@phdthesis{Weigold2015,
  author    = {Weigold, Lena},
  title     = {Ermittlung des Zusammenhangs zwischen mechanischer Steifigkeit und W{\"a}rmetransport {\"u}ber das Festk{\"o}rperger{\"u}st bei hochpor{\"o}sen Materialien},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-124806},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2015},
  abstract  = {Ziel dieser Arbeit ist es, ein verbessertes Verst{\"a}ndnis f{\"u}r den Zusammenhang zwischen mechanischer Steifigkeit und W{\"a}rmetransport {\"u}ber das Festk{\"o}rperger{\"u}st bei hochpor{\"o}sen Materialien zu erlangen. Im Fokus dieser Arbeit steht die Fragestellung, wie mechanische Steifigkeit und W{\"a}rmeleitf{\"a}higkeit bei hochpor{\"o}sen Materialien miteinander zusammenh{\"a}ngen und ob es m{\"o}glich ist, diese beiden Eigenschaften durch geometrische Modifikationen der Mikrostruktur unabh{\"a}ngig voneinander zu ver{\"a}ndern. Die durchgef{\"u}hrten Untersuchungen haben gezeigt, dass ein Großteil der mikrostrukturellen Modifikationen beide Materialeigenschaften beeinflussen und die mechanische Steifigkeit in der Regel eng mit dem W{\"a}rmetransport {\"u}ber das Festk{\"o}rperger{\"u}st verkn{\"u}pft ist. Es konnte jedoch auch nachgewiesen werden, dass die mechanische Steifigkeit bei hochpor{\"o}sen Materialien nicht eindeutig mit dem W{\"a}rmetransport {\"u}ber das Festk{\"o}rperger{\"u}st zusammenh{\"a}ngt und spezifische mikrostrukturelle Modifikationen einen st{\"a}rkeren Einfluss auf die mechanische Steifigkeit besitzen, als auf den W{\"a}rmetransport {\"u}ber das Festk{\"o}rperger{\"u}st. Umgekehrt ist diese Aussage nicht ganz so eindeutig. Die theoretische Betrachtung des Zusammenhangs zeigt, dass in die Berechnung der mechanischen Steifigkeit teils andere geometrische Strukturgr{\"o}ßen einfließen, als in die Berechnung des W{\"a}rmetransports {\"u}ber das Festk{\"o}rperger{\"u}st, so dass die mechanische Steifigkeit unabh{\"a}ngig von der W{\"a}rmeleitf{\"a}higkeit ver{\"a}ndert werden kann. Es zeigt sich jedoch auch, dass die meisten strukturellen Ver{\"a}nderungen beide Eigenschaften beeinflussen und die mechanische Steifigkeit aufgrund der Biegedeformation der Netzwerkelemente systematisch st{\"a}rker auf strukturelle Ver{\"a}nderungen reagiert als die W{\"a}rmeleitf{\"a}higkeit der Struktur, so dass die mechanische Steifigkeit in der Regel quadratisch mit der W{\"a}rmeleitf{\"a}higkeit des Festk{\"o}rperger{\"u}stes skaliert. Mit den Methoden der effective-media-theory lassen sich Grenzen ermitteln, innerhalb derer sich mechanische Steifigkeit und W{\"a}rmeleitf{\"a}higkeit unabh{\"a}ngig voneinander variieren lassen. Im experimentellen Teil der Arbeit wurden Probenserien von Polyurethan-Sch{\"a}umen, Polyurea Aerogelen und organisch / anorganischen Hybrid Aerogelen herangezogen, so dass por{\"o}se Materialien mit geordneten, voll vernetzten Mikrostrukturen, mit statistisch isotropen, teilvernetzen Mikrostrukturen, sowie Mikrostrukturen mit anisotropen Charakter in die Untersuchung einbezogen werden konnten. Als Struktureigenschaften, die die mechanische Steifigkeit ungew{\"o}hnlich stark beeinflussen, konnten die Regelm{\"a}ßigkeit der Struktur und der Kr{\"u}mmungsradius