chemical structure (sugars, polyols, amino acid derivatives) and are beneficial for bacterial cells not only as osmoregulatory solutes but also as protectants of proteins by mitigating detrimental effects of freezing, drying, and high temperatures. The aspartate derivative ectoine is a widespread compatible solute in Bacteria and possesses additional protective properties compared with other compatible solutes and stabilizes even whole cells against stresses such as ultraviolet radiation or cytotoxins. Here, it is our ...

Analytical Sciences: From Ostwald's maid to enabling science

Oct 28, 2020

Ulrich Panne

The talk will address the paradigm shift in Analytical Sciences in regard to chemistry as a discipline. To illustrate this metamorphose examples from spectroschemical analysis, ufluidics, bioanalysis, and the didgital transformation of analytical sciences are discussed.

Using Neutron Diffraction to Monitor Stress Relaxation in Additively Manufactured 316L

Oct 28, 2020

Maximilian Sprengel

The relaxation of residual stress in laser powder bed fused stainless steel 316L parts was monitored using monochromatic and time-of-flight neutron diffraction.

Effect of Silver Nanoparticles on the Dielectric Properties and the Homogeneity of Plasma Poly(acrylic acid) Thin Films

Oct 28, 2020

A. Famy; Leonardo Agudo Jácome,; Andreas Schönhals

For the first time, structure−electrochemical relationships of thin films of a plasma-polymerized acrylic acid/carbon dioxide AA/CO2 (75/25%) copolymer modified by implanted silver nanoparticles are discussed. The pulsed plasma polymerization of AA/CO2 was utilized and adjusted to obtain a maximal amount of COOH Groups forming an almost uncross-linked polymer structure. The prepared polymer layer is rinsed by a silver nitrate solution to impregnate Ag+ ions. This step is followed by its reduction of Ag+ with NaBH4 as a chemical route in comparison to the reduction by sunlight as an ecofriendly photoreduction method. The chemical composition and morphology of the topmost surface layer of the AA/CO2 ...

Atomkerne zählen - Quantitative NMR-Spektroskopie als vielseitige Methode in Labor und Prozess

Oct 28, 2020

Klas Meyer

Meist präsentieren sich Laboratorien für NMR-Spektroskopie auf den ersten Blick von außen nur wenig einladend. Es lohnt sich aber einen Blick hinein zu riskieren, denn die Methode ist heute unverzichtbar für die analytische Chemie. Die quantitativen Möglichkeiten werden häufig unterschätzt, erfahren allerdings durch den aufstrebenden Markt kompakter Benchtop-NMR-Spektrometer verstärktes Interesse für Anwendungen von der Laborbank bis hin zum Industrieprozess.

The BEMMA-Scheme helpful for low VOC inside display cases?

Oct 28, 2020

Wolfgang Horn

Museums worldwide are equipped with different display cases. Exhibit display cases should protect cultural objects from dust as well as from mechanical and physical damage. To ensure a stable climate inside the display cases, a low air exchange rate is maintained. Typically, air exchange rates are often smaller than 0.1 d-1, which can result in rising concentrations of potential harmful VOC inside of the display cases due to emissions from materials. Especially organic acids, e. g. formic or acetic acid which can emit from e.g. sealing materials or wood-based materials, can produce damage of cultural objects. In 2012 BAM introduced a procedure which is called: BEMMA-Scheme (Bewertung von Emissionen ...

Development of layer-by-layer assembled thin coatings on aluminium alloy AA2024-T3 for high resolution studies of local corrosion processes

Oct 28, 2020

A. Almalla; Andreas Hertwig; Daniel Fischer; Ozlem Ozcan; Julia Witt

The aim of this study is to develop nanometer-thin epoxy-based films on aluminium alloy AA2024-T3 as a model coating system for high resolution corrosion studies. Spin coating was used for the layer-by-layer (LbL) deposition of poly-(ethylenimine) (PEI) and poly([o-cresyl glycidyl ether]-co-formaldehyde) (CNER) bilayers. The film chemistry and the cross-linking process were characterized by means of Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR). Ellipsometric data confirmed the linear increase of film thickness. The potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) results indicate the improvement of the film barrier properties with increasing film thickness. Mapping ...

BAM quality toolbox framework for qNMR

Oct 27, 2020

Klas Meyer

Accreditation of analytical methods, either according to GxP or ISO regulations, requires a comprehensive quality management system. General quality documents are often already in place, which need to be extended by method-specific documentation. In this presentation we like to show an idea of a modular set of standard operating procedures (SOP) specifically developed meeting the requirements for quantitative NMR. The future goal is to collaborate with different accreditated NMR laboratories to compile a universal set of SOP and other quality documents that can be modified and used as a starting point for developing your own quality system for applications of qNMR in a regulated environment.

