Applications of laser-induced periodic surface structures (LIPSS)

Feb 22, 2017

Jörn Bonse

Laser-induced periodic surface structures (LIPSS, ripples) are a universal phenomenon that can be observed on almost any material after the irradiation by linearly polarized laser beams, particularly when using ultrashort laser pulses with durations in the picosecond to femtosecond range. During the past few years significantly increasing research activities have been reported in the field of LIPSS, since their generation in a single-step process provides a simple way of nanostructuring and surface functionalization towards the control of optical, mechanical or chemical properties. In this contribution current applications of LIPSS are reviewed, including the colorization of technical surfaces ...

Laser-induzierte periodische Oberflächenstrukturen

Feb 22, 2017

Jörn Bonse

Der Vortrag gibt einen Überblick zu aktuellen Projekt- und Publikationsaktivitäten im BAM-Fachbereich 6.4 Technologien mit Nanowerkstoffen zum Thema “Laser-induzierte periodische Oberflächenstrukturen”. Die Herstellung solcher Mikro- und Nanostrukturen mittels ultrakurzer Laserpulse wird beschrieben, wodurch optische, chemische, mechanische oder biologische Oberflächenfunktionalsierungen vorgenommen werden können. Beispiele aus den Bereichen der Farbwirkung, der Benetzbarkeit mit Flüssigkeiten und der Reibungs- und Verschleissminderung werden erläutert.

Gefahrguttransport - Ablaufdiagramm "Verwaltungsvorgang"

Feb 22, 2017

Herbert Saul

Das Poster stellt die verschiedenen Schritte zur Bearbeitung eines Verwaltungsvorangs dar. Dieser beginnt mit der Anbahnung des Vorgangs, mit Prüfung der Rechtsvorschriften und der Erforschung des Kundenwillens. Im nächsten Schritt wird die Vollständigkeit der Unterlagen geprüft, bevor im Fall positiv geprüfter Unterlagen (Nachweis der Erfüllung der Rechtsanforderungen) der Bescheid erstellt und der Verwaltungsakt abgeschlossen werden kann.

Optically detected degradation of NaYF4:Yb,Tm-based upconversion nanoparticles in phosphate buffered saline solution

Feb 22, 2017

O. Pohl; Marco Kraft; J. Kovac; B. Belec; M. Ponikvar-Svet; Christian Würth; D. Lisjak; Ute Resch-Genger

In a proof-of-concept study, we assessed different analytical and spectroscopic parameters for stability screening of differently sized β-NaYF4:20 mol % Yb3+, 2 mol % Tm3+ upconversion nanoparticles (UCNPs) exemplarily in the bioanalytically relevant buffer phosphate buffered saline (PBS; pH 7.4) at 37 and 50 °C. This included the potentiometric determination of the amount of released fluoride ions, surface analysis with X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and steady-state and time-resolved fluorescence measurements. Based on these results, the luminescence lifetime of the 800 nm upconversion emission was identified as an Optimum parameter for stability screening of UCNPs and changes in ...

Four- and Five-Component Syntheses and Photophysical Properties of Emission Solvatochromic 3‑Aminovinylquinoxalines

Feb 22, 2017

C.F. Gers-Panther; H. Fischer; J. Nordmann; T. Seiler; Thomas Behnke; Christian Würth; W. Frank; Ute Resch-Genger; T.J.J. Müller

3-Aminovinylquinoxalines are readily accessible from (hetero)aryl glyoxylic acids or heterocyclic π-nucleophiles by consecutive four- and fivecomponent syntheses in the sense of an activation-alkynylation-cyclocondensation-addition sequence or glyoxylation-alkynylation-cyclocondensation-addition sequence in good yields. The title compounds are highly fluorescent with pronounced emission solvatochromicity and protochromic fluorescence quenching. Time-resolved fluorescence spectroscopy furnishes radiative and nonradiative fluorescence decay rates in various solvent polarities. The electronic structure is corroborated by DFT and TD-DFT calculations rationalizing the observed spectroscopic effects ...

