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Inflammation-related key events stimulated by micro- and nanoplastics
The presence of micro- and nanoplastic particles (MNP) in our environment has raised increasing public and political concern. Increasing evidence suggests that humans are exposed to these MNP, mostly via inhalation or ingestion. The EC-Horizon project POLYRISK (https://polyrisk.science) aims to establish an IATA/AOP-based tiered approach to assess human health risks of MNP. In our research, we focus on assessing immunotoxicological effects of MNP. We have tested a series of primary, secondary, environmentally aged (incubated in River Rine water) and chemically altered MNP for their potential to affect dendritic cells or macrophages. MNP used in this study include primary and weathered PS, ...
Geruchs- und emissionsarme Produkte für eine gesunde Innenraumluft - Entwicklung von Anforderungen für den Blauen Engel bei innenraumrelevanten, großflächigen Produkten
Gerüche in Innenräumen können belästigend wirken und das Wohlbefinden sowie die Gesundheit beeinflussen. Hauptziel der Untersuchungen ist es zu prüfen, ob die Vergabekriterien des Blauen Engels für die Produktgruppen „Elastische Bodenbeläge“ (DE-UZ 120) und „Emissionsarme Bodenbeläge, Paneele und Türen aus Holz und Holzwerkstoffen für Innenräume“ (DE-UZ 176) um geruchsrelevante Aspekte ergänzt werden können. Dies ist erstrebenswert, da Untersuchungen in Vorgängerprojekten gezeigt haben, dass die gemessenen Emissionen untersuchter Produkte zwar abnehmen, die Geruchsbelastung jedoch in etwa gleichgeblieben ist. Die Ergebnisse der Untersuchungen zeigen, dass es möglich ist Anforderungen an den Geruch ...
Kalte Kiste - Tieftemperatur Transport eine sichere Option für kritische Batterien?
Obwohl Batterien und im Besonderen Lithiumbatterien bei normaler Benutzung sicher sind, kann ein Fehlerfall zu einem katastrophalen Event führen. Dabei können giftige Gase frei werden und es kann bis zum Brand der gesamten Batterie kommen. Daher muss der Transport beschädigter Batterien unter sicheren Bedingungen erfolgen. Die Zuständigkeit für den sicheren Transport kritisch defekter Batterien in Deutschland hat die BAM inne. In diesem Zusammenhang erforscht die BAM an sicheren Transportbedingungen, welche im Rahmen dieser Präsentation vorgestellt werden. Dabei zeigen Lithiumbatterien unterhalb einer individuellen Temperatur keinerlei Reaktionen bei kritischer Beschädigung. Diese Temperatur ...
Durability of traditional and innovative disposal container materials and coatings: State-of-the-art and further research within InCoManD
This document provides a consolidated state-of-the-art overview of current knowledge on containers designed to safely isolate heat-generating high-level radioactive waste in deep geological repositories (DGRs). These containers form a vital part of the multi-barrier safety system that ensures long-term protection of people and the environment. Their durability — especially their resistance to corrosion and mechanical stress — is essential, as they are expected to perform over time scales ranging from hundreds to hundreds of thousands of years. The findings presented here are taken from recent research studies out of the EURAD programme and also from the EURAD-1 ConCorD project (Work Package ...
Handgeführtes Laserstrahlschweißen am T-Stoß eines niedrig legierten Stahls
Das handgeführte Laserstrahlschweißen gewinnt in der Industrie zunehmend an Bedeutung, da die hohe Produktivität und die einfache Handhabung Unternehmen wirtschaftliche Vorteile bieten. Derzeit ist der Einsatz in der Industrie jedoch auf Teile mit ästhetischen Anforderungen beschränkt, die häufig aus hochlegiertem Stahl bestehen. Um das Handschweißen mit Laserstrahl auch für Bauteile aus kostengünstigen Stähle mit guten mechanischen Eigenschaften einsetzen zu können, untersucht diese Studie den Einfluss des Schutzgases auf die Porosität am mikrolegierten Stahl HX340LAD mit einer Dicke von 1,5 mm. Getestet wurden die Gase Argon, Stickstoff, CO2 sowie Mischungen aus Argon und CO2 an T-Stöße mit ...
