Physikalische Untersuchungen Archive - ticsonar | Labor- & Expertenservices

Chemisorption Analyse zur Aktivität von Endogas Katalysatoren

Max Valentin — Mon, 25 Nov 2024 18:47:42 +0000

Chemisorptions Analyse
Die Aktivität von Endogas Katalysatoren wird von der Oberfläche des aktiven Metalls bestimmt. Beispielsweise dient im Falle von Umweltkatalysatoren häufig Platin (Pt) als Edelmetallkomponente, welche unerwünschte Stoffe, wie VOCs, CO und weitere zu CO
₂ und Wasser umsetzt. Um eine möglichst große Verteilung, bzw. Oberfläche des Metalls zu erzielen wird dieses auf ein unreaktives (inerten) Supportmaterial, wie Aluminiumoxid (Pt-Al) oder Aktivkohle (Pt-C) aufgetragen.

Wie gut diese Verteilung vorliegt, kann unter anderem mittels Chemisorption gemessen werden. Dazu wird ein reaktives Gas, wie Wasserstoff (H
₂) über den Katalysator geleitet, wobei dieses irreversibel an die Metalle bindet. Aus der verbrauchten Menge an Gas lässt sich dadurch die Menge an aktives Metall bestimmen. Das Verhältnis von (oberflächen)aktiven Metall gegen den Gesamtgehalt an Metall wird dabei als Dispersion – abgeleitet von dem lateinischen Wort für Verteilung – angegeben. Daraus kann man unter anderem die Effektivität im Vergleich zu anderen Katalysatoren oder den Grad der Deaktivierung ermitteln.

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Quecksilberporosimetrie

Max Valentin — Mon, 25 Nov 2024 18:40:51 +0000

Die Quecksilberporosimetrie (Hg-Porosimetrie) ist eine Methode zur Charakterisierung der Porenstruktur von Feststoffen. Sie ermöglicht die Bestimmung von Parametern wie Porengrößenverteilung, Porenvolumen und spezifischer Porenoberfläche. Dabei wird flüssiges Quecksilber (Hg), das von Natur aus hydrophob ist, unter hohem Druck in die Poren eines Materials gepresst.

Die Methode der Quecksilberporosimetrie basiert auf der Tatsache, dass Quecksilber aufgrund seiner hohen Oberflächenspannung von selbst nicht in Poren eindringt. Damit das Quecksilber in die Poren gepresst wird, muss ein äußerer Druck ausgeübt werden. Die Beziehung zwischen dem angewandten Druck und dem Durchmesser der Poren wird durch die Washburn-Gleichung beschrieben:

: Porendurchmesser
: Oberflächenspannung von Quecksilber (~480 mN m^-1)
: Kontaktwinkel von Quecksilber mit der Feststoffoberfläche (~140°)
: angelegter Druck

Aus der Gleichung ergibt sich, dass mit zunehmendem Druck immer kleinere Poren gefüllt werden können. Aus dem gemessenen Druck während des Füllprozessen kann somit die Porengrößenverteilung berechnet werden. Im Gegensatz zur BET-Analyse ist es dabei die Unterscheidung von Makroporen (>50 nm) und Mesoporen (3–50 nm) möglich. Dies ist für die Selektivität des Katalysators von Wichtigkeit, da die Porengröße die Diffusionsgeschwindigkeit von Reaktanten in diese bestimmen. Beispielsweise kann ein mikroporöser (<3 nm) Katalysator eine hohe Gesamtoberfläche (BET) und Dispersion (Chemisorption) aufweisen, wenn jedoch die Moleküle zu groß sind, um in die Poren diffundieren zu können ist dieser Katalysator wirkungslos.

Kontaktieren sie uns, wenn Sie Fragen zur hg-Porosimetrie haben oder ein Angebot zur Prüfung wünschen: info@candcs.de

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BET-Analyse zur Bestimmung der spezifischen Oberfläche von Materialien

Max Valentin — Mon, 25 Nov 2024 18:32:37 +0000

Die BET-Analyse (nach Brunauer, Emmett und Teller) ist eine physikalische Methode zur Bestimmung der spezifischen Oberfläche von Materialien. Sie basiert auf der Adsorption von Gasen an der Oberfläche eines Feststoffs und ist eine häufig verwendete Techniken in der Materialwissenschaft, insbesondere bei der Charakterisierung von Aktivkohlen, Zeolithen oder Aluminiumoxiden (Al₂O₃). Diese Stoffe eignen sich aufgrund ihrer Porosität und Inertheit als Trägermaterial zur Verteilung von Metallpartikeln in Katalysatoren (Dispersion).

