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Questions and Answers
Welches Intervall der elektromagnetischen Strahlung umfasst den sichtbaren Bereich (VIS)?
Welches Intervall der elektromagnetischen Strahlung umfasst den sichtbaren Bereich (VIS)?
- 101 nm - 103 nm
- 105 nm - 107 nm
- 10-3 nm - 10-1 nm
- 400 nm - 800 nm (correct)
Welche Einheit wird für die Angabe der Energie im elektromagnetischen Spektrum verwendet?
Welche Einheit wird für die Angabe der Energie im elektromagnetischen Spektrum verwendet?
- Elektronenvolt (eV) (correct)
- Wavenumber (cm-1)
- Hertz (Hz)
- Nanometer (nm)
Welche der folgenden Strahlungen hat die kürzeste Wellenlänge?
Welche der folgenden Strahlungen hat die kürzeste Wellenlänge?
- Mikrowellen
- Radiowellen
- Ultraviolette Strahlung (correct)
- Infrarotstrahlung
Welche Strahlung hat die höchste Frequenz?
Welche Strahlung hat die höchste Frequenz?
Was stellt die Abkürzung "FT" in der Beschreibung der FTIR-Spektroskopie dar?
Was stellt die Abkürzung "FT" in der Beschreibung der FTIR-Spektroskopie dar?
Welcher Teil des FTIR-Spektrometers trennt das Licht in seine einzelnen Wellenlängen?
Welcher Teil des FTIR-Spektrometers trennt das Licht in seine einzelnen Wellenlängen?
Was passiert im Probenraum eines FTIR-Spektrometers?
Was passiert im Probenraum eines FTIR-Spektrometers?
Welche Art von Information liefert ein FTIR-Spektrum?
Welche Art von Information liefert ein FTIR-Spektrum?
Was beschreibt der Durchgangswiderstand in der Kunststofftechnik?
Was beschreibt der Durchgangswiderstand in der Kunststofftechnik?
Welche Rolle spielt die Messelektrode in den elektrischen Eigenschaften eines Werkstoffs?
Welche Rolle spielt die Messelektrode in den elektrischen Eigenschaften eines Werkstoffs?
Was ist der Zweck des Schutzringelektroden in der Messung der elektrischen Eigenschaften?
Was ist der Zweck des Schutzringelektroden in der Messung der elektrischen Eigenschaften?
Welche physikalische Eigenschaft wird durch die Kriechstromfestigkeit eines Kunststoffes charakterisiert?
Welche physikalische Eigenschaft wird durch die Kriechstromfestigkeit eines Kunststoffes charakterisiert?
Was misst der Oberflächenwiderstand eines Kunststoffes?
Was misst der Oberflächenwiderstand eines Kunststoffes?
Was sind Valenzelektronen?
Was sind Valenzelektronen?
Wie wird der spezifische Widerstand eines Materials bezeichnet?
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Was beschreibt die Formel $R=\frac{U}{I}$?
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Welche Eigenschaften haben Kunststoffe in Bezug auf Elektrizität?
Welche Eigenschaften haben Kunststoffe in Bezug auf Elektrizität?
Was ist die Einheit des elektrischen Widerstands?
Was ist die Einheit des elektrischen Widerstands?
Wie wird der Leitwert G definiert?
Wie wird der Leitwert G definiert?
Was ist ein Beispiel für einen Faktor, der den spezifischen Widerstand beeinflusst?
Was ist ein Beispiel für einen Faktor, der den spezifischen Widerstand beeinflusst?
Wie verhält sich das Verhalten von Elektronen in einem elektrischen Feld?
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Was geschieht, wenn Dipole den Richtungsänderungen des elektrischen Feldes nicht mehr folgen können?
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Was beschreibt der Verlustfaktor 'tan δ' im Kontext elektrischer Eigenschaften?
Was beschreibt der Verlustfaktor 'tan δ' im Kontext elektrischer Eigenschaften?
Wie verhält sich die relative Permittivität eines polaren Kunststoffs bei unterschiedlichen Frequenzen?
Wie verhält sich die relative Permittivität eines polaren Kunststoffs bei unterschiedlichen Frequenzen?
Warum sind Materialien mit hohen Dipolmomenten besser zum Kleben geeignet?
Warum sind Materialien mit hohen Dipolmomenten besser zum Kleben geeignet?
Welcher Mechanismus bleibt bei hohen Frequenzen übrig, wenn Dipole nicht mehr folgen können?
Welcher Mechanismus bleibt bei hohen Frequenzen übrig, wenn Dipole nicht mehr folgen können?
Wann sind die Verlustzahlen bei der Verwendung von Kunststoffen erwünscht?
Wann sind die Verlustzahlen bei der Verwendung von Kunststoffen erwünscht?
Welche Aussage über die Verlustzahl ist korrekt?
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Was geschieht bei Hochfrequenzkabelummantelungen in Bezug auf die Verluste?
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Wie wird die elektrische Feldstärke im Vakuum definiert?
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Was beschreibt die Permittivitätskonstante bei Vakuum?