Recycling nickel aluminium bronze grinding chips to feedstock for directed energy deposition via impact whirl milling: Investigation on processability, microstructure and mechanical properties
During the production of ship propellers, considerable quantities of grinding chips from nickel aluminium bronze are produced. This paper examines the mechanical comminution of such chips via impact whirl milling and the utilization of two chip-powder batches as feedstock for a laser-based directed energy deposition process. The materials are characterized via digital image analysis, standardized flowability tests, scanning electron microscopy and energy dispersive X-ray spectroscopy and are compared to conventional, gas atomized powder. The specimens deposited via directed energy deposition are analyzed for density, hardness and microstructure and tensile properties for vertical and horizontal ...
Anwendung einer Kombination aus Laserhybrid- und Unterpulverschweißen zum Fügen dicker Bleche aus Schiffbaustahl EH36
In diesem Beitrag wird ein Schweißverfahren vorgestellt, mit dem 30 mm dicke Bleche aus Schiffbaustahl EH36 effizient und werkstoffgerecht gefügt werden können. Die wirtschaftlichen Vorteile des Verfahrens ergeben sich aus dem Wegfall der aufwendigen Kantenvorbereitung und der Reduzierung des Schweißzusatzbedarfs. Die Stumpfschweißnähte werden in einer Lagen-/Gegenlage-Technik durch Laserhybridschweißen und Unterpulverschweißen ausgeführt. Dabei erfolgt die Laserhybridschweißung als Einschweißung mit einer Tiefe von etwa 25 mm, während die Unterpulvernaht als zweiter Durchgang auf der gegenüberliegenden Seite des Bauteils mit einer Einschweißtiefe von 8 mm aufgebracht wird. Die Überlappung der ...
Anwendung einer Kombination aus Laserhybrid- und Unterpulverschweißen zum Fügen dicker Bleche aus Schiffbaustahl EH36
In diesem Beitrag wird ein Schweißverfahren vorgestellt, mit dem 30 mm dicke Bleche aus Schiffbaustahl EH36 effizient und werkstoffgerecht gefügt werden können. Die wirtschaftlichen Vorteile des Verfahrens ergeben sich aus dem Wegfall der aufwendigen Kantenvorbereitung und der Reduzierung des Schweißzusatzbedarfs. Die Stumpfschweißnähte werden in einer Lagen-/Gegenlage-Technik durch Laserhybridschweißen und Unterpulverschweißen ausgeführt. Dabei erfolgt die Laserhybridschweißung als Einschweißung mit einer Tiefe von etwa 25 mm, während die Unterpulvernaht als zweiter Durchgang auf der gegenüberliegenden Seite des Bauteils mit einer Einschweißtiefe von 8 mm aufgebracht wird. Die Überlappung der ...
Update from ISO/TC 61/SC14/WG4
This talk is an update from ISO/TC 61/SC14/WG4. It describes the production of microplastic test material for the use in an interlaboratory comparison. IWe report the first results of an ILC on microplastic detection methods organized under the pre-stantdardisation plattform of VAMAS (www.vamas.org/twa45/) as Project 2 “Development of standardized methodologies for characterisation of microplastics with microscopy and spectroscopy methods”, within the Technical Working Area TWA 45 “Micro and Nano Plastics in the Environment”. The ILC has gathered 84 participants all over the world representing all continents. Reference materials were developed by BAM to test the main methods for MPs detection ...
Standardized Measurements of Surface - Functionalities on Nanoparticles
Engineered nanoparticles (NPs) with various chemical compositions and surface functionalities are routinely fabricated for industrial applications such as medical diagnostics, drug delivery, sensing, catalysis, energy conversion and storage, optoelectronics, and information storage. NP function, interaction with biological species, and environmental fate are largely determined by surface functionalities. Reliable, reproducible, and standardized surface characterization methods are therefore vital for quality control of NPs, and mandatory to meet increasing concerns regarding their safety. Also, industry, international standardization organizations, regulatory agencies, and policymakers need validated ...