Computertomographie in der BAM

Feb 22, 2017

Dietmar Meinel

Überblicksvortrag über die Aktivitäten des FB 8.5 im Bereich der industriellen Computertomographie

Certification Report for the Isotopic Reference Materials ERM-AE142 and ERM-EB400

Feb 22, 2017

Jochen Vogl; Dorit Becker; Maren Koenig; Y.-H. Yim; K.-S. Lee; H. Goenaga-Infante; D. Malinowskiy; S. Hill; T. Ren; J. Wang; R. D. Vocke; K. Murphy; N. Nonose; O. Rienitz; J. Noordmann

Lead (Pb) isotope amount ratios are commonly used in applications ranging from archaeology and forensic sciences to terrestrial and extra-terrestrial geochemistry. Despite their utility and frequency of use, only three certified isotope amount ratio reference materials are currently available for Pb: NIST SRMs 981, 982 and 983. Because SRM 981 has a natural Pb isotopic composition, it is mainly used for correcting instrumental mass discrimination or fractionation. This means that, at present, there are no other certified isotope reference materials with natural Pb isotopic composition that could be used for validating or verifying an analytical procedure involving the measurement of Pb isotope ...

Vergleichende Untersuchungen zur Bewertung der Ergebnisse von Elutionsverfahren für verschiedene Matrizes und Wasser/Feststoff-Verhältnisse unter Berücksichtigung der gesetzlichen Bezüge in der Bundesrepublik Deutschland und neuer Entwicklungen in CEN/ISO

Feb 21, 2017

Ute Kalbe

Im Vortrag wird der aktuelle Stand der Entwicklung von Elutionsverfahren auf deutscher, CEN und ISO Ebene dargestellt. Dazu werden Ergebnisse zu Robustheitsuntersuchungen und Betrachtungen zur Vergleichbarkeit verschiedener Elutionsverfahren bei bewertungsrelevanten Wasser-/Feststoffverhältnissen zusammengefasst. Ein Focus lag dabei auf Untersuchungen der BAM zur Vergleichbarkeit verschiedener Säulenversuchsverfahren und die Auswirkungen der verschiedenen Versuchsrandbedingungen auf die Konzentration bei verschiedenen Analyten und Matrizes. Des Weiteren wird in diesem Zusammenhang die Zielstellung und Vorgehensweise im UFOPLAN-Projekt “Monitoring zur Verwertung von Bodenmaterial“ vorgestellt ...

Food-dependent aggregation of silver nanoparticles during an artificial digestion

Feb 20, 2017

Claudia Kästner

In the last decade the utilization of silver nanoparticles in consumer related products is strongly enhanced. Therefore, many studies focus on investigations regarding their toxicological potential. This includes investigations concerning uptake, distribution and excretion of the particles. However, little attention was paid to changes of physical and chemical properties of the particles in the human body. A major question is if the particles are size and shape persistent and can survive the digestion process. In this study we analytically monitored the changes in the size distribution of colloidal silver during an artificial digestion process with the help of small angle X-ray scattering. We ...

Tuning the catalytic activity of silver nanoparticles

Feb 20, 2017

Claudia Kästner

The use of silver nanoparticles in consumer related products has significantly increased over the last decade, especially due to their antimicrobial properties. Today they are used in a variety of products, which range from textiles to dietary supplements. Thus, investigations on nanoscale silver become increasingly important in many fields like biomedicine or catalysis. Unfortunately, the results of these studies are extremely diverse and do not lead to a consistent evaluation of the toxicity of silver nanoparticles. The main problem is the use of nonuniform and poorly characterized particles with broad size distributions. To overcome this problem we modified the known polyol process to synthesize ...

Detection of aluminum nanoparticles in biological media and in vitro

Feb 20, 2017

B. Krause

Aluminum is the third most abundant element in the earth crust and therefore ubiquitously detectable in the environment. Mostly found in the form of derivatives such as silicates or oxides, it also occurs as metallic aluminum for example as colorant in sweets or in aluminum foil. With regard to potential toxicological effects, the different solubility of metallic aluminum nanoparticles compared to Al2O3 is of high relevance. Formation of ions may facilitate the crossing of blood-tissue barriers. Distribution towards other organs and subsequent re-formation of particulate aluminum due to milieu changes might occur. Therefore, the determination of solubility is required for proper risk assessment ...