der Netzwerkelemente sicher identifiziert werden. Alle weiteren strukturellen Ver{\"a}nderungen f{\"u}hren zu dem ann{\"a}hernd quadratischen Zusammenhang. In einem dritten Abschnitt dieser Arbeit wird das vereinfachte Phononendiffusionsmodell herangezogen, um den Zusammenhang zwischen mechanischer Steifigkeit und W{\"a}rmetransport {\"u}ber das Festk{\"o}rperger{\"u}st bei Aerogelen grundlagenphysikalisch zu modellieren. Zur Diskussion werden die experimentell ermittelten Eigenschaften der isotropen Polyurea Aerogele herangezogen und eine qualitative Modellierung ihrer Schwingungszustandsdichten durchgef{\"u}hrt. Es konnte gezeigt werden, dass die Kombination aus Probendichte und Schallgeschwindigkeit, mit der sich die mechanische Steifigkeit berechnen l{\"a}sst, unter bestimmten Randbedingungen auch die Energie und Transporteigenschaften der Phononen beschreibt, die den W{\"a}rmetransport {\"u}ber das Festk{\"o}rperger{\"u}st bei Aerogelen bestimmen. Die Ergebnisse dieser Arbeit lassen sich zum Beispiel heranziehen, um die Eigenschaften hochpor{\"o}ser Materialien f{\"u}r eine gegebene Anwendung durch mikrostrukturelle Modifikationen optimal zu gestalten.},
  subject      = {Por{\"o}ser Stoff},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Waller2002,
  author    = {Waller, Tobias-Sebastian},
  title     = {Messung der dynamischen Eigenschaften des Stapesringbandes},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-5982},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2002},
  abstract  = {Messungen am intakten Mittelohr sind wegen dessen Komplexit{\"a}t schwer zu interpretieren. Die deshalb naheliegende, alternative Untersuchung einzelner, isolierter Subsysteme bereitet Schwierigkeiten, weil die in der Technik {\"u}blichen Anregungsmethoden nicht f{\"u}r Massen von wenigen Milligramm ausgelegt sind. An der H{\"o}rschwelle wirken auf das Trommelfell winzige Kr{\"a}fte von weniger als einem Nano-Newton. Solch kleine Kr{\"a}fte lassen sich durch elektrostatische Anzeihung und Abstossung realisieren. Die elektrostatische Anregung zeichnet sich durch zwei besondere Vorteile aus. Erstens, sie erfolgt ber{\"u}hrungsfrei und erg{\"a}nzt daher in idealer Weise laservibrometrische Messungen, durch welche die Reaktionen des Systems ebenfalls ber{\"u}hrungsfrei erfasst werden. Zweitens, die gleichzeitige Anwendung einer Gleich- und einer Wechselspannung erzeugt eine anregende Kraftkomponente die proportional zur Wechselspannung und vorteilhafterweise unabh{\"a}ngig von der anregenden Frequenz ist. Diese Methode eignet sich daher bestens f{\"u}r die Messung der Frequenzabh{\"a}ngigkeit von {\"U}bertragungsfunktionen. Als eine erste Anwendung wurde die {\"U}bertragungsfunktion im Bereich der Resonanz des isolierten, durch das Ringband im ovalen Fenster elastisch aufgeh{\"a}ngten Stapes untersucht. Durch Anpassung der theoretischen Resonanzfunktion an die gemessenen Daten und Bestimmung der Stapesmasse durch Wiegen wurde die dynamische Steifigkeit des Ringbandes bestimmt. Die Werte streuen wie bei biologischen Systemen {\"u}blich in einem weiten Bereich. Der Mittelwert liegt bei 940 N/m, die Stanardabweichung bei 350 N/m.},
  language  = {de}
}