Studentische Arbeit

Bewertung der Wärmekapazitätsmessungen Cp anhand verschiedener Messmethoden der DSC

Forschungslabor

Die spezifische Wärmekapazität (cp) ist eine zentrale thermische Eigenschaft von Kunststoffen, die zum Beispiel Grundlage für die Auslegung von Verarbeitungsprozessen ist. Die Methode der Differential Scanning Calorimetry („DSC“) bietet verschiedene Ansätze zur Bestimmung der Wärmekapazität, die sich hinsichtlich des Aufwands, der Genauigkeit und des Anwendungsbereichs unterscheiden.
Stuwi-Bewertung der Wärmekapazitätsmessungen anhand verschiedener Messmethoden der DSC© IKV
DSC-Messgerät zur Bestimmung thermischer Eigenschaften

Thema des Forschungslabors:

Um die Messgröße bestimmen zu können, wird standardgemäß das Vorgehen dreier separater Messläufe (Basislinien-, Saphir- und Probenlauf) unter identischen Bedingungen gewählt. Diese Methode besitzt den Vorteil, dass systematische Fehler durch Wärmeverluste oder Drift durch den direkten Vergleich mit dem bekannten Saphir Standard weitgehend eliminiert werden. Durch neuartige Sensortechnologien ist es jedoch auch möglich, eine direkte Messung der Cp zur Bewertung heranzuziehen. Hierbei wird die Cp direkt aus dem Wärmestromsignal einer einzelnen Messung berechnet. Dadurch könnten Versuchsreihen um 1/3 der Zeit gekürzt werden.

Im Rahmen dieses Forschungslabors soll nun eine Methodenbewertung durchgeführt werden, die Abweichungen durch geeignete Versuchsreihen bestimmt und untereinander vergleicht. Ebenfalls soll eine Abwägung der Fehlertoleranzen gegenüber den Einsparungen der Analysezeit vorgenommen werden.

Die Arbeit wird in dieser Arbeitsgruppe verfasst:

Die im physikalischen Labor des Zentrums für Kunststoffanalyse und -prüfung (KAP) durchgeführten Untersuchungen unterstützen die industrie- und institutseigene Forschung maßgeblich bei der Validierung von Fertigungsparametern. Ein weiterer Schwerpunkt liegt ebenfalls auf der Werkstoffcharakterisierung hinsichtlich thermischer, spektroskopischer, rheologischer sowie chromatografischer Analysen, um das Werkstoffverhalten zu bewerten und somit neben der Forschung auch bei industriellen Fragestellungen eine Betrachtung vorzunehmen. Durch diese Analysen liefert das Labor essenzielle Erkenntnisse für die Optimierung von Produktionsabläufen und verbesserte Bauteilqualitäten.

Zielsetzung:

Im Rahmen dieses Forschungslabors soll die Wärmekapazität eines Systems mithilfe zweier unterschiedlicher Messmethoden verglichen werden. Dabei wird die Wärmekapazität einmal durch eine direkte Messung und einmal durch die Drei-Kurven-Methode bestimmt.

Deine Aufgabenstellung:

Die Ergebnisse beider Verfahren sollen anschließend miteinander verglichen werden, um mögliche Abweichungen sowie die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der jeweiligen Methode zu beurteilen.
Zudem soll im Rahmen dieses Forschungslabors untersucht werden, welche Messmethode unter den gegebenen experimentellen Bedingungen geeignetere bzw. präzisere Ergebnisse liefert, um den wissenschaftlichen und industriellen Nutzen zu bewerten.

Dein Profil:

  • Technisches oder naturwissenschaftliches Studium (z. B. Maschinenbau, Wirtschaftsingenieurswesen, Materialwissenschaften…)
  • Interesse an analytischen Aufgabenstellungen und praktischen Arbeiten im Labor
  • Selbstständige, strukturierte und teamorientierte Arbeitsweise

Das sind deine Benefits:

  • Arbeit in einem motivierten Team
  • Selbstständige Arbeit mit bedarfsgerechter Betreuung
  • Bearbeitung forschungsrelevanter Fragestellungen
  • Individuelle Abstimmung von Aufgabenstellung und Zeitrahmen
  • Experimentelle Arbeit an Laborgeräten
  • Kurzfristiger Start möglich / schnelle Bearbeitung ohne Verzögerungen

Falls du Interesse an dieser Aufgabenstellung hast, melde dich gerne bei uns. Den genauen inhaltlichen Umfang und den Zeitplan stimmen wir individuell miteinander ab.