Herstellung keramischer Oberflächen
Methoden zur Oberflächenoptimierung keramischer Materialien und Coatings
Technische Keramiken können anhand der Rezeptur und Herstellungsweise flexibel für den gewünschten Einsatz optimiert werden. Zu diesen Eigenschaften gehört neben der Härte oder der thermischen und chemischen Stabilität auch die Beschaffenheit der Oberfläche. Sie entscheidet zum Beispiel über die Biokompatibilität oder auch die Verklebbarkeit. Grenzflächenchemische Messungen mit unseren Instrumenten helfen bei der Qualitätssicherung und liefern Know-how für die gezielte Produktentwicklung.
Oberflächenchemische Aspekte technischer Keramiken
- Biokompatibilität keramischer Prothesen
- Hydrophobe Keramiken, zum Beispiel für den Sanitärbereich
- Verklebung von Keramik mit anderen Materialien
- Keramische Überzüge zur Veränderung der Oberflächenbeschaffenheit anderer Materialien
Wasserabweisende Keramiken
Keramiken zum Beispiel im Sanitärbereich werden häufig hydrophob beschichtet, damit Wasser gut abperlt und kein Kalk oder Schmutz auf der Oberfläche verbleibt. Der hydrophobe Charakter der Oberfläche geht mit einem hohen Wasserkontaktwinkel einher. Unsere optischen Messgeräte zur Tropfenkonturanalyse können diese Größe sowohl im Labor als auch mobil und zerstörungsfrei erfassen. In Langzeitversuchen kann dabei zusätzlich die Stabilität einer hydrophoben Beschichtung gemessen werden.
Mit unseren Neigetischen kann außerdem der Abrollwinkel gemessen werden. Er beschreibt den Neigungsgrad einer Oberfläche, bei dem der aufdosierte Tropfen von der Oberfläche rollt oder gleitet.
Verklebbarkeit von Keramikoberflächen
Eine möglichst gute Benetzbarkeit, wird beim Verkleben von Keramiken benötigt. Um darüber hinaus die Adhäsion zwischen Kleber und Keramik zu berechnen, werden Messungen der Oberflächenenergie und des polaren und dispersiven Anteils der Keramikoberfläche und des Klebers durchgeführt.
Ein weiteres Ergebnis dieser Messung ist die Grenzflächenspannung zwischen den beiden zu verklebenden Materialien. Sie ist ein Maß für die inhärente Instabilität der Verbindung und sollte möglichst gering sein.
Biologische Oberflächenkompatibilität keramischer Materialien
Die Akzeptanz des Körpers gegenüber einer Zahn- oder Knochenprothese hängt eng mit deren Oberflächenenergie zusammen. Ist diese der Oberflächenspannung des Wassers angenähert, liegt häufig eine gute Biokompatibilität vor, erkennbar zum Beispiel anhand guter Adhäsion von Kollagen. Ein wichtiger Maßstab ist auch die Ähnlichkeit der Prothesenoberfläche mit der natürlichen Knochensubstanz. Unsere Kontaktwinkelmessinstrumente können diese Messwerte bestimmen und leisten somit einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung biokompatibler Prothesen.
Im medizinischen Sektor ist häufig eine biologische Inkompatibilität erforderlich, um zum Beispiel die Ansiedelung von Keimen auf Oberflächen zu unterbinden. Geringe Keimvermehrung korreliert hierbei oft mit einem hohen Wasserkontaktwinkel einer Keramikoberfläche.
Dispergierbarkeit von Pulvern für keramische Beschichtungen
Keramische Beschichtungen härten, isolieren oder veredeln die Oberflächen anderer Materialien wie Glas oder Metall. Ausgangsstoffe sind keramische Dispersionen, über deren Homogenität und Stabilität grenzflächenchemische Aspekte entscheiden. Messungen des Pulverkontaktwinkels und der Oberflächenspannung der flüssigen Phase helfen bei der Herstellung hochwertiger Überzüge und der Produktoptimierung.
