Charakterisierung der Oberfläche

Messung des statischen Kontaktwinkels

Die statische Kontaktwinkelmessung ist eine grundlegende Technik zur Bestimmung der Benetzungseigenschaften einer Oberfläche. Dabei wird ein Flüssigkeitstropfen auf ein festes Substrat aufgebracht und der Winkel gemessen, der sich an der Grenzfläche zwischen Flüssigkeit und Festkörper bildet. Dieser Winkel, der so genannte Kontaktwinkel, gibt Aufschluss über die Oberflächenenergie des Festkörpers und die Grenzflächenspannung zwischen der Flüssigkeit und dem Festkörper. Ein hoher Kontaktwinkel deutet auf eine geringe Benetzbarkeit hin, was auf eine hydrophobe Oberfläche schließen lässt, während ein niedriger Kontaktwinkel eine hohe Benetzbarkeit anzeigt, was auf eine hydrophile Oberfläche schließen lässt. Statische Kontaktwinkelmessungen sind für die Bewertung von Oberflächenbehandlungen, Beschichtungen und der Sauberkeit von Materialien unerlässlich.

Messung des Abrollwinkels

Die Messung des Abrollwinkels, auch bekannt als Gleitwinkel oder Kippwinkel, ergänzt die statische Kontaktwinkelanalyse, indem sie die Mobilität eines Tropfens auf einer geneigten Oberfläche bewertet. Bei dieser Methode wird eine Oberfläche allmählich gekippt, bis das Tröpfchen sich zu bewegen beginnt, und der Winkel, bei dem dies geschieht, wird als Abrollwinkel aufgezeichnet. Diese Messung liefert zusätzliche Informationen über das dynamische Benetzungsverhalten und die Hafteigenschaften der Oberfläche. Niedrige Abrollwinkel deuten darauf hin, dass die Oberfläche eine geringe Adhäsion aufweist und die Flüssigkeitströpfchen leicht abgleiten können, was bei Anwendungen, die selbstreinigende oder vereisungshemmende Eigenschaften erfordern, wünschenswert ist. Zusammengenommen bieten statische Kontaktwinkel- und Abrollwinkelmessungen ein umfassendes Verständnis der Oberflächeneigenschaften und ihrer praktischen Auswirkungen in verschiedenen Anwendungen.

Bestimmung der Oberflächenenergie

Die Kenntnis der Oberflächenenergie ist eine wichtige Voraussetzung für das Verständnis und die Beeinflussung von Grenzflächenphänomenen in verschiedenen wissenschaftlichen und industriellen Anwendungen. Die Oberflächenenergie wird durch die Messung des Kontaktwinkels eines Flüssigkeitstropfens auf einer festen Oberfläche bestimmt. Die Oberflächenenergie von Festkörpern beeinflusst ihr Benetzungsverhalten, ihre Adhäsion und ihre Kompatibilität mit anderen Materialien und spielt eine wesentliche Rolle bei der Entwicklung und Bewertung von Beschichtungen und Klebstoffen.

Bestimmung der Oberflächenspannung

Die Oberflächenspannung von Flüssigkeiten bestimmt deren Ausbreitung und Tröpfchenbildung und hat einen erheblichen Einfluss auf Prozesse wie Emulgierung und Schaumbildung. Sie wird auch bei Anwendungen wie dem Tintenstrahldruck verwendet. Die Oberflächenspannung wird durch den Kontaktwinkel eines Flüssigkeitstropfens gemessen und gibt Aufschluss darüber, wie Flüssigkeiten mit Oberflächen und anderen Flüssigkeiten interagieren. Das Verständnis der Oberflächenspannung ist entscheidend für die Optimierung verschiedener industrieller Prozesse und die Verbesserung der Produktleistung.

Statische Scherhaftung von Eis

Eine schnelle und einfache Labormethode zur Bestimmung der Eishaftung ist wichtig für die Entwicklung von Anti-Eis-Beschichtungen. Die von AAC entwickelte Labormethode verwendet einen stoßfreien Eisstoßtest, mit dem die Scherkraft der Eishaftung an einer Beschichtung im Bereich von 10 kPa bis 1 MPa schnell bestimmt werden kann.

Haft- und Ritzhärtetests

Mit Hilfe der Haftfestigkeitsprüfung wird einerseits die Haftfestigkeit zwischen der Beschichtung und dem Substrat und andererseits der innere Zusammenhalt eines Beschichtungssystems (z. B. eines mehrschichtigen Aufbaus) bestimmt. Zu diesem Zweck werden Gitterschnittprüfungen und Ritzhärtetests durchgeführt.