BAM-Publica - Publikationsserver der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung
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Additive Fertigung von Bauteilen und Strukturen – Grenzen, Risiken, Chancen
No full textDieser Eröffnungsvortrag des DVM-Tages beleuchtet Herausforderungen in der additiven Fertigung und plädiert für eine enge Zusammenarbeit von Fertigungstechnik und Bruchmechanik für die Vorhersage der Lebensdauer AM-gefertigter Komponenten
Advancing Sustainable Composites: Challenges and innovations
No full textWith the increased use of carbon fibre polymer matrix composites comes the important question of their management at the end of their life cycle. Given the high costs associated with carbon fibre production, recycling carbon fibres from composite waste is a desirable source of reinforcing fibres for new applications. However, current recycling methods result in recycled carbon fibres that are short with little to no orientation which can only be used in applications requiring intermediate strength at a fraction of the potential of the continuous, aligned virgin fibres. Thus, a method to recycle fibres with their original length and orientation intact is vital to truly realising a circular economy for carbon fibre polymer composites.
Our research introduces a novel hierarchical composite aimed at preserving the length and orientation of carbon fibres on recycling. Virgin carbon fibres are encapsulated in an insoluble epoxy matrix to form tapes that serve as the primary units of the hierarchical structure. The primary epoxy matrix protects the fibres from chemical and environmental elements while maintaining their permanent orientation. The primary tape units are subsequently embedded in a secondary recyclable matrix polymer to make larger composite structures. Elium, a thermoplastic that dissolves in acetone and has mechanical properties comparable to epoxy, was chosen as the secondary matrix of choice in this study. This approach aims to achieve a composite that is mechanical equivalent to thermoset composites while facilitating easy recycling with minimal impact on the fibres in the primary unit
63. DAfStb-Forschungskolloquium in der BAM - Themenblock 5: Bauteile und Bauwerke
No full textEin weiterer Fokus des 63. DAfStb-Forschungskolloquiums (Tagungsband: DOI 10.26272/opus4-61338) lag auf den Bauteil- und Bauwerksuntersuchungen. Insbesondere wurde hier ein Einblick in die Forschungsaktivitäten in den BAM-Themenfeldern „Infrastruktur“ und „Energie“ gegeben. Thematisch wird dabei der Bogen von der Dauerhaftigkeit von Betonfahrbahndecken über die Extrembeanspruchung von Bauteilen und Bauwerken mittels Brand und Impact bis zum Bauwerksmonitoring und der Zustandsanalyse von Bestandsbauwerken gespannt
Multi-technique computational assessment of fluoride uptake in enamel using PIGE, NEXAFS, and Raman spectroscopy
No full textThis study explores F incorporation in enamel via PIGE, NEXAFS, and Raman spectroscopy, integrating experimental/simulated spectra. Machine Learning boosts data interpretation, offering key insights into F delivery for clinical application
Elastomerdichtungen für Wasserstoffanwendungen - Vergleich des Alterungsverhaltens in Luft und Wasserstoff
No full textIn diesem Beitrag soll ein Fokus auf das Alterungsverhalten von Elastomerdichtungen unter Wasserstoff gelegt werden. Hierfür wurden Untersuchungen bei einem mittleren Wasserstoffdruck über Alterungszeiten von bis zu 100 Tagen durchgeführt. Das Alterungsverhalten wird im Vergleich der Alterungseffekte unter thermooxidativen Bedingungen betrachtet und bewertet.
