Abschlussarbeiten, HiWi-Stellen und Praktika

Dynamisch-Mechanische Eigenschaften von Kunststoffen bei akustischen Frequenzen – Zeit-Temperatur-Verschiebungsprinzip

 

 

Art der Arbeit

Bachelor-/Masterarbeit

Motivation

Ob elektrische Kettensäge, Bohrmaschine, Küchenmixer oder Föhn, zwei Dinge sind diesen Geräten gemein: ihr meist sehr lautes oder unangenehmes Betriebsgeräusch und zahlreiche Bauteile aus Kunststoff. Aus materialwissenschaftlicher Sicht bieten Polymere eine Vielzahl an potentiellen Stellschrauben die Schallabsorption zu optimieren. So kann beispielsweise die innere Dämpfung von polymeren Werkstoffen über Polymer-Blends oder  eingebettete faser- oder plättchenförmige Partikel angepasst werden. Am Fraunhofer ICT werden dazu mit Hilfe des Compoundier-Prozesses verschiedenartige Materialkonzepte abgebildet. Zur Beurteilung des Dämpfungsverhaltens der neu entwickelten Materialien eignet sich zum Beispiel auch eine Dynamisch-Mechanische-Analyse (DMA). Die messtechnische Erfassung von mechanischen Kennwertverläufen über einen weiten Frequenzbereich unterliegt jedoch den technischen Grenzen der verwendeten Messtechnik. Eine mögliche Methode zur Überwindung dieser Grenzen, ist die Zeit-Temperatur-Verschiebung. Durch Anwendung dieses Prinzips lässt sich das viskoelastische Verhalten von linearen Polymeren über einen weiten Frequenzbereich darstellen.

Inhalt

Ziel dieser Arbeit ist die Methodenetablierung zur Bestimmung der inneren Dämpfung in einem breiten Frequenz und Temperaturbereich, die Qualifikation der Methodik durch vergleichende Betrachtung und ggfs. die Erprobung an bestehenden Werkstoffkonzepten.

Aufgabenstellung

  • Einarbeitung in die theoretischen Prinzipien des „Zeit-Temperatur-Verschiebungs-Prinzips“ (tTS)
  • Einlernen in die Bedienung der am ICT vorhandenen DMA-Prüfmaschine
  • Ausarbeitung eines Konzepts zur praktischen Umsetzung des tTS
  • Vergleich der Anwendbarkeit der Zeit-Temperatur-Verschiebung für unterschiedliche Normal-belastungsarten (Zug, Biegung)
  • Charakterisierung von ausgewählten polymeren Compounds

Themengebiet

 

Werkstoffkunde, Materialwissenschaft, Polymere, Akustik

 

Anforderungen

 

  • Wissenschaftliches bzw. technisches Studienfach
  • Rheologie von Polymeren

 

Beginn

ab sofort möglich