Industrial applications of low-field NMR spectroscopy for process and quality control of silanes

Oct 27, 2020

Klas Meyer

The combination of different silanes as starting materials and as a product of hydrolysis by several alcohols or water creates a range of hundreds of technical products for a wide range of applications. In recent years, functional trialkoxysilanes have proven to be multi-purpose organosilanes. Applications range from weather protection of buildings to additives for glass fiber industry, sealants, adhesives, coatings and paints to the modification of polymers. Commercial benchtop NMR spectrometers have the potential to be used in silane chemistry as an online method for reaction monitoring and quality control. NMR nuclei of interest for silane products are 1H and 29Si. In a joint research cooperation ...

Advances in ultrasonic testing and monitoring of concrete structures

Oct 27, 2020

Ernst Niederleithinger

Recent years have seen extended use of ultrasonic techniques for concrete infrastructure assessement. They are applied for quality assurance and condition assessement at bridges, power plants, dams and other important objects. However, there are still a couple of significant limitations. They include, but are not limited to depth of penetration, imaging complex structures or early stage detections of distributed damage. The talk will give information on recent research in this area. Specifically, the application of the unique deep penetration system LAUS is shown. Ultrasonic monitoring using embedded transducers to check for subtle and sudden changes in the material is introduced as well. Comments ...

Unravelling the crystal structure of Nd5.8WO12-d and Nd5.7W0.75Mo0.25O12-d mixed ionic electronic conductors

Oct 26, 2020

T. Scherb; A. Fantin; S. Checcia; Christiane Stephan-Scherb; S. Escolástico; A. Franz; J. Seeger; W. A. Meulenberg; F. d'Acapito; J. M. Serra

Mixed ionic electronic conducting ceramics Nd6-yWO12-d (d is the Oxygen deficiency) provide excellent stability in harsh environments containing strongly reactive gases such as CO2, CO, H2, H2O or H2S. Due to this chemical stability, they are promising and cost-efficient candidate materials for gas separation, catalytic membrane reactors and protonic ceramic fuel cell technologies. As in La6-yWO12-d, the ionic/electronic transport mechanism in Nd6-yWO12-d is expected to be largely controlled by the crystal structure, the conclusive determination of which is still lacking. This work presents a crystallographic study of Nd5.8WO12-d and molybdenum-substituted Nd5.7W0.75Mo0.25O12-d prepared by the ...

Torsional fatigue mechanisms of an A357-T6 cast aluminium alloy

Oct 26, 2020

Itziar Serrano-Munoz; D. Shiozawa; S. Dancette; C. Verdu; J.-Y. Buffiere

The mechanisms controlling the fatigue response of an A357-T6 cast aluminium alloy under cyclic torsional loading are investigated. Surface crack monitoring coupled with Electron BackScattering Diffraction (EBSD) analysis is used to study crack initiation. Determination of S-N curve combined with interrupted in situ fatigue testing using synchrotron tomography allows the study of the propagation behaviour. It is observed that fractographic morphologies depend on the stress level. At intermediate-low stress levels ( τmax < 100 MPa), the grain structure controls the crack initiation and propagation periods. Cracks are usually nucleated in mode II from slip planes close to the specimen axis or perpendicular ...

Neue Erkenntnisse zur Deckschichtbildung von Zink an der Atmosphäre

Oct 26, 2020

Martin Babutzka

Die Korrosionsbeständigkeit und die Dauerhaftigkeit von Zink und Zinküberzügen an der Atmosphäre sind direkt mit der Bildungs- und Auflösungskinetik von schützenden Deckschichten aus festhaftenden Korrosionsprodukten verknüpft. Bei einem optimalen Zusammenwirken und einer günstigen Abfolge von atmosphärischen Einflussfaktoren bilden sich gut schützende, bei Feuchtigkeitszutritt nahezu unlösliche Deckschichten aus. Art und Eigenschaften der gebildeten Deckschichten hängen dabei insbesondere von den Luftinhaltsstoffen der Einsatzumgebung sowie von spezifischen Temperatur-Feuchte-Zyklen ab. Dabei besteht das Problem, dass sich die klimatischen Bedingungen und infolge auch die Deckschichtbildungsreaktionen ...