Ökotoxikologische Bewertung reaktiver Brandschutzbeschichtungen

Feb 20, 2017

Ute Kalbe

Die Umweltverträglichkeit reaktiver Brandschutzbeschichtungen wurde anhand einer Kombination von Auslaugprüfungen und nachfolgender Ökotoxizitätstestung in einem Forschungsvorhaben, finanziert durch das DIBt, bewertet. Hierzu wurden drei repräsentative reaktive Brandschutz-beschichtungssysteme, die vom Anwendungsbereich her einer direkten Bewitterung ausgesetzt sein können, untersucht. Der Aufbau bestand aus einem Stahlkörper, der Grundierung, einem Haftvermittler, der reaktiven Komponente sowie einem Deckanstrich. Die Prüfkörper wurden in Auslaugversuchen nach DIN EN 16105 (Intermittierender Wasserkontakttest mit 9 Immersionszyklen und nach CEN/TS 16637-2 (Horizontale dynamische Oberflächenauslaugprüfung ...

Elutionsverfahren im Spannungsfeld von wirtschaftlichen Interessen und Umweltschutz

Feb 20, 2017

Ute Kalbe

Der Vortrag stellt die gestalterischen Spielräume bei der Entwicklung von Elutionsverfahren dar. Die Umsetzung der Schlussfolgerungen aus wissenschaftlichen Untersuchungen zu den Versuchsrandbedingungen in die Normung wird oft durch politische Faktoren erschwert. Die Auswirkungen dieses umweltpolitischen Zielkonfliktes und die normungspolitischen Randbedingungen vor allem auf Europäischer Ebene werden erläutert.

Modellierung der Stofffreisetzung aus Sportböden auf Kunststoffbasis zur Bewertung der Boden- und Grundwasserverträglichkeit

Feb 20, 2017

Ute Kalbe

Der Vortrag fasst die Ergebnisse eines Forschungsvorhabens zusammen, das von der Bundesanstalt für Sportwissenschaft finanziert wurde (BISp 081401/14). Aufbauend auf den experimentellen Daten aus einem Vorgängervorhaben wurde die analytische und numerische Beschreibung des Abklingverhaltens relevanter mobilisierbarer Stoffe aus in Deutschland typischen Bauweisen für Kunststoffrasen und Kunststoffsportbelägen vorgenommen. Anschließend wurde der Schadstofftransport aus Kunststoffrasen und Kunststoffsportbelägen für den Pfad Boden – Grundwasser bewertet. Im Ergebnis kann aufgrund des kurzfristigen Rückgangs der Konzentrationen bewertbarer Stoffe und Parameter im Sickerwasser der betrachteten Kunststoffrasen ...

RC-Leichtgranulate - Leichte Gesteinskörnungen aus ziegelhaltigem Mauerwerkbruch

Feb 20, 2017

A. Eis; S. Ortlepp; H.-M. Ludwig; A. Schnell; Katrin Rübner

Bericht über ein laufendes Forschungsvorhaben zur Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung von leichten Gesteinskörnungen für die Produktion von Leichtbeton und -mörtel aus ziegelhaltigen Bau- und Abbruchabfällen durch thermische Porosierung.

Aschen aus dem Altpapierrecycling

Feb 20, 2017

Katrin Rübner

Sortierrückstände, Faserreststoffe und Schlämme aus der Altpapieraufbereitung und dem Deinking werden gegenwärtig entweder deponiert oder einer energetischen Verwertung zugeführt. Es gibt Bemühungen, die Reststoffe kontrolliert bei Temperaturen zwischen 700 °C und 800 °C zu calcinieren, um dadurch direkt einen metakaolinhaltigen puzzolanisch wirkenden Zementbestandteil oder Betonzusatzstoff herzustellen. Üblicherweise erfolgt die Verbrennung der Papierreststoffe aber beim Papierrecycler bzw. –hersteller in dezentralen Heizkraftwerken, in denen mittels Kraft-Wärme-Kopplung Strom, Wärme und Dampf erzeugt werden. Der auf die Strom- und Wärmeerzeugung optimierte Prozess verläuft bei Temperaturen ...