Impact of hydrogen addition, up to 20 % (mol/mol), on the thermodynamic (p, ρ, T) properties of a reference high-calorific natural gas mixture with significant ethane and propane content
Injecting hydrogen into the natural gas grid supports gradual decarbonization. To check the accuracy of equations of state for hydrogen-enriched natural gas mixtures, precise density data from well-characterized reference mixtures are essential. In a prior study, we provided experimental measurements for a natural gas constituted mainly of methane and for two derived hydrogen-enriched mixtures. In the present study, being the second and final part of our investigation, density measurements for a high-calorific natural gas with significant ethane and propane content, along with two hydrogen-enriched variants (10 and 20 mol-% hydrogen) are provided. The mixtures are gravimetrically prepared following ...
Aufgaben der BAM im Bereich Gefahrguttanks
Die Präsentation gibt einen Überblick über die Aufgaben der BAM im Bereich der Gefahrguttanks. Dabei werden die Bereiche Zulassung, Beratung und Information und Forschung im Bereich der Tanks angesprochen.
Reliable analysis of the elemental composition of graphene oxide flakes with energy dispersive spectroscopy (SEM/EDS) and x-ray photoelectron spectroscopy (XPS)
Suspensions of graphene-related 2D materials (GR2M) are broadly used for further applications like printable electronics. The reliable quantification of the composition of graphene-related 2D materials as liquid suspensions is still a challenging task, which can hinder the commercialisation of the products. Specific parameters to be measured are defined, e.g. the oxygen-to-carbon (O/C) concentration ratio, the trace metal impurities, or the functional groups present [1], but reference protocols are still missing. One of the central methods for the quantification is X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) as a rather expensive method. Therefore, the development of cheaper alternatives is highly ...
CV, TEM, XRD and XPS/HAXPES datasets of FeNi-based nanoparticles for the oxygen evolution reaction
The datasets from Cyclic Voltammetry, Transmision Electron Microscopy, X-ray Diffraction, and (Hard Energy) X-ray Photoelectron Spectroscopy are related to the publication H. Habibimarkani, S.-L. Abram, A. Guilherme Buzanich, C. Prinz, M. Sahre, V.-D. Hodoroaba and J. Radnik "In-depth analysis of FeNi-based nanoparticles for the oxygen evolution reaction" Scientific Reports (2025), https://doi.org/10.1038/s41598-025-92720-3 Details of the materials and the experimental procedures are described in this publications.
Investigation of Fe-Ni-O nanoparticles for water splitting
This study investigates the effect of varying iron-to-nickel ratios on the catalytic performance of Fe-Ni oxide nanoparticles (NPs) for the oxygen evolution reaction (OER). Addressing the issue of high energy wastage due to large overpotentials in OER, we synthesized and characterized different NP catalysts with different Fe: Ni oxide ratios. Transmission Electron Microscopy (TEM), Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS), and X-ray Diffraction (XRD) were employed to determine the morphology, elemental and phase composition of the NPs. Furthermore, in-depth profiling with X-rayPhotoelectron Spectroscopy (XPS) and Hard X-ray Photoelectron Spectroscopy (HAXPES) revealedthat iron predominantly ...
Cement and clinker imports: embodied carbon, carbon costs, and the EU Carbon Border Adjustment Mechanism (CBAM)
When the European Union (EU) Carbon Border Adjustment Mechanism (CBAM) comes into force, importers of Portland cement and clinker will be required to purchase carbon allowances for their goods. Herein, the trade flows into the EU are mapped by country and the equivalent carbon dioxide (CO2-eq) emissions from production is modeled. Using average allowance prices, the additional cost passed to the consumer if carbon allowances had been purchased for imports in the modeled years are estimated. Together, this retrospective analysis provides insights into CBAM and the potential implications of carbon allowances on the cost of imported goods.
Repair Welding on Future Pressurized Hydrogen Pipelines
Hydrogen is the energy carrier for a sustainable future without fossil fuels. This requires a reliable transport infrastructure. In this context, the conversion of existing natural gas (NG) grids is an essential part of the worldwide hydrogen strategies, in addition to the construction of new pipelines. Given the known effects of hydrogen embrittlement, the compatibility of the materials already in use (typically low alloy steels in a wide range of strengths and thicknesses) must be investigated. Initial comprehensive studies of the hydrogen compatibility of pipeline materials indicate that these materials can be used to a certain extent. However, pipelines require frequent maintenance and repair ...