Temperature Dependent Solid Solution Strengthening in the High Entropy Alloy CrMnFeCoNi in Single Crystalline State

Oct 26, 2020

C. Gadelmeier; S. Haas; T. Lienig; Anna Manzoni; M. Feuerbacher; U. Glatzel

The main difference between high entropy alloys and conventional alloys is the solid solution strengthening effect, which shifts from a single element to a multi-element matrix. Little is known about the effectiveness of this effect at high temperatures. Face-centered cubic, equiatomic, and single crystalline high entropy alloy CrMnFeCoNi was pre-alloyed by arc-melting and cast as a single Crystal using the Bridgman process. Mechanical characterization by creep testing were performed at temperatures of 700, 980, 1100, and 1200°C at different loads under vacuum and compared to single-crystalline pure nickel. The results allow a direct assessment of the influence of the chemical composition without ...

Brittle Materials in Mechanical Extremes

Oct 26, 2020

Giovanni Bruno

The goal of the Special Issue “Brittle Materials in Mechanical Extremes” was to spark a discussion of the analogies and the differences between different brittle materials, such as, for instance, ceramics and concrete. Indeed, the contributions to the Issue spanned from construction materials (asphalt and concrete) to structural ceramics, reaching as far as ice. The data shown in the issue were obtained by advanced microstructural techniques (microscopy, 3D imaging, etc.) and linked to mechanical properties (and their changes as a function of aging, composition, etc.). The description of the mechanical behavior of brittle materials under operational loads, for instance, concrete and ceramics under ...

Fractional brownian motion of dislocations during creep deformation of metals

Oct 26, 2020

Giovanni Bruno; R. Fernández; G. Garcés; H. Nieto-Luis; G. Gonzáles-Doncel

The present work offers an explanation on how the long-range interaction of dislocations influences their movement, and therefore the strain, during creep of metals. It is proposed that collective motion of dislocations can be described as a fractional Brownian motion. This explains the noisy appearance of the creep strain signal as a function of time. Such signal is split into a deterministic and a stochastic part. These terms can be related to two kinds of dislocation motions: individual and collective, respectively. The description is consistent with the fractal nature of strain-induced dislocation structures predicated in previous works. Moreover, it encompasses the evolution of the strain ...

Orientation of pore space in diesel particulate filter materials

Oct 26, 2020

Giovanni Bruno

Porous ceramic diesel particulate filters (DPFs) are extruded products that possess macroscopic anisotropic mechanical and thermal properties. This anisotropy is caused by both morphologic features (mostly the orientation of porosity) and crystallographic texture. We systematically studied those two aspects in a cordierite and two aluminum titanate (AT) ceramic materials of different porosity using mercury porosimetry, gas adsorption, electron microscopy, X-ray diffraction, and X-ray refraction radiography. We found that a lower porosity in AT content implies a larger isotropy of both the crystal texture and the porous space orientation. We also found that, analogous to cordierite, AT crystallites ...

Planung und Betrieb von Trinkwasserinstallationen: Was uns das Regelwerk sagt

Oct 26, 2020

Johann Wilhelm Erning

Die gesetzlichen und technischen Regeln für Planung, Bau und Betrieb einer Trinkwasserinstallation werden dargestellt. Beispiele für einzelne Punkte werden gegeben.

Wie gehe ich bei einer Schadensuntersuchung vor?

Oct 26, 2020

Johann Wilhelm Erning

Die Vorgehensweise bei einer Schadensanalyse wird beschrieben. Hinweise zu Methodik, Fehlervermeidung und Verhalten werden gegeben.

Direct iterative reconstruction of computed tomography trajectories: Reconstruction from limited number of projections with DIRECTT

Oct 23, 2020

Sotirios Magkos; Andreas Kupsch; Giovanni Bruno

X-ray computed tomography has many applications in materials science and non-destructive testing. While the standard filtered back-projection reconstruction of the radiographic data sets is fast and simple, it typically fails in returning accurate results from missing or inconsistent projections. Among the alternative techniques that have been proposed to handle such data is the Direct Iterative REconstruction of Computed Tomography Trajectories (DIRECTT) algorithm. We describe a new approach to the algorithm, which significantly decreases the computational time, while achieving a better reconstruction quality than that of other established algorithms.

Design and Quantitative Characterization of Functional Molecular Chromophores and Nanomaterials with UV/vis/NIR/IR Emission and Traceable Optical Measurements

Oct 22, 2020

Ute Resch-Genger

Research of division Biophotonics at the Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM) covers several topics including photophysics of molecular and nanocrystalline emitters, the development of signal enhancement, multiplexing, and barcoding strategies, surface group quantification, the rational design of different types of stimuli-responsive optical probes, and concepts and reference materials for the validation of optical-spectroscopic measurements. In the following representative examples for each of these topics are given. Also, current developments like single particle spectroscopy and flow cytometry with lifetime detection and newly certified fluorescence quantum yield standards ...