Synchrotron radiation micro X-ray fluorescence spectroscopy of thin structures in bone samples: comparison of confocal and color X-ray camera setups

Feb 20, 2017

M. Rauwolf; A. Turyanskaya; A. Roschger; J. Prost; R. Simon; O. Scharf; Martin Radtke; T. Schoonjans; Ana Guiherme-Buzanich; K. Klaushofer; P. Wobrauschek; J.G. Hofstaetter; P. Roschger; C. Streli

In the quest for finding the ideal synchrotron-radiation-induced imaging method for the investigation of trace element distributions in human bone samples, experiments were performed using both a scanning confocal synchrotron radiation micro X-ray fluorescence (SR-mXRF) (FLUO beamline at ANKA) setup and a full-field color X-ray camera (BAMline at BESSY-II) setup. As zinc is a trace element of special interest in bone, the setups were optimized for its detection. The setups were compared with respect to count rate, required measurement time and spatial resolution. It was demonstrated that the ideal method depends on the element of interest. Although for Ca (a major constituent of the bone with ...

Schlussbericht zum MNPQ-Projekt 18/11 - Simulationsbasierte Effizienzsteigerung bei Nanofokus-Röntgenröhren für höchstauflösende Materialprüfung

Feb 20, 2017

Carsten Bellon

Ziel des Projektes war, mit Hilfe von Computersimulationen die Brennfleckgröße, das Spektrum und die erreichbare Dosisleistung von Transmissionsröhren vorherzusagen sowie diese Kenngrößen zu optimieren. Hierbei sollten insbesondere die Materialien und Schichtdicken von Substrat und strahlungserzeugender Schicht untersucht werden. Eine Voraussetzung für die Überprüfung der Ergebnisse ist die reproduzierbare, korrekte messtechnische Erfassung von Brennfleckgrößen unterhalb 5 μm.

CT for additive manufacturing process characterisation: assessment of melt strategies on defect population

Feb 20, 2017

Fabien Léonard

Selective Electron Beam Melting (SEBM) is a promising powder bed Additive Manufacturing (AM) technique for near net-shape manufacturing of high-value titanium components. However, as with every emerging technique, the manufacturing processes can still be greatly improved and optimised. In particular, the links between AM settings and the resulting sample porosity is of great interest, as the fatigue life of SEBM parts is currently dominated by the presence of porosity. In this study, the size, volume fraction, and spatial distribution of the pores in model samples have been characterised in 3D, using X-ray Computed Tomography ...

Wood borers in structural timber - European regulations for their control and can TTIP comply?

Feb 20, 2017

Rudy Plarre

The control of wood boring beetles in structural timber is uniformly regulated in the European Union. Registration and authorization of wood preservatives for the European market has to follow a regulated procedure as described under the Biocidal Product Directive “EU 528/2012”. Non-biocidal measures of control such as by physical means are regulated individually by each member state on the national level. The Biocidal Product Directive demands voluminous data sets for product identity, environmental and health risk assessments, proof of efficacy, and management strategies to avoid the development of resistance, just to name the most important. With TTIP (Transatlantic Trade and Investment ...

Gas als Energieträger - Die Kompetenz der BAM in Fragen der sicheren Druckspeicherung

Feb 20, 2017

Georg W. Mair

Der Impulsvortrag zeigt zunächst Wasserstoff und weitere Anwendungen von Gasen als Energieträger auf, die auf der Druckspeicherung basieren. Dies leitet über zum Aspekt der Risikokommunikation und dessen Bezug zum Beurteilungskonzept der BAM. Die Kompetenz der BAM bzgl. Wasserstoff in der Beratung, der Prüfung und der Forschung wird kurz umrissen. Im Ergebnis werden auf dieser Basis Fragen zur Wasserstoffsicherheit aufgezeigt, an deren Beantwortung die BAM erfolgreich und öffentlichkeitswirksam arbeiten könnte.