Dabei wird die Menge eines inerten Gases in Abhängigkeit des Drucks gemessen, welches mittels Physisorption an die Oberfläche des Materials adsorbiert, wobei eine monomolekulare Schicht gebildet wird (1). Dazu wird meist Stickstoff (N₂) bei kryogenen Temperaturen (ca. -196 °C) verwendet.

Die ermittelte spezifische Oberfläche ermöglicht es dabei Änderungen an der Struktur nachzuweisen, wie es unter anderen bei der Deaktivierung von Katalysatoren durch Verkokung, Sinterungsprozessen oder dem schlichten Verstopfen einer Pore durch unerwünschte Partikeln der Fall ist. Darüber hinaus ermöglicht die BET-Analyse die Charakterisierung von mikroporösen Materialien, welche in der Quecksilberporosimetrie nicht erfasst werden.

Kontaktieren sie uns, wenn Sie Fragen haben oder ein Angebot zur Prüfung wünschen. info@candcs.de

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DIN EN 60243-2 | Prüfung Elektrische Durchschlagfestigkeit

Max — Sat, 16 Nov 2024 21:45:10 +0000

Elektrische Durchschlagfestigkeit fester Isolierstoffe: Prüfung mit Gleich- und Wechselspannung nach IEC 60243-2

Die Wahl der Prüfspannung – Gleich- oder Wechselspannung – bei der Untersuchung fester Isolierstoffe ist entscheidend für die Beurteilung ihrer elektrischen Eigenschaften. Beide Spannungstypen beeinflussen die elektrische Beanspruchung und die Durchschlagfestigkeit auf unterschiedliche Weise, abhängig von der Beschaffenheit des Probekörpers und der Prüfmethodik.

Elektrische Beanspruchung bei Wechselspannung

Bei nicht homogenen Probekörpern wird die elektrische Beanspruchung im Inneren hauptsächlich durch den kapazitiven Scheinwiderstand bestimmt. Dies führt zu einer potenzialverteilung, die von den kapazitiven Eigenschaften des Materials geprägt ist.

Einfluss von Gleichspannung

Ansteigende Gleichspannung: Zu Beginn der Spannungssteigerung wirkt die Potenzialverteilung ebenfalls kapazitiv, wobei die Geschwindigkeit der Spannungsänderung eine zentrale Rolle spielt.
Stationärer Zustand: Bei dauerhafter Gleichspannungsbeanspruchung stellt sich ein ohmscher Zustand ein, in dem die Potenzialverteilung durch den elektrischen Widerstand des Materials bestimmt wird.

Aus der Beaufschlagung mit Gleichspannung resultieren folgende Ströme:

Kapazitiver Strom
Nachladestrom (elektrische Absorption)
Ableitstrom
Teilentladungsstrom (bei spezifischen Bedingungen)

Bei Werkstoffen mit Schichtaufbau oder Materialübergängen beeinflussen zusätzlich Grenzflächenladungen die Potenzialverteilung. Diese Polarisationseffekte können lokale elektrische Felder erzeugen, die Teilentladungen oder sogar Durchschläge begünstigen.

Vergleich der Durchschlagspannung

Die Durchschlagspannung bei Gleichspannung ist für die meisten Werkstoffe höher als bei Wechselspannung. Insbesondere für nicht homogene Materialien kann die Durchschlagspannung bei Gleichspannung bis zum Dreifachen der Wechselspannung betragen.

Anforderungen nach IEC 60243-2

Teil 2 der Normenreihe IEC 60243 ergänzt die allgemeinen Anforderungen aus IEC 60243-1 und legt spezifische Verfahren zur Bestimmung der elektrischen Durchschlagfestigkeit unter Gleichspannungsbeanspruchung fest. Dabei werden auch Prüfmethoden zur Messung der Durchschlagspannung entlang der Oberfläche von Isolierstoffen beschrieben.

Diese Norm ist essenziell für die Bewertung der elektrischen Belastbarkeit fester Isolierstoffe, insbesondere für Anwendungen, bei denen hohe Gleichspannungen oder heterogene Materialstrukturen eine Rolle spielen.

Kontaktieren sie uns, wenn Sie Fragen haben oder ein Angebot zur Prüfung wünschen. vertrieb@gwp.eu

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Eigenspannungsmessung | Röntgenografisch

Max — Thu, 14 Nov 2024 17:21:03 +0000

Messung der Eigenspannungen in metallischen Bauteilen

Eigenspannungen in metallischen Bauteilen entstehen durch eine Vielzahl unterschiedlicher Prozesse, die sich überlagern und auf das Material einwirken. Solche Spannungen können zum Beispiel während formgebender Herstellungsverfahren, Wärmebehandlungen oder mechanischer Bearbeitung in das Material eingebracht werden und beeinflussen anschließend die Festigkeit des Bauteils.