Deposition of Brine Components on Materials in Geothermal Conditions

Oct 22, 2020

Ralph Bäßler

Since geothermal wells are a feasible energy source to replace fossil fuel supply, many technologies have been developed to take advantage of geothermal energy. Nevertheless, service conditions in geothermal facilities are in many cases extreme in terms of corrosion due to the chemical composition of hydrothermal fluids and temperatures. Therefore, materials selection based on preliminary material qualification is essential to guarantee a secure and reliable operation of the facilities. During operation of a geothermal research facility in Groß Schönebeck copper and lead effects have been found downhole. Occurring mechanisms and measures to prevent precipitation or scaling needed to be investigated ...

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Time-variant reliability of deteriorating structural systems conditional on inspection and monitoring data

Sep 24, 2020

Ronald Schneider

The current practice of operating and maintaining deteriorating structural systems ensures acceptable levels of structural reliability, but it is not clear how efficient it is. Changing the current prescriptive approach to a risk-based approach has great potential to enable a more efficient management of such systems. Risk-based optimization of operation and maintenance strategies identifies the strategy that optimally balances the cost for controlling deterioration in a structural system with the achieved risk reduction. Inspections and monitoring are essential parts of operation and maintenance strategies. They are typically performed to reduce the uncertainty in the structural condition and ...

Kontinuumsmechanische Werkstoffmodelle zur numerischen Simulation von Stahlbauteilen im Brandfall

May 13, 2020

Sebastian Hauswaldt

Das nichtlineare und geschwindigkeitsabhängige1 Materialverhalten von Stahl wird besonders bei hohen Temperaturen sichtbar. Für Finite-Elemente-Simulationen von Stahlkonstruktionen im Brandfall sollte aus diesem Grund plastisches und geschwindigkeitsabhängiges Materialverhalten beschrieben werden. Die vorliegende Arbeit betrachtet unter diesem Aspekt bisherige Materialuntersuchungen und macht Vorschläge für dreidimensionale Materialmodelle mit entsprechenden Eigenschaften. Es werden zunächst die phänomenologischen Eigenschaften von Baustahl anhand einer Literaturrecherche analysiert, wobei verstärkt auf Untersuchungen des Materialverhaltens bei Belastungen und Aufheizprozessen, wie sie im Brandfall ...

The measurement- and model-based structural analysis for damage detection

Jan 22, 2020

Cheng-Chieh Wu

The present work is intended to make a contribution to the monitoring of civil engineering structures. The detection of damage to structures is based on the evaluation of spatially and temporally distributed hybrid measurements. The acquired data can be evaluated purely geometrically or physically. It is preferable to do the latter, since the cause of damage can be determined by means of geometrical-physical laws in order to be able to intervene in time and ensure the further use of the structures. For this reason, the continuum mechanical field equations in conjunction with the finite element method and hybrid measurements are combined into a single evaluation method by the adjustment calculation ...

Zerstörungsfreie Prüfung mit photonenzählenden und spektralauflösenden Röntgenmatrixdetektoren am Beispiel von Werkstoffverbunden

Dec 16, 2019

David Schumacher

Diese Arbeit beschäftigt sich mit den Eigenschaften der photonenzählenden und spektralauflösenden Detektortechnik und möglichen Anwendungsgebieten in der zerstörungsfreien Prüfung. Dabei wurden konventionelle und photonenzählende Detektortechniken hinsichtlich der Bildqualität und Anwendbarkeit bei unterschiedlichen Prüfaufgaben verglichen und untersucht, inwiefern sich die Energieschwellwertsetzung auf die erreichbare Bildqualität und eine Materialdiskriminierbarkeit bei verschiedenen radiographischen Verfahren auswirkt. Anhand von Anwendungsbeispielen wurden diese Eigenschaften und deren Auswirkung auf das Messergebnis analysiert. Neben der Radiographie wurden auch dreidimensionale Verfahren ...