The UN-Service Life Test Procedure & Lebensdauerüberwachung Typ II

Feb 20, 2017

Georg W. Mair

Der Vortrag führt in die Vorgaben der UN-Modellvorschriften ein, ein „Gas cylinders - service life testing for cylinders and tubes of composite construction“ zu gewährleisten. Hierzu werden kurz die betroffenen Umschließungen vorgestellt und die Interaktion von relevanten Regelwerksänderungen und der Beauftragung von ISO, einen TR hierzu zu erstellen, erläutert. Dies wird ergänzt durch eine zusammenführende Darstellung der Veränderungen im Regelwerk zum Thema und den vorbereitenden und begleitenden Maßnahmen durch die BAM über die letzten fasst 20 Jahre. Die im Regelwerk vorgeschlagene Maßnahme, zwischen Auslegungslebensdauer und Betriebslebensdauer zu unterscheiden, wird erläutert und begründet ...

Nationale Weiterverwendung von Bergungs-Druckgefäßen

Feb 20, 2017

Georg W. Mair

Der Vortrag zeigt die aktuelle Rechtslage bzgl. Bergungsdruckgefäße und die hierzu vom BMVI und der BAM veröffentlichten Dokumente. Darüber hinaus werden die Informationen dargestellt, die der BAM derzeit über Betrieb und Bauweise von Bergebehältern vorliegen. Der Vortrag informiert über mögliche Alternativen, die ggf. angestrebte Weiterverwendung alter Bergebehälter unter dem Vorbehalt der positiven Prüfung zu gestatten. Der Vortrag schließt mit einer Reihe von Fragen an die anwesenden Betreiber, deren Beantwortung der BAM hilt, das weitere Vorgehen zur Erfüllung der behördlichen Aufgabe effizient und kundenoritiert zu gestalten.

Material analysis: authentication or forgery detection?

Feb 20, 2017

Ira Rabin

The lecture will discuss the sensitive issue of authentication of the objects of cultural heritage of immense cultural and monetary value if certified to be genuine. It will be made clear that material analysis alone, especially its non-destructive variety conducted by specialists in a single technique, can not prove that the object is genuine. The best material analysis can do, after all appropriate tests have been conducted, is to announce that nothing has been found that contradicts the assumption of genuineness. Moreover, the results of the natural analysis can never be used as the only justification of the authentication in the cases of composite objects such as manuscripts or epigraphs ...

Observations on writing materials of the DSS

Feb 20, 2017

Ira Rabin

The experimental knowledge about the inks of antiquity and late antiquity rarely goes beyond their visual description. In rare cases, inks typology has been determined by means of microscopy and reflectography, i.e. using their physical and optical properties, respectively. Soot, plant, and iron gall inks form different typological classes of historical black writing materials. Soot ink is a fine dispersion of carbon pigments in a water-soluble binding agent; plant-based ink consists of tannin solution; iron gall-ink presents a boundary case between soot and plant ink— a water soluble preliminary stage (similar to inks from the second group) oxidizes and evolves into a black, insoluble material ...

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 ...

Analyse der Schallemissionssignale aus Ermüdungsrisswachstum und Korrosionsprozessen Untersuchung der Möglichkeiten für die kontinuierliche Zustandsüberwachung von Transportbehältern mittels Schallemissionsprüfung

Mar 9, 2016

Janne Wachsmuth

Die Schädigung von Gefahrgutbehältern während ihres Transports durch Korrosion und Ermüdungsrisswachstum sind Ursache von Unfällen, die Menschenleben gefährden, die Umwelt schädigen und hohe Sachschäden verursachen. Um solchen Unfällen vorzubeugen, werden präventive Intervallprüfungen durchgeführt. Diese sind jedoch kostenintensiv, unter anderem durch die Standzeit der Transportmittel. Eine Alternative bietet die Idee einer kontinuierlichen Zustandsüberwachung mittels Schallemissionsprüfung (SEP). So sollen Materialfehler sofort nach dem Entstehen entdeckt und repariert werden können. Die Schallemissionsprüfung ist eine online Methode der Familie der zerstörungsfreien Prüfung. Schallemission ...