Die wechselvolle Geschichte der Carolabrücke in Dresden - Teil 2
Am 11. September 2024 fand in Dresden ein Ereignis statt, welches man in Deutschland nicht erwartet hatte: der Teileinsturz einer Spannbetonbrücke unter Betrieb ohne Vorankündigung. Die Dresdner Carolabrücke war eine Ikone der Ingenieurbaukunst ihrer Zeit. Sie war ein sehr ästhetisches und schlankes Bauwerk. Ihre Konstruktion und Bau wären auch heute noch eine Herausforderung. Die vorhandenen Unterlagen zeugen von einer hohen Entwurfsqualität und einer sehr sorgsamen Bauausführung. Im Beitrag werden die Entstehungsgeschichte, die Konstruktion selbst und der Bau der Brücke vorgestellt. Es wird der Versuch der Rekonstruktion des Einsturzvorgangs unternommen und die Suche nach der Einsturzursache ...
Die wechselvolle Geschichte der Carolabrücke in Dresden
Am 11. September 2024 fand in Dresden ein Ereignis statt, welches man in Deutschland nicht erwartet hatte: der Teileinsturz einer Spannbetonbrücke unter Betrieb ohne Vorankündigung. Die Dresdner Carolabrücke war eine Ikone der Ingenieurbaukunst ihrer Zeit. Sie war ein sehr ästhetisches und schlankes Bauwerk. Ihre Konstruktion und Bau wären auch heute noch eine Herausforderung. Die vorhandenen Unterlagen zeugen von einer hohen Entwurfsqualität und einer sehr sorgsamen Bauausführung. Im Beitrag werden die Entstehungsgeschichte, die Konstruktion selbst und der Bau der Brücke vorgestellt. Es wird der Versuch der Rekonstruktion des Einsturzvorgangs unternommen und die Suche nach der Einsturzursache ...
Hollow Specimen Technique for Tests in High-Pressure Hydrogen Gas: The Path Towards Standardisation and the Case Study of a Pipeline Steel and its Weld
The hollow specimen technique is a simple method that has the potential to make material qualification with gaseous pressurized hydrogen widely applicable for the hydrogen industry at low cost. The feasibility of this method has been demonstrated in several studies, leading to the establishment of an ISO committee for its standardization. Questions have emerged during this process, that currently prevent the method from being standardized for hydrogen testing. These questions relate to specimen geometry, specimen manufacturing and gas quality and are being systematically addressed in the TransHyDE-H2HohlZug project. The aim is to close the identified gaps towards the standardization of this method ...
Thermografie zur Vergleichbarkeit von Emissionsmessung im 3D-Druck
Die Bedeutung der Extrudertemperatur bei kleinen Desktop 3D Druckern der Fused Filament Fabrication (FFF) Technologie auf die Emission von ultrafeinen Partikeln im Druckbetrieb ist nicht zu unterschätzen. Allerdings zeigen kommerzielle 3D Drucker häufig eine systematische Temperaturabweichung zum Sollwert, d.h. die eingestellte Temperatur weicht von der tatsächlichen Temperatur ab. Da die Partikelemission meist temperaturabhängig ist, ist eine genaue Messung der tatsächlichen Extrudertemperatur für den Vergleich von Emissionsdaten aus unterschiedlichen Druckermodellen relevant.
Modifiziertes Rhenania Phosphat aus der Klärschlammverbrennung mit thermochemischem Aufschluss
Es wurde der Stand des BMFTR-Projekts R-Rhenania vorgestellt. Mit einem thermochemischen Aufschluss werden Phosphatphasen in Klärschlämmen bei der Verbrennung zu bioverfügbaren Phosphaten mit guter Düngewirkung umgewandelt. Gleichzeitig werden im Prozess Schwermetalle über die Gasphase entfernt. Die Düngewirkung ist vergleichbar mit konventionellen P-Düngern wie TSP und wurde in Gefäß- und Feldversuchen im ökologischen Landbau nachgewiesen. Der Prozess wird großtechnisch in der Monoverbrennungsanlage Altenstadt, Oberbayern, umgesetzt.