Untersuchungen zur Brandentstehung und Brandausbreitung in Wohnungen

May 15, 2019

Sven Kaudelka

Zur Bedarfsplanung von Feuerwehren in Städten in der Bundesrepublik Deutschland wurden im Jahr 1998 die Qualitätskriterien Hilfsfrist, Funktionsstärke und Erreichungsgrad für ein standardisiertes Schadensereignis erarbeitet. Das standardisierte Schadensereignis basiert auf Ergebnissen der O.R.B.I.T.-Studie aus dem Jahr 1978. Der dort dargestellte Rauchgas-temperaturverlauf für einen standardisierten Wohnungsbrand stellt Ergebnisse von Brandversuchen in einer Wohnung aus dem Jahr 1939 dar. Die zur Untersuchung herangezogenen Einrichtungsgegenstände bestanden dabei überwiegend aus cellulosehaltigen Materialien wie Holz und Papier. Die zunehmende Verwendung von Werkstoffen auf der Basis von Holz ...

Wärmeführung und Beanspruchung von hochfesten Verbindungen mit LTT-Schweißzusatzwerkstoff

Jan 8, 2019

Jonny Dixneit

Bestrebungen zum Leichtbau sowie höhere Anforderungen an das ertragbare Lastkollektiv führen in der Auslegung von Schweißkonstruktionen zunehmend zum Einsatz hochfester Feinkornbaustähle. Ohne Anwendung kostenintensiver Nachbehandlungsverfahren ist die Lebensdauer hochfester Schweißverbindungen unter wechselnder zyklischer Beanspruchung jedoch limitiert. Neben der geometrischen Kerbe sind schweißbedingte Gefügeveränderungen und die Höhe und die Verteilung von Schweißeigenspannungen für die Eigenschaften von Schweißverbindungen von erheblicher Bedeutung. Sogenannte LTT-Zusatzwerkstoffe bieten eine äußerst lukrative Möglichkeit, die resultierenden Schweißeigenspannungen bereits während des Schweißens ...

Analyse, Charakterisierung und Modellierung der Gasleckageraten repräsentativer Bauarten von Gefahrgutverpackungen

Dec 3, 2018

Eva Schlick-Hasper

Derzeit existieren für Gefahrgutverpackungen in den internationalen Gefahrgutvorschriften keine Festlegungen für quantitative Grenzleckageraten, die sich an Sicherheitsbetrachtungen während der Beförderung orientieren. Für die Dichtheitsprüfung im Rahmen der Bauartzulassung von Gefahrgutverpackungen für flüssige Füllgüter ist das Standardprüfverfahren das Eintauchverfahren in Wasser („Bubble Test“). Hierbei handelt es sich um ein lokalisierendes Prüfverfahren. Seine Anwendung lässt keine quantitative Aussage darüber zu, ob unter Beförderungsbedingungen aufgrund von strömungsbedingter Stofffreisetzung durch Leckstellen der Gefahrgutverpackungen die Gefahr der Bildung einer explosionsfähigen Atmosphäre ...

Schädigungscharakterisierung an Faser-Kunststoff-Verbunden im Schwingversuch mittels Röntgenrefraktionstopographie unter Berücksichtigung der Matrixeigenschaften

Nov 29, 2018

Alexander Müller

In der vorliegenden Arbeit wurden verschiedene Epoxidharzsysteme charakterisiert. Zwei Systeme mit großen bruchmechanischen Unterschieden wurden zur Fertigung äquivalenter GFK- und CFK-Laminate mit Faserausrichtungen in 0/90° und ±45° ausgewählt. In quasi-statischen Zugversuchen und Einstufenschwingversuchen mit einem Beanspruchungsverhältnis von R= 0,1 wurden diese Laminate hinsichtlich ihres Schädigungsbeginns und ihrer Schädigungsentwicklung untersucht. Die Detektion der Schädigungen sowie die Dokumentation der Schädigungsentwicklung wurde anhand der Lichtabsorptionsanalyse an GFK-Laminaten und anhand der Röntgenrefraktionsanalyse an CFK-Laminaten umgesetzt. Auf diese Weise konnten Einflüsse ...

Identification of the state of stress in iron and steel truss structures by vibration-based experimental investigations

May 22, 2018

Thi Mai Hoa Luong

Safety evaluation of truss structures depends upon the determination of the axial forces and corresponding stresses in axially loaded members. Due to presence of damages, change in intended use, increase in service loads or accidental actions, structural assessment of existing truss structures is necessary. This applies particularly to iron and steel trusses that are still in use, including historic and heritage monuments. Precise identification of the stresses plays a crucial role for the preservation of historic trusses. The assessment measures require non–destructiveness, minimum intervention and practical applicability. The axial forces in truss structures can be estimated by static calculations ...