Reactive Boundary Layers in Metallic Rolling Contacts

Mar 9, 2016

John Burbank

In order to meet the goal of reducing CO2 emissions, automotive industry places significant importance on downsizing components to achieve greater efficiency through lower weight and reduced friction. As friction reductions are associated with energy efficiency and wear protection with resource conservation, ever greater attention has been given to adamantine carbon- based coatings and high-alloyed steels. Such applications are, however, associated with high production costs and energy expenditures, as well as many technical difficulties. Therefore a key issue in meeting the goals of friction reduction, wear protection and development of comprehensive lightweight strategies is whether or not ...

Kurzfaserverstärktes Polyamid — Charakterisierung der Mikroschädigungsentwicklung unter zweiachsiger mechanischer Last

Mar 9, 2016

Karoline Lenke

In der vorliegen Arbeit wird ein kurzglasfaserverstärktes Polyamid 6 unter zweiachsiger mechanischer Belastung charakterisiert. Die Analyse umfasst das einachsige und zweiachsige Ermüdungsverhalten unter Zug-, Torsions- und Zug-Torsionslast sowie die dabei auftretende charakteristische Mikroschädigungsentwicklung. Zur Beschreibung des Ermüdungsverhaltens unter zweiachsiger Axial-Torsionslast kann das auf Ermüdungslasten angepasste, nicht-differenzierende Tsai-Hill-Kriterium angewendet werden. Die Mikroschädigungsanalyse erfolgt begleitend zu den mechanischen Belastungsversuchen mit der zerstörungsfreien Prüfmethode der Röntgenrefraktionsanalyse. Durch fraktographische Analysen des Werkstoffes ...

Experimentelle Untersuchung und Analyse der Schädigungsevolution in Beton unter hochzyklischen Ermüdungsbeanspruchungen

Mar 9, 2016

Marc Thiele

Im Mittelpunkt der vorliegenden Arbeit steht das Ermüdungsverhalten von Beton unter hochzyklischen Druckschwellbeanspruchungen. Der aktuelle Wissensstand bezüglich des Ermüdungsverhaltens ist nach wie vor sehr lücken

Signatur der Streuung von Radarwellen durch die Heterogenität von Beton

Jan 18, 2016

Thomas Kind

Das Radarverfahren ist ein schnelles bildgebendes Verfahren für die Untersuchung der inneren Struktur von Stahlbeton-Bauwerken und wird seit längerem erfolgreich für die zerstörungsfreie Untersuchung von Brückenbauwerken eingesetzt. Für die Rekonstruktion der Lage der Bewehrung reicht die Annahme einer homogenen Materialeigenschaft des Betons meistens aus. Nähere Untersuchungen der empfangenen Streuungen der Radarwellen zeigen, dass neben der starken Streuung der Radarwellen an den metallischen Einbauteilen auch schwache Streuungen existieren. Diese schwachen Streuungen im Beton wurden nun erstmals in dieser Arbeit untersucht und können der Heterogenität des Betons zugeordnet werden. Die schwachen ...

Beitrag zur Ermittlung vorrangig konstruktiver Einflussgrößen auf die Heißrissinitiierung an geschweißten Bauteilen

Nov 9, 2015

Christian Gollnow

Die bisherigen Forschungsergebnisse ermöglichen, ungeachtet der Vielzahl existenter experimenteller und numerischer Ergebnisse, keine allgemeingültige Heißrisscharakterisierung und speziell Erstarrungsrisscharakterisierung. Ursächlich hierfür ist vor allem die Vielzahl von Einflussgrößen und damit die komplexe Interaktion dieser Mechanismen, die eine generelle Beschreibung des Heißrissphänomens erschwert. Die Heißrissentstehung und somit die Erstarrungsrissinitiierung werden durch die Interaktion von Schweißprozess, Metallurgie und Design beschrieben. Die Literaturrecherche zeigt, dass bei der Erstarrungsrisscharakterisierung der konstruktive Aspekt vielfach unterschätzt wird. Hierbei werden ...