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Wie berechnet sich die elektrische Ladung im Vakuum?
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Was ist die elektrische Kapazität eines Plattenkondensators im Vakuum?
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Wie verändert sich die elektrische Feldstärke mit einem Dielektrikum?
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Wie ist die relationale Dielektrizitätszahl definiert?
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Wie lautet die Formel zur Berechnung der elektrischen Kapazität eines Plattenkondensators mit Dielektrikum?
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Welcher Faktor beeinflusst die elektrische Ladung in einem Dielektrikum?
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Was beschreibt der Begriff Dispersion in Bezug auf Lichtbrechung?
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Welcher Zusammenhang gilt für Reflexion, Absorption und Transmission?
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Was bewirkt die Spannung in amorphen Kunststoffen in Bezug auf die Lichtgeschwindigkeit?
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Wodurch wird Anisotropie in Kunststoffen sichtbar?
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Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Wirkung beim Austritt polarisierter Lichtstrahlen aus einem anisotropen Material?
Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Wirkung beim Austritt polarisierter Lichtstrahlen aus einem anisotropen Material?
Wie reagieren menschliches Auge und fotoaktive Emulsionsschichten auf polarisierte Lichtstrahlen?
Wie reagieren menschliches Auge und fotoaktive Emulsionsschichten auf polarisierte Lichtstrahlen?
Was ist eine Folge der Herstellung von amorphen Kunststoffen?
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Welche der folgenden Eigenschaften ist nicht temperaturabhängig?
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Flashcards
Was ist Durchgangswiderstand?
Was ist Durchgangswiderstand?
Der Durchgangswiderstand misst den Widerstand des Materials gegen den Stromfluss durch den gesamten Probekörper.
Was ist Oberflächenwiderstand?
Was ist Oberflächenwiderstand?
Der Oberflächenwiderstand misst den Widerstand des Materials gegen den Stromfluss an der Oberfläche des Probekörpers.
Was ist spezifischer Widerstand?
Was ist spezifischer Widerstand?
Der spezifische Widerstand eines Materials gibt an, wie gut es den Stromfluss ableitet.
Was ist Kriechstromfestigkeit?
Was ist Kriechstromfestigkeit?
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Wie wird die Kriechstromfestigkeit gemessen?
Wie wird die Kriechstromfestigkeit gemessen?
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Elektrische Leitung
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Valenzelektronen
Valenzelektronen
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Spezifischer Widerstand (ρ)
Spezifischer Widerstand (ρ)
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Spezifische Leitfähigkeit (σ)
Spezifische Leitfähigkeit (σ)
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Elektrischer Widerstand (R)
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Elektrischer Widerstand (R) - Abhängigkeit von Material und Geometrie
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Elektrische Leitung in Kunststoffen
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Leitwert (G)
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Elektrische Feldstärke im Vakuum
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Elektrische Ladung im Vakuum
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Elektrische Kapazität im Vakuum
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Elektrische Feldstärke in einem Dielektrikum
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Relative Permittivität (εr)
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Elektrische Ladung in einem Dielektrikum
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Elektrische Kapazität in einem Dielektrikum
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Polarisation in einem Dielektrikum
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Orientierungspolarisation
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Verschiebungspolarisation
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Verlustfaktor (tan δ)
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Frequenzabhängigkeit der Permittivität
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Frequenz- und Temperaturabhängigkeit von tan δ
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Anwendungen von tan δ (Hochfrequenzkabel)
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Anwendungen von tan δ (HF Schweißen)
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Elektromagnetisches Spektrum
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Wellenlänge
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Wellenzahl
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Frequenz
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Energie der elektromagnetischen Strahlung
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Fourier-Transformation
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FTIR-Spektrum
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Analyse des FTIR-Spektrums
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Dispersion
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Lichtbrechung in Kunststoffen
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Reflexion, Absorption, Transmission
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Doppelbrechung
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Spannungs-Doppelbrechung
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Polarisiertes Licht durch Doppelbrechendes Material
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Sichtbarmachung der Doppelbrechung
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Optische Anisotropie
Optische Anisotropie
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Study Notes
Vorlesung Werkstofftechnik 1
- Die Vorlesung Werkstofftechnik 1 wurde von Dr.-Ing. Lutwin Spix gehalten.
- Die Folien dienen als Zusammenfassung und ersetzen nicht den Vorlesungsbesuch.
- Die Vorlesungsstruktur und der Inhalt wurden von Herrn Prof. Dr. Barth erarbeitet.
- Die Verwendung der Folien ist ausschließlich zu Lehrzwecken an der TH-OWL erlaubt.