Hydrogen assisted cracking and transport studied by ToF-SIMS and data fusion with HR-SEM

Apr 20, 2018

Oded Sobol

For almost 150 years it is known that hydrogen has a deleterious effect on the mechanical properties of metallic components. Nowadays, the problem of hydrogen assisted degradation is highly relevant in energy related fields due to the massive use of steel as a structural component in these applications and its sensitivity to hydrogen. Since the discovery of hydrogen assisted cracking (HAC), researchers studied intensively and suggested possible explanations and mechanisms in order to define how hydrogen is affecting the material. In general, it is considered that hydrogen changes the mechanical properties more in terms of ductility (deformation capacities) than in strength (load capacities). ...

Entwicklung immunchemischer Methoden zur Spurenanalytik der Sprengstoffe Nitropenta und Trinitrotoluol

Aug 30, 2017

Almut Hesse

Pentaerythrityltetranitrat (PETN), ein in jüngster Vergangenheit häufig von Terroristen verwendeter Sprengstoff, ist äußerst schwer zu detektieren. Ein verbesserter Antikörper gegen PETN wurde durch Anwendung des Konzepts des bioisosteren Ersatzes entwickelt,indem ein Nitroester durch einen Carbonsäurediester ersetzt wurde. Biostere Moleküle haben eine ähnliche Struktur wie die Referenzsubstanz und zeigen eine vergleichbare biologische Wirkung. Dieser Ansatz führte zu polyklonalen Antikörpern mit extrem guter Selektivität und Sensitivität. Die Nachweisgrenze des Enzyme-Linked Immunosorbent Assays (ELISAs) beträgt 0,15 μg/L. Der Messbereich des Immunassays liegt zwischen 1 und 1000 μg/L. Die Antikörper ...

Thermomechanisches Verhalten von semikristallinem Polyester-Urethan

Apr 27, 2017

Nikolaus Mirtschin

Formgedächtnispolymere werden durch thermomechanische Vorbehandlung, die Programmierung, in eine temporäre Form überführt. In die Ursprungsform kehren sie dann erst nach externer Stimulierung, durch Auslösen des Formgedächtniseffekts, wieder zurück. Um diesen Effekt zu optimieren, werden in dieser Arbeit thermomechanische Designoptionen analysiert und Stellschrauben der Programmierung diskutiert. Quantifiziert wird das Materialverhalten eines physikalisch vernetzten Polyurethans mit semikristalliner Polyester-Weichsegmentphase (PEU) in thermomechanischen Messungen, in denen das Polymer Dehnungen bis über 1000% fixiert. Deformationen im breiten Schmelzübergangsbereich der Weichsegmentphase ermöglichen ...

Numerische Modellierung der Fahrzeug-Fahrweg-Wechselwirkung an Eisenbahnfahrwegen und ihre Anwendung im Brückenübergangsbereich

Mar 29, 2017

Jeffrey Bronsert

Im Mittelpunkt der vorliegenden Arbeit steht die numerische Modellierung der Fahrzeug-Fahrweg-Wechselwirkung von Eisenbahnfahrwegen, die auch für Fahrwege mit einer Diskontinuität einsetzbar ist. Der Fokus wurde hier auf Fahrwege mit einem Brückenbauwerk gelegt, weil es an den Übergängen zu einer erhöhten Beanspruchung kommt. Daher wurde für den Fahrweg mittels der Finiten Elemente Methode (FEM) ein dreidimensionales Modell mit einer Lösung im Zeitbereich entwickelt, das die wesentlichen Elemente des Schienenverkehrs, das Fahrzeug, den Fahrwegoberbau und den Untergrund, enthält. Aufgrund der unendlichen Ausdehnung des Untergrundes wurde für den Rand des endlichen FE-Gebiets, die sogenannte ...

Immunochemical determination of caffeine and carbamazepine in complex matrices using fluorescence polarization

Feb 27, 2017

Lidia Oberleitner

Pharmacologically active compounds are omnipresent in contemporary daily life, in our food and in our environment. The fast and easy quantification of those substances is becoming a subject of global importance. The fluorescence polarization immunoassay (FPIA) is a homogeneous mix-and-read format and a suitable tool for this purpose that offers a high sample throughput. Yet, the applicability to complex matrices can be limited by possible interaction of matrix compounds with antibodies or tracer. Caffeine is one of the most frequently consumed pharmacologically active compounds and is present in a large variety of consumer products, including beverages and cosmetics. Adverse health effects of ...