Die Ermittlung von Eigenspannungen spielt daher eine zentrale Rolle in der Prozessüberwachung und Qualitätssicherung. Zur zerstörungsfreien Messung der Spannungszustände verwendet die GWP die Röntgenografische Eigenspannungsmessung. Dieses Verfahren ermöglicht sowohl Oberflächenmessungen als auch die Analyse von Tiefenprofilen bei verschiedenen Werkstoffen wie Eisen, Aluminium, Kupfer, Titan und Nickel.

Für die Tiefenverlaufsanalyse wird das Material durch elektrolytisches Abtragsätzen schichtweise und verformungsfrei abgetragen, um die Eigenspannungen im Inneren des Materials präzise zu erfassen, ohne sie durch den Abtragungsprozess zu verändern.

GWP führt diese Messungen entweder im eigenen Labor oder mobil bei Ihnen vor Ort durch, ideal für große oder schwer transportierbare Bauteile. Zum Einsatz kommt der X-Stress 3000

Erweiterte Anwendung: Ferrit- und Austenitbestimmung sowie Restaustenitanalyse

Mit der gleichen Methodik können wir zudem den Anteil von Ferrit und Austenit sowie den Restaustenitgehalt im Material quantitativ bestimmen. Diese Informationen sind besonders wertvoll, um die Materialstruktur und damit die Qualität und Belastbarkeit metallischer Bauteile umfassend zu analysieren.

GWP unterstützt Sie kompetent bei der Bestimmung und Bewertung von Eigenspannungen. Kontaktieren Sie uns gerne, wenn Sie Fragen haben oder ein Angebot für eine Prüfung wünschen. vertrieb@gwp.eu

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Farbmessung | Bestimmung von Farb- und Glanzwirkung

GWP Saarland — Tue, 12 Nov 2024 15:11:41 +0000

Die Farbmessung beschreibt die Farb- und Glanzwirkung von einer Probe mittels objektiver Zahlen. Sie ist unabhängig von dem subjektiven farblichen Eindruck des Betrachters.

Die Farbmessungen werden mittels Spektralphotometers durchgeführt. Dieser vermisste die Remissionswerte des sichtbaren Lichtes von infrarot bis ultraviolett. Dadurch werden Farbabweichungen berechnet und Abweichungen definiert. Die Farbmessungen erfolgen unter definierter UV-Beleuchtung und Messgeometrie.

Farbmessungen sind an Folien, Textilien, Metallen, Lackoberflächen und Spritzgussformteilen möglich.

Ermittlung der Farbdifferenz
Farbtonsuche
Farbstärkeermittlung
Metamerie
Farbmessung vor Ort

DIN EN ISO 11664-4, DIN 6174; ISO 7724-3, VDA 280 Teil 1-5, Volvo STD 1026,8201:1994-06

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DIN EN ISO 4590 | Bestimmung des Volumenanteils offener und geschlossener Zellen in Schaumstoff

Max — Mon, 04 Nov 2024 13:00:57 +0000

Die DIN EN ISO 4590 beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung des Volumenanteils offener und geschlossener Zellen in harten Schaumstoffen. Diese Norm ist besonders wichtig in Bereichen, in denen das Verhalten von Schaumstoffen unter verschiedenen Bedingungen bewertet wird – beispielsweise in der Bauindustrie oder in der Verpackungstechnik.

Das Verfahren umfasst zwei Messschritte:

Geometrisches Volumen: Zunächst wird das Gesamtvolumen des Probekörpers geometrisch bestimmt.
Gasdichtes Volumen: Anschließend wird das gasdichte Volumen gemessen, was durch Einschluss eines Inertgases erfolgt. Diese Messung zeigt an, wie viel des Gesamtvolumens aus geschlossenen Zellen besteht, da in diesen Bereichen kein Gas entweichen kann.

Der Unterschied zwischen beiden Messungen ermöglicht die Berechnung des Volumenanteils offener und geschlossener Zellen. Ein hoher Anteil geschlossener Zellen ist wichtig für Anwendungen, bei denen Isolierfähigkeit oder Feuchtigkeitsresistenz gefragt sind, während ein hoher Anteil an offenen Zellen für Schaumstoffe relevant ist, die atmungsaktiv sein sollen.

Diese Norm ist speziell auf harte Schaumstoffe ausgelegt und gewährleistet durch