Dispergieren von keramischen Pulvern
Grenzflächenchemische Messmethoden für mineralische Coatings und beschichtete Oberflächen
Hauchdünne keramische Überzüge schützen Materialien wie Glas oder Metalle vor schnellem Verschleiß, dienen der elektrischen Isolierung, erhöhen die Festigkeit oder wirken der Korrosion entgegen. Gebildet werden solche Beschichtungen mit Hilfe komplexer Dispersionen keramischer Pulver, deren Homogenität und Stabilität mit der freien Oberflächenenergie des Pulvers verbunden sind. Unsere grenzflächenchemischen Messinstrumente verhelfen zu den benötigten Materialkenntnissen.
Typische Anwendungen für keramische Pulver
- Beschichtungen von Bremsscheiben und Kupplungsscheiben
- Überzüge auf künstlichen Gelenken
- Glasträgerbeschichtungen für Blut- und Plasmauntersuchungen
- Instandsetzung verschlissener Bauteile
- Antihaftbeschichtung für Töpfe und Pfannen
- Verbesserung der Gleitfähigkeit, z.B. in Gleitlagern
Benetzbarkeitsuntersuchung des Pulvers
Der Grad der Verteilung eines keramischen Pulvers im Coating hängt stark von dessen Benetzbarkeit ab. Die Washburn-Methode misst den Pulverkontaktwinkel als Maß für die Benetzung. Erfasst wird dabei die mit dem Kontaktwinkel verbundene Adsorptionsgeschwindigkeit und Massenzunahme der Flüssigkeit in einer Pulverschüttung, die sich in einem eingetauchten Röhrchen befindet.
Benetzungsenthalpie als Maß für die Dispergierbarkeit
Der als Benetzungsenthalpie bezeichnete energetische Gewinn bei der Grenzflächenbildung zwischen Pulver und Flüssigkeit sollte möglichst hoch sein, weil ein fein verteiltes Pulver eine große Grenzfläche bildet. Berechnet wird die Benetzungsenthalpie aus der freien Oberflächenenergie des Pulvers und der Oberflächenspannung der Flüssigkeit. Unsere Messinstrumente leisten die dafür erforderliche Methodenkombination aus Kontaktwinkel- und Oberflächenspannungsmessung.
Kontaktwinkel zur Qualitätssicherung der fertigen Beschichtung
Ein gleichmäßig beschichtetes Material zeigt über die gesamte Fläche die gleiche Benetzbarkeit. Bei Antihaftbeschichtungen sollte die Benetzbarkeit nicht nur überall gleich, sondern auch möglichst gering sein.
Der Kontaktwinkel zeigt die Benetzbarkeit zuverlässig an und reagiert empfindlich auf Änderungen von Probe zu Probe sowie auf Inhomogenitäten bei ein und demselben Werkstück. Optische Messungen mit unseren Labormessgeräten oder mobilen Instrumenten zur Kontaktwinkelmessung für die zerstörungsfreie Messung vor Ort sind daher ein bewährtes Mittel in der Qualitätssicherung.
Die Qualität poröser Coatings etwa auf medizinischen Testplättchen kann mit Hilfe der Adsorptionsmethode nach Washburn beurteilt werden.