Microstructure-property relationship in microalloyed high-strength steel welds

Feb 15, 2017

Lei Zhang

High-strength steels are favoured materials in the industry for production of safe and sustainable structures. The main technology used for joining the components of such steel is fusion welding. Steel alloy design concepts combined with advanced processing technologies have been extensively investigated during the development of High-Strength Low-Alloy (HSLA) steels. However, very few studies have addressed the issue of how various alloy designs, even with limited microalloy addition, can influence the properties of high-strength steel welds. In high-strength steel welding practices, the challenges regarding microstructure evolution and the resulting mechanical properties variation, are of ...

Zuverlässigkeitsanalyse von digitalen Radiographie-Systemen bei der Prüfung von realen Materialdefekten

Jan 3, 2017

Daniel Kanzler

Die zerstörungsfreie Prüfung (ZfP) ist aus solchen Bereichen unseres Lebens nicht mehr wegzudenken, in denen Schäden mit hohen Folgekosten oder Gefährdungen von Menschenleben entstehen können (Beispiele: Transportwesen, Energieerzeugung, Chemieindustrie). In der Praxis kann ein Prüfsystem an seine Grenzen geraten, z.B. bei kleinen Defekten. Defekte mit kritischer Größe werden möglicherweise nicht detektiert. Daher müssen probabilistische Bewertungsverfahren das Prüfsystem beschreiben. Es wird eine objektive Qualitätskennzahl gesucht, auf deren Basis die Anwendbarkeit der Prüfmethode definiert werden soll. Die Auffindwahrscheinlichkeit (engl. probability of detection - POD) erfüllt diese Anforderung ...

Instrumental analysis, metabolism and toxicity of cis- and trans-zearalenone and their biotransformation products

Dec 8, 2016

Sarah Drzymala

Trans-Zearalenone(ZEN)is a non-steroidal estrogenic mycotoxin which frequently contaminates cereal grains worldwide. Ingestion of food and feed containing ZEN causes numerous mycotoxicoses in animals and possibly humans with pronounced estrogenic effects. Due to the trans-configurated double bond, ZEN isomerizes to the cis-configuration upon the influence of light. This work investigates the instrumental analysis, metabolism and toxicity of ZEN and cis- ZEN. The first part focused on the determination of ZEN in edible oils. Due to a maximum level of 400 µg/kg ZEN in the European Union (EU), reliable analytical methods are needed. A comprehensive method comparison proved dynamic covalent hydrazine ...

Konzept zur ganzheitlichen Nachhaltigkeitsbewertung des Abbruchs und der Aufbereitung von Mauerwerk

Nov 29, 2016

Tristan Herbst

Mit der vorliegenden Arbeit wurde ein methodisches Konzept zur ganzheitlichen Nachhaltigkeitsbewertung des Abbruchs und der Aufbereitung von Mauerwerk bereitgestellt. Das Bewertungskonzept ermöglicht einen ganzheitlichen Vergleich verschiedener Szenarien für den Abbruch und die Aufbereitung von Mauerwerk unter Berücksichtigung der Anwendung von Mauerwerkbruch und aussortierter Fremdstoffe zur Verwertung. Es kombiniert die Kosten-Wirksamkeitsanalyse, die Stoffflussanalyse, die Ökobilanzierung, die Betrachtung sozialer Aspekte und Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen bei gleichzeitiger Berücksichtigung der Materialqualitäten. Das Bewertungskonzept basiert im Kern auf der Kosten-Wirksamkeitsanalyse ...

Hydrogen Diffusion and Effect on Degradation in Welded Microstructures of Creep-resistant Low-alloyed Steels

Sep 19, 2016

Michael Rhode

Low-alloyed heat-resistant steels have a fundamental contribution to the currently applied steel grades in pressurized and temperature loaded components like membrane walls(water walls)or pressure vessels. Here, the main advantages of the low-alloy concept can be used in terms of superior high temperature mechanical properties, workability and decreased amounts of expensive alloy elements. The main challenge for the future is to further increase the power plant thermal efficiency independent of the type of power plant concept, i.e. fossil-fired or nuclear power plant, where the material selection can directly affect reduction of CO2 emissions. In power plant design, welding is the most applied ...

Naturmessungen und numerische Simulationen zur Untersuchung von Freileitungsseilen im natürlichen Wind

Sep 1, 2016

Dominik Stengel

Für Tragmasten von Freileitungen ist meist die Windeinwirkung bemessungsrelevant. Mit den großen Spannweiten der Hochspannungsebene trägt dabei die Windeinwirkung auf die Leiterseile einen maßgebenden Anteil zur Gesamtbeanspruchung dieser Tragstrukturen bei. Daher ist es offensichtlich, dass das Tragverhalten der Freileitungsseile eine wichtige Rolle für die zuverlässige Bemessung bei Neubauten oder der Bewertung der Zuverlässigkeit des Bestands spielt. Hierfür sind insbesondere die Extremwindereignisse, das sog. 50-Jahres-Windereignis von Bedeutung. Bei diesen hohen Windgeschwindigkeiten treten vor allem windinduzierte Schwingungen der Leiterseile auf. Die für die Bemessung herangezogenen Konzepte ...