Abscheidung ultradünner funktionalgruppentragender Polymerschichten auf Metalloberflächen mittels Elektrospray Ionisation

Sep 22, 2015

Korinna Altmann

Funktionalisierte Oberflächen sind in vielen Bereichen, z. B. als Haftvermittler in Polymerkompositen, für katalytische Anwendungen oder als Sensoren von Interesse. Für viele solcher Anwendungen ist es ausreichend, den verwendeten Werkstoff mit einem ultradünnen Polymerfilm zu überziehen. Dazu gibt es bislang einige Verfahren, wie z. B. Chemical Vapour Deposition, Layer-by-Layer-Technik, Langmuir-Blodgett-Technik oder Spin-Coating, die alle bestimmte Nachteile haben. In der vorliegenden Arbeit wurden wenige Nanometer dicke Polymerschichten auf metallischen und nicht-metallischen Substraten mittels Elektrospray Ionisation abgeschieden. So wurden typischerweise etwa 10 nm dicke Schichten von ...

Herstellung, Charakterisierung und Funktionalisierung polymerer Nanopartikel und Untersuchung der Wechselwirkungen mit biologischen Systemen

Aug 20, 2015

Regina Bleul

Die Nanomedizin beschäftigt sich unter anderen mit der Frage, wie sich die Behandlung gefährlicher Krankheiten effizienter und sicherer gestalten lässt, deren konventionelle Therapie oftmals mit schweren Nebenwirkungen einhergeht. Die Vision ist, ein theranostisches Wirkstoffträgersystem zu schaffen, das seinen therapeutischen Cargo sicher an den Wirkort transportiert, dort freisetzt und gleichzeitig in Echtzeit verfolgt werden kann, um die Therapie individuell anzupassen. Die Grundlage für die erfolgreiche Entwicklung eines Wirkstoffträgersystems bilden Untersuchungen zum Verhalten von nanopartikulären Substanzen in physiologischer Umgebung. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden polymere ...

Zum Einfluss der Wärmeführung auf die Rissbildung beim Spannungsarmglühen dickwandiger Bauteile aus 13CrMoV9-10

Aug 17, 2015

Thomas Lausch

Wirtschaftliche und ökologische Aspekte führten in den letzten Jahren zu deutlich gesteigerten Anforderungen an die Effizienz und die Flexibilität petrochemischer Anlagen. Die heutzutage geforderten Prozesstemperaturen und -drücke lassen sich nur durch den Einsatz neuer warmfester Stahlgüten erreichen. Der mit Vanadium modifizierte Stahl 13CrMoV9-10 weist eine bessere Kriech und Druckwasserstoffbeständigkeit auf und wird seit Mitte der 90er Jahre im petrochemischen Reaktorbau eingesetzt. Aufgrund der niedrigen Zähigkeit und hohen Festigkeit des Schweißgutes im geschweißten, nicht spannungsarm geglühten Zustand sowie einer erhöhten Sensitivität gegenüber Spannungsrelaxationsrissen bedarf dieser ...

Charakterisierung von Gesteinsbewuchs und -verwitterung durch einen Modellbiofilm

Aug 6, 2015

Franz Seiffert

Natürliche Gesteinsformationen und von Menschen aus Gesteinsmaterial erschaffene Gebäude oder Monumente werden bei genügend langer Inkubation von zahlreichen Mikroorganismen besiedelt, welche komplexe Ökosysteme bilden. Dies führt oft zu Verfärbungen der Gesteinsoberflächen durch Pigmente der Mikroorganismen. Zudem können die Organismen das Gestein angreifen und zusammen mit abiotischen Faktoren eine Auflösung herbeiführen, was von essenzieller Bedeutung für die Bildung von Böden und gleichzeitig kritisch für die Erhaltung von Kulturgütern ist. Ein profundes Verständnis der Primärbesiedlung auf Gesteinen ist eine Voraussetzung, um Prozesse der Sukzession und der Gesteinsverwitterung besser nachvollziehen ...