Die Annahme, dass der Alterungseffekt unter Wasserstoff stets weniger ausgeprägt ist als an Luft bestätigt sich nicht durch die Ergebnisse
Toward Symmetric Organic Aqueous Flow Batteries: Triarylamine‐Based Bipolar Molecules and Their Characterization via an Extended Koutecký–Levich Analysis
No full textSymmetric organic flow batteries (SOFBs) can potentially address membrane crossover problems by employing bipolar redox‐active organic molecules (BROMs). Herein, a triarylamine (TAA) skeleton was chosen as a posolyte moiety for a new class of bipolar molecules for pH‐neutral aqueous flow batteries (FBs). Pyridinium and viologen derivatives were tethered to the posolyte moiety, and the new compounds were characterized. Cyclic voltammetry revealed that only viologen with a highly hydrophilic substituent, connected to the TAA moiety via a Zincke reaction, could be reversibly reduced. Varying the supporting electrolyte concentration on the selected derivative revealed water solubility as a challenge for further development. The selected derivative, MeO‐TPA‐Vi‐DMAE, was subjected to hydrodynamic voltammetry, and a modified Koutecký–Levich analysis was developed to investigate the observed potential‐dependent currents at the hydrodynamically dominated region, which are often seen with redox‐active organic molecules. This model discarded a purely Ohmic effect, showing a useful Levich slope at a certain overpotential before the onset of a secondary reaction. TAA‐based BROMs hold promise for pH‐neutral aqueous SOFBs, and the results will guide the design of new derivatives. The three‐term Koutecký–Levich relation here introduced will be useful not only to develop BROM‐based FBs but will most likely appeal to a much broader audience
CEQAT-DGHS Interlaboratory test programme for chemical safety - status and activities - New RR UN Test N.5 with verification apparatus -
No full textThe UN Test N.5 "Test method for substances which in contact with water with flammable gases", according to the Chapter 33.5.4 of the UN Manual of Tests and Criteria is one of the tests performed at BAM and was already investigated in detail. As a conclusion from these investigations a new verification method for the verification of this gas flow measuring test apparatus for the method UN Test N.5 was developed at BAM and is presented in this presentation as well as general aspects in the development of verification procedures will be explained. The planned interlaboratory test to validate the new verification method is discussed in this presentation
Simulation of hydrogen distribution in submerged arc welded heavy plates as tool for evaluating cold cracking sensitivity for offshore structures
No full textFoundation structures for offshore wind turbines are typically made of heavy plate struc-tural steels, such as S420ML, welded by submerged arc welding. Due to the welding process conditions, higher amounts of hydrogen can be introduced. In this context, large plate thicknesses result in long diffusion paths and a prolonged diffusion time for hydrogen at ambient temperature and possible delayed hydrogen-assisted cold cracking. As a result, hydrogen can accumulate in areas of high mechanical stress and strain. Due to the delayed diffusion, a minimum waiting time of up to 48 h must be observed before non-destructive testing can be performed. In addition, the assessment of possible cold crack locations is very complex. For this reason, a numerical model of a component-like weld test was developed to simulate the temperature field during welding and subsequent cooling. A hydrogen diffusion model based on the temporal-local temperature distribution was established. It was applied to simulate the change of hydrogen distribution as a function of temperature cycle during multi-layer welding and further for the entire waiting time interval ≤ 48 h. As a result, crack critical areas could be evaluated in terms of accu-mulated hydrogen. An advantage of the diffusion model is the simulation of a normalized concentration, i.e. between "0" (no hydrogen) and "1" (max. concentration), which can be scaled to experimentally determined hydrogen concentrations. Finally, selected results for increased real hydrogen ingress are presented, which confirm the relatively high crack resistance of the S420 submerged arc welded joint
Einsatz neuartiger Erwärmungsstrategien mit zeitlicher Modulation zur Steigerung der Detektionsgrenzen in der aktiven Laserthermografie
No full textModerne Lasersysteme haben sich als vielseitige Wärmequellen für aktive thermografische Prüfungen erwiesen. Im Vergleich zu herkömmlichen Lichtquellen wie Blitz- oder Halogenlampen können ihre Ausgangsleistungen leicht moduliert werden, was eine Vielzahl komplexer Anregungen ermöglicht. Diese Studie untersucht die Wirksamkeit verschiedener zeitlich strukturierter Erwärmungsmethoden zur Detektion und Tiefenbestimmung von Defekten.
Insgesamt werden verschiedene komplexe zeitlich strukturierte Erwärmungsmuster verglichen, darunter Einzelpuls und kodierte Anregung mit Barker-Codes und Legendre-Sequenzen, sowie klassische Lock-in- Modulation und neuartige Multifrequenz-Lock-in Anregung. Die Untersuchung konzentriert sich auf dabei auf die Erreichung einer maximalen Temperaturerhöhung zur Steigerung des Signal-Rauschverhältnisses auch bei Anregungen mit großen Frequenzinhalt und die erreichte Qualität der Defekterkennung bei unterschiedlichen Anregungsschemata.
Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass kodierte Anregungen wie Barker- und Legendre-Sequenzen im Vergleich zur Einzelpulsheizung nicht nur höhere Temperaturanstiege, sondern bei gleichem Frequenzinhalt auch eine bessere Defekterkennung ermöglichen. Insbesondere die Mehrton-Modulation zeigte den höchsten Temperaturanstieg und ermöglicht die Bewertung in verschiedenen Tiefen ohne Verlängerung der Messzeit. Die Verwendung kodierter Anregungen bietet signifikante Vorteile bei der thermografischen Erkennung interner Defekte. Die Ergebnisse dieser Studie tragen dazu bei, die Effizienz und Genauigkeit der thermografischen Prüfmethoden zu verbessern, insbesondere bei der Untersuchung von Materialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit und tief verborgenen Defekten.
Besonders an den untersuchten Modulationsmethoden profitieren alle Anregungsmethoden, die aktuell technologie- oder prinzipbedingt unter geringen realisierbaren Ausgangsleistungen leiden. Besonders hervorzuheben ist hier die Nutzung von Laserprojektoren als Wärmequelle, die vielseitig einsetzbar eine räumlich strukturierte Erwärmung für thermografische Prüfungen ermöglichen, jedoch bisher stark in ihrer optischen Ausgangsleistung limitiert sind