Verhalten reaktiver Brandschutzsysteme auf kreisförmigen Zuggliedern aus Blank- und Baustahl

Aug 31, 2016

Dustin Häßler

Im Bauwesen werden Zugglieder aus Stahl in der Regel für Aussteifungsverbände, Abhängungen und Unterspannungen von Trägern verwendet. Die dafür verbauten, meist kreisförmigen Vollprofile dienen häufig der Stabilisierung des Tragwerks. Ein Versagen der Stahlzugglieder kann zu einem Einsturz der gesamten Konstruktion führen. Unter Brandeinwirkung verlieren ungeschützte Stahlkonstruktionen aufgrund der schnellen Erwärmung frühzeitig ihre Tragfähigkeit. Durch den Einsatz reaktiver Brandschutzsysteme auf Stahlbauteilen kann deren Erwärmung verlangsamt und dadurch der Feuerwiderstand verbessert werden. Die Optik der oftmals filigranen Stahlzugglieder bleibt dabei im Wesentlichen unverändert. Für ...

Einfluss der Porosität von Beton auf den Ablauf einer schädigenden Alkali-Kieselsäure-Reaktion

Jun 6, 2016

Katja Voland

This thesis deals with the question of how the porosity of concrete influences the process of a damaging alkali-silica-reaction (“ASR”). In particular, it is examined whether the use of slip form pavers and the reduced porosity resulting from this use have an effect on the process of a damaging ASR. Since the 1980s slip form pavers have been used, which modifies the structure of concrete. However, these modifications have not yet been taken into consideration in the relevant technical guidelines. The use of slip form pavers instead of conventional concrete pavers results in a denser structure. Due to the denser structure the ductility and the porosity of the concrete decrease. Thus it is more ...

Human Factors in Non-Destructive Testing (NDT): Risks and Challenges of Mechanised NDT

May 19, 2016

Marija Bertović

Non-destructive testing (NDT) is regarded as one of the key elements in ensuring quality of engineering systems and their safe use. A failure of NDT to detect critical defects in safetyrelevant components, such as those in the nuclear industry, may lead to catastrophic consequences for the environment and the people. Therefore, ensuring that NDT methods are capable of detecting all critical defects, i.e. that they are reliable, is of utmost importance. Reliability of NDT is affected by human factors, which have thus far received the least amount of attention in the reliability assessments. With increased use of automation, in terms of mechanised testing (automation-assisted inspection and the ...

A Numerical Model for Self-Compacting Concrete Flow through Reinforced Sections: a Porous Medium Analogy

Apr 20, 2016

Ksenija Vasilić

This thesis addresses numerical simulations of self-compacting concrete (SCC) castings and suggests a novel modelling approach that treats reinforcement zones in a formwork as porous media. As a relatively new field in concrete technology, numerical simulations of fresh concrete flow can be a promising aid to optimise casting processes and to avoid on-site casting incidents by predicting the flow behaviour of concrete during the casting process. The simulations of fresh concrete flow generally involve complex mathematical modelling and time-consuming computations. In case of a casting prediction, the simulation time is additionally significantly increased because each reinforcement bar occurring ...

Wirkungsweise von Polypropylen-Fasern in brandbeanspruchtem Hochleistungsbeton

Apr 15, 2016

Klaus Pistol

Das Hauptanliegen der Arbeit besteht in der experimentellen Erforschung der faserbedingten mikrostrukturellen Schädigungsprozesse in brandbeanspruchtem HPC. Dazu werden das thermische Degradationsverhalten von Polypropylen-Fasern (PP-Fasern) mithilfe thermoanalytischer Verfahren aus der Polymerforschung untersucht und die Wechselwirkung der schmelzenden PP-Fasern mit dem umgebenden Betongefüge unter Verwendung hochtemperaturmikroskopischer Methoden analysiert. Des Weiteren werden erstmalig akustische und röntgentomographische Methoden zur zerstörungsfreien Untersuchung der Rissgenese in thermisch beanspruchten Betonproben kombiniert. Zur Validierung der Ergebnisse und zur Visualisierung von mikroskopischen ...