Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Untersuchung der elastischen Eigenschaften von PTFE mittels Dynamisch-Mechanischer Analyse (DMA) im Temperaturbereich von –150 °C bis 325 °C.
Zur Charakterisierung der PTFE-Proben wurde deren Oberflächenrauhigkeit mit einem Tastschnittgerät ermittelt.
An zehn Proben aus PTFE und PTFE-Compounds mit unterschiedlicher Zusammensetzung und Herkunft, wurden DMA-Messungen bei zwei Frequenzen (1 Hz, 10 Hz) und einer konstanten Amplitude (5 µm) vorgenommen. Die gemessenen Verläufe des Speichermoduls E` und des Verlustfaktors tan(Delta) liegen beim Vergleich mit Literaturwerten im zu erwartenden Bereich.
Die zwei Umwandlungen in den amorphen Bereichen des teilkristallinen PTFE bei 127 °C und –97 °C, sowie die Phasenumwandlungen in den kristallinen Bereichen bei 19 °C und 35 °C, konnten nachvollzogen werden. Die bereits bekannte Abhängigkeit des Speichermoduls und des Verlustfaktors von der Frequenz und der Zusammensetzung der Proben, konnte über einen breiten Temperaturbereich für eine umfassende Anzahl reiner PTFE-Werkstoffe und PTFE-Compounds, modifiziert sowie unmodifiziert, bei zwei verschiedenen Messfrequenzen ermittelt werden. Die Messergebisse aus den DMA-Messungen wurden mit Ergebnissen aus der Literatur verglichen und eingeordnet. Nicht zugeordnet werden konnte bei allen Proben ein Dämpfungspeak im tan(Delta)-Verlauf im Temperaturbereich von 187 °C bis 280 °C.
Inhaltsverzeichnis
- Einleitung
- Grundlagen
- PTFE und seine Eigenschaften
- Dynamisch-mechanischer Analysator (DMA)
- Messprinzip
- Aufbau
- Funktionen
- Profilometer
- Aufbau
- Funktionen
- Versuchsdurchführung
- Auswahl der Proben
- Rauhigkeitsmessungen
- Dynamisch-mechanische Messungen
- Kalibrierung der Apparatur
- Frequenzbestimmung
- Amplitudenbestimmung
- Versuchsdurchführung
- Versuchsauswertung
- Rauhigkeitsmessungen
- Dynamisch-mechanische Messungen
- Diskussion der Ergebnisse
- Fehlerbetrachtung
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die Studienarbeit befasst sich mit der Ermittlung der elastischen Eigenschaften von PTFE und PTFE-Compounds im Temperaturbereich von +325 °C bis -150 °C mittels Dynamisch-Mechanischer Analyse (DMA). Das Ziel ist es, die elastischen Eigenschaften des Werkstoffs bei tiefen Temperaturen zu bestimmen, um die Konstruktion von Stabdichtungen für einen Mahlbehälter zu optimieren.
- Elastische Eigenschaften von PTFE und PTFE-Compounds
- Dynamisch-Mechanische Analyse (DMA)
- Einfluss der Temperatur auf die elastischen Eigenschaften
- Anwendung in der Konstruktion von Stabdichtungen
- Bewertung der Messergebnisse unter werkstoffwissenschaftlichen Aspekten
Zusammenfassung der Kapitel
Die Einleitung führt in das Forschungsvorhaben ein, das sich mit der Entwicklung einer Mühle für die Ultrafeinmahlung von Partikeln befasst. Die Arbeit konzentriert sich auf die Ermittlung der elastischen Eigenschaften von PTFE und PTFE-Compounds, die für die Konstruktion von Stabdichtungen im Mahlbehälter relevant sind.
Das Kapitel "Grundlagen" behandelt die Eigenschaften von PTFE und die Funktionsweise des Dynamisch-Mechanischen Analysators (DMA) sowie des Profilometers.
Das Kapitel "Versuchsdurchführung" beschreibt die Auswahl der Proben, die Durchführung von Rauhigkeitsmessungen und die Planung und Durchführung der dynamisch-mechanischen Messungen.
Das Kapitel "Versuchsauswertung" präsentiert die Ergebnisse der Rauhigkeitsmessungen und der dynamisch-mechanischen Messungen.
Schlüsselwörter
PTFE, PTFE-Compounds, Dynamisch-Mechanische Analyse (DMA), elastische Eigenschaften, Temperatur, Stabdichtungen, Mahlbehälter, Ultrafeinmahlung, Werkstoffwissenschaft
- Quote paper
- Stefan Kirchberg (Author), 2002, Ermittlung der elastischen Eigenschaften von PTFE und PTFE-Compounds mittels Dynamisch-Mechanischer-Analyse (DMA), Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/295786