Measurements of Photoluminescence Quantum Yields of Scattering LED Converter Materials
How to Get it Right with the Absolute Measurement of Photoluminescence Quantum Yields of Scattering LED Converter Materials Saskia Fiedler+,a, Florian Frenzel+,a, Christian Würth a, Isabella Tavernaro a, Michelle Grüne c, Stefan Schweizer c,d, Axel Engel e, and Ute Resch-Genger a* a Division Biophotonics, Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM), Richard-Willstaetter-Strasse 11, D-12489 Berlin, Germany; email: ute.resch@bam.de b Present address: Photonic Materials, NWO-Institute AMOLF, Science Park 104, 1098 XG Amsterdam, The Netherlands c Faculty of Electrical Engineering, South Westphalia University of Applied Sciences, Lübecker Ring 2, 59494, Soest, Germany d Fraunhofer Application ...
Revealing the (positive) role of porosity within polymeric additively manufactured lattices via X-ray computed tomography
The mechanical properties of lattice geometries are known to be significantly influenced by a variety of manufacturing defects. This study investigates the influence of porosity on the mechanical behaviour of strut-based body-centred cubic (BCC) lattice structures produced with powder bed fusion with laser beam PBF-LB/P using PA2200 nylon powder. The study combines advanced techniques, including in-situ laboratory X-ray computed tomography (XCT), synchrotron XCT to visualise pores and roughness in high resolution at a single-cell level and image-based finite element analysis (FEA). The findings show that failure in thin-walled AM lattices is governed by the combined effects of porosity morphology ...
Description of a measurement setup for the combined measurement of LLB exposures in dynamic situations using high-resolution measurement technology
In order to gain an understanding of the Low Level Blast (LLB) exposure of soldiers when using weapon systems, it is necessary to characterize these weapon systems with regard to their overpressure effect [1]. Carrying out static measurements of weapon systems in the rough terrain of firing ranges and training areas poses a challenge for sensitive measurement technology. Furthermore, soldiers are often exposed to LLB in dynamic situations [2]. Therefore, commercially available blast gauges are often used, which, however, are not sufficient for high-resolution measurement of overpressure exposures with academic requirements due to their intended use [3]. Static measurement setups, such as with ...
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Study on the determination and the assessment of the residual stress in laser powder bed fused stainless steel structures
Additive manufacturing processes offer extensive advantages for the design freedom of structures through layer-by-layer production. This enables high weight savings as well as the integration of functions such as cooling channels. This technology thus offers great potential to contribute to a sustainable future. The pioneer among these manufacturing processes is the powder bed fusion of metals with laser beams (PBF-LB/M). This process is characterised by high laser scanning speeds and highly localised heat input, which have a strong effect on the microstructure and thus also on the mechanical properties. For example, the austenitic steel 316L exhibits a cellular structure at the subgrain level ...
Zur Analyse der Eigenschaftsdegradation und des Bindungsverhaltens von Wasserstoff in höherfesten Feinkornbaustählen
Der Stahlbedarf in Deutschland wird maßgeblich neben dem Automobilsektor vom Maschinenbau und allgemeinen Bauwesen geprägt. In diesen Segmenten werden qualitativ hochwertige Stähle mit höchsten Ansprüchen an Festigkeit, Verformungsfähigkeit, schweißtechnische Verarbeitung und sicherheitsrelevante Aspekte gestellt. Wichtige Vertreter, welche diesen Ansprüchen gerecht werden, sind die heutigen modernen höherfesten FKB. Aus der Entwicklung dieser Stähle kristallisierten sich in den letzten Jahrzehnten verschiedene Legierungskonzepte und Herstellungsrouten heraus. Dem liegt neben essentiellen Eigenschaften, z.B. Streck- und Zugfestigkeit, noch weitere Anforderungen, bspw. Kaltumformbarkeit, Kerbschlagzähigkeit ...
Verbesserung der Übertragbarkeit von Erstarrungsrissprüfungen nach dem MVT-Verfahren durch Digitalisierung der Probenauswertung
Zur Prüfung der Erstarrungsrissanfälligkeit von Werkstoffen existiert eine Vielzahl von Prüfverfahren, die jedoch oft nur in ihren Grundzügen standardisiert sind. Ein Beispiel ist der an der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung entwickelte und angewendete Modifizierte Varestraint-/Transvarestraint-Test (MVT), der eine von vielen Umsetzungen des Varestraint-Verfahrensprinzips darstellt. Hierbei werden durch Biegung während des Schweißens gezielt Erstarrungsrisse erzeugt und anschließend lichtmikroskopisch vermessen. Die Ergebnisse von Varestraint-Prüfungen charakterisieren jedoch nicht allein das Werkstoffverhalten, sondern sind in hohem Maße von der Konstruktion der jeweiligen Prüfmaschine ...
Einfluss fertigungsbedingter Imperfektionen auf die Schwingfestigkeit von FKV-Schalenstrukturen in Sandwichbauweise
Rotorblätter von Windenergieanlagen (WEA) weisen häufig nach wenigen Jahren, lange vor dem Erreichen der prognostizierten Lebensdauer von 20 bis 30 Jahren Risse in der Blattschale auf. Die Folge sind aufwendige Reparaturen am installierten und schwer zugänglichen Rotorblatt und der kostenintensive Nutzungsausfall durch den Stillstand der WEA. Als mögliche Initiatoren für die Schäden in der Blattschale der Rotorblätter gelten fertigungsbedingte Imperfektionen. Für die Untersuchung des Einflusses dieser Imperfektionen auf das Ermüdungsverhalten der Rotorblätter wurde an der BAM (Bundesanstalt für Mate-rialforschung und -prüfung) ein Prüfstand für statische und zyklische Versuche von Schalensegmenten ...
Ermüdungsverhalten von Glasfaser-Kunststoff-Verbunden unter thermomechanischer Beanspruchung
Die Werkstoffgruppe der Faser-Kunststoff-Verbunde (FKV) hat sich aufgrund ihrer hervorragenden Leichtbaueigenschaften unter anderem im Sportgerätebau, in der Luft- und Raumfahrt und in der Windenergieindustrie etabliert. Die so hergestellten Strukturen sind in der Regel nicht nur mechanischen Belastungen, sondern auch thermischen Lasten in einem breiten Temperaturspektrum ausgesetzt. Dennoch ist die Auswirkung des Temperatureinflusses bei einer Kombination von thermischer und mechanischer Last auf die Lebensdauer von Strukturen aus FKV bisher nur wenig untersucht. Im Rahmen dieser Arbeit wird der Einfluss von Temperaturen zwischen 213 K und 343 K auf einen Glasfaser-Epoxidharz-Verbund experimentell ...
Time-variant reliability of deteriorating structural systems conditional on inspection and monitoring data
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
Das nichtlineare und geschwindigkeitsabhängige 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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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 ...
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BAM Report 2023/24 - Sicherheit braucht Vielfalt
BAM Report 2022/23 - Transformation gemeinsam gestalten
BAM Report 2021/22 - Sicherheit im Wandel
Liebe Leser*innen, wir stehen an der Schwelle einer globalen Transformation, des Aufbruchs in ein neues Zeitalter. Deutschland hat sich verpflichtet, bis 2045 das Ziel der Klimaneutralität zu erreichen, und stellt sich damit der Verantwortung, die Erderwärmung in vertretbaren Grenzen zu halten. Der Weg zu einer CO₂-neutralen Zukunft wird nur mit sicheren Technologien und Innovationen möglich sein. Der Koalitionsvertrag der neuen Bundesregierung betont in seiner Präambel, dass "dieser Fortschritt auch mit einem Sicherheitsversprechen einhergehen muss". Unsere Expertise als Ressortforschungseinrichtung des Bundes mit dem Auftrag, Sicherheit in Technik und Chemie zu gewährleisten, ist daher ...
BAM Report 2020/21 - 150 Jahre Wissenschaft mit Wirkung
BAM Report 2019
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Annual Report 2002/2003