- Die Literaturhinweise umfassen:
- Bonten, C.: Kunststofftechnik; Hanser Verlag (kostenlos als PDF in der DigiBib der TH OWL)
- Domininghaus, H.; Kunststoffe - Eigenschaften und Anwendungen, Springer Verlag
Inhaltsverzeichnis (Folie 3)
- Einführung Werkstofftechnik
- Historie von Werkstoffen und Kunststoffen
- Wirtschaftliche Bedeutung
- Wichtigste Werkstoffeigenschaften
- Kunststoffe im Werkstoffvergleich
- Aufbau der Kunststoffe (Synthese, Gefüge, Vernetzungsarten)
- Zeitabhängiges Werkstoffverhalten
- Temperaturabhängiges Werkstoffverhalten
- Elektrische Eigenschaften, optische Eigenschaften
- Kunststoffe in der Schmelze
- Alterung von Kunststoffen
- Recycling; Kunststoff und Ökologie
Elektrische Eigenschaften (Folie 4)
- Welche elektrischen Eigenschaften gibt es für Kunststoffe?
- Elektrische Leitung
- Durchgangswiderstand
- Oberflächenwiderstand
- Dielektrisches Verhalten
- Statisches elektrisches Feld
- Elektrisches Wechselfeld
- Spezielle elektrische Eigenschaften
- Statische Aufladung
- Elektrische Durchschlagsfestigkeit
- Elektrooptische Polymere (OLED)
- Piezzoelektrische Kunststoffe
- Elektret
Elektrische Leitung (Folien 5, 6, 7)
- Elektrische Leitung benötigt freie Elektronen.
- Valenzelektronen sind besonders leicht ablösbar.
- Durch ein elektrisches Feld bewegen sich Valenzelektronen zum Pluspol.
- Das Bremsen der Elektronen führt zum spezifischen Widerstand eines Leiters.
- Kunststoffe haben durch starke kovalente Bindungen fast keine freien Elektronen und daher eine geringe Leitfähigkeit.
- Spezifische Leitfähigkeit (σ) und spezifischer Widerstand (p) werden definiert.
- Werkstoffe mit hoher elektrischer Leitfähigkeit haben auch eine hohe Wärmeleitfähigkeit.
- Der spezifische Widerstand ist temperaturabhängig: höhere molekulare Beweglichkeit bei Kunststoffen führt zu niedrigerem Widerstand; bei Metallen steigt der Widerstand mit erhöhter Atombbewegung und Kollisionen der Elektronen mit Atomen.
- Der Widerstand ist auch von der Form und Ausrichtung der Füllstoffe abhängig.
Elektrische Eigenschaften: Widerstand in Bezug auf Material und Geometrie (Folie 6)
- R[Ω] = p * l / A (Widerstand = spezifischer Widerstand * Länge / Fläche)
- σ = 1 / p
Elektrische Eigenschaften: Messung Werkstoffspezifischer Widerstände (Folie 12)
- Messung des Durchgangswiderstandes
- Messung des Oberflächenwiderstandes
Optische Eigenschaften: Lichtbrechung (Folien 24, 25, 26)
- Brechungsindex ist temperaturabhängig und frequenzabhängig.
- Lichtbrechung in Kunststoffen, Dispersion, frequenz- & temperaturabhängig.
- Brechzahl von PMMA als Funktion der Temperatur.
Optische Eigenschaften: Doppelbrechung (Folien 28, 29, 30)
- Anisotropie (ungleiche Eigenschaften in verschiedenen Richtungen) durch Herstellung sichtbar durch linear polarisiertes Licht.
- Verschiedene Lichtstrahlen aufgrund unterschiedlicher Geschwindigkeiten im Material.
- Interferenzen der Teilstrahlen führen zu einer Änderung der Schwingungsebene des Lichts.
- Nur Anteile des Lichts mit Schwingungsebene senkrecht zum Analysator passieren.
Optische Eigenschaften: Messprinzip der IR-Spektroskopie (Folien 31, 32, 33, 36)
- Wechselwirkung zwischen elektromagnetischer Strahlung und Molekülen
- Jedes Molekül hat ein charakteristisches Absorptionsspektrum.
- Absorbierte Wellenlängen entsprechen Eigenfrequenzen der Moleküle.
- „Fingerabdruck“ der Peaks ist materialtypisch.
- 6 mögliche Schwingungsformen (Valenz- und Deformationsschwingungen, Dreh-/Kippschwingungen).
- FTIR Spektrumerstellung.
- Identifizierung von n.i.O. (nicht-isotherm) Teilen mithilfe von IR-Spektrometrie.
Elektrische Eigenschaften: Elektrische Felder (Dielektrika) (Folien 14, 15, 16, 17 )
-
Elektrische Feldstärke mit Dielektrikum: E'= E+P
-
Relative Permittivität (Dielektrizitätszahl): εr = C'/C
-
Elektrische Ladung mit Dielektrikum: Q'= ε₀ εr EA
-
Dielektrische Kapazität mit Dielektrikum: C'= ε₀ εr *A/d
-
Polarisationsmechanismen (Elektronen-, Orientierungs- und Ionenpolarisation).
-
Die relative Permittivität von Kunststoffen ist frequenzabhängig.
-
Bei höheren Frequenzen können die Dipole nicht mehr folgen und es bleibt nur die Verschiebungspolarisation.
-
Die Verlustzahl ist sowohl von der Frequenz als auch von der Temperatur abhängig.
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