Modellierungsansätze und neue Brennhilfsmittelkonzepte für die LTCC-Drucksintertechnologie

Jul 27, 2015

Björn Mieller

Niedrigsinternde Glas-Keramik-Komposite (LTCC, low temperature co-fired ceramics) werden erfolgreich als kompakte, mehrlagige Schaltungsträger in der Automobilindustrie und Hochfrequenztechnik eingesetzt. Dazu werden sie mit Verfahren der Folien- und Multilayertechnik verarbeitet und gemeinsam mit aufgedruckten Metallisierungen bei Temperaturen bis 900 °C co-gesintert. Besonders bei hohen Anforderungen an die Reproduzierbarkeit der Sinterschwindung hat sich das Sintern mit axialer Druckunterstützung etabliert, wodurch unter anderem die Schwindung in der Ebene der Einzelfolien unterdrückt werden kann. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die LTCC-Drucksintertechnologie unter zwei Gesichtspunkten ...

Development, Characterization and Durability of Switchable Information Carriers based on Shape Memory Polymers

Jun 16, 2015

Melanie Ecker

The aim of this thesis was the development of switchable information carriers based on shape memory polymers (SMPs) and the investigation of their durability. Deployed as a new kind of security label, such technology may be an effective tool to prevent counterfeiting and product piracy. Thermoplastic as well as thermoset SMPs turned out to be applicable as a specific substrate for the fabrication of switchable information carriers. In particular, a physically cross-linked and semi-crystalline poly(ester urethane) (PEU), and a chemically cross-linked epoxy-based polymer were investigated. Both SMPs were able to undergo distinct changes in shape upon triggering, which is commonly known as the ...

Silbernanopartikel und Silberionen: Physikalisch-chemische Charakterisierung und molekulare proteomische Effekte auf humane Enterozyten

Jun 11, 2015

Ulf Hansen

Silbernanopartikel (Ag-NP) können, bedingt durch ihre wachsende Anwendung im Lebensmittelbereich, vermehrt oral aufgenommen und über den Intestinaltrakt resorbiert werden. Die Diversität der physikalisch-chemischen Eigenschaften, der in toxikologischen Studien eingesetzten Nanopartikel (NP), macht eine allgemein gültige Aussage zu ihren physiologischen Wirkungen nicht trivial. Auch die Ursachen ihrer zytotoxischen Eigenschaften werden weiterhin kontrovers diskutiert. Basierend auf diesen Fragestellungen, wird in dieser Arbeit die physikalisch-chemische Charakterisierung von toxikologisch relevanten Partikeleigenschaften vorgestellt, welche das Zellkulturmedium (ZKM) als chemische Umgebung ...

Mikromechanische Modellierung der Korngrenzenschädigung in einer Kupferlegierung unter Kriechbeanspruchung

May 28, 2015

Markus Vöse

Mit dem Ziel, die auf der Ebene der Kornstruktur ablaufenden Prozesse mit in die Beschreibung des Kriechverhaltens polykristalliner Werkstoffe einzubeziehen, wurde in der vorliegenden Arbeit zunächst die Schädigungsentwicklung einer einzelnen Korngrenze untersucht. Hierfür wurde eine spezielle Simulationsmethode verwendet, deren Lösungsansatz auf holomorphen Funktionen basiert. Die für die Simulationen berücksichtigten Mechanismen umfassten insbesondere Nukleation, Wachstum durch Korngrenzendiffusion, Zusammenwachsen und Schrumpfen bis zum vollständigen Sintern von Korngrenzenporen. Auf Grundlage der Simulationsergebnisse konnte ein vereinfachtes Porositätsmodell entwickelt werden, welches ...