Mechanische Festkörperspektroskopie

Zusammenfassung

Die mechanische Festkörperspektroskopie untersucht temperaturabhängige Zeiteffekte bei makroskopischen Deformationen von Festkörpern. Wegen ihrer Anwendungsnähe kommt ihr eine herausragende Bedeutung bei der Charakterisierung von mechanisch beanspruchten Konstruktionswerkstoffen zu. Das gilt nicht zuletzt für Polymere, die im weiteren im Vordergrund stehen. Entsprechende Messungen erstrecken sich auf die elastische Rückstellspannung bei konstanter oder oszillierender Deformation (Spannungsrelaxation), oder umgekehrt auf die Deformation bei konstanter oder oszillierender Belastung (Kriechen oder Retardation). Statische Untersuchungen führen zu charakteristischen Relaxations- bzw. Retardationszeiten τ, mit denen die Spannung bei konstanter Dehnung abfällt oder die Dehnung bei konstanter Belastung ansteigt. Bei zyklischer Beanspruchung findet man dazugehörige Belastungsfrequenzen 2π · v = ω = 1/τ, bei denen die Deformationsenergie maximal absorbiert und durch „innere Reibung“ in Wärme umgewandelt wird. (In der Resonanzspektroskopie hat man statt dessen v = 1/τ.) Hinsichtlich der Anwendung kann man u. a. an die Energieabsorption und Erwärmung von Autoreifen bei schneller oder langsamer Fahrt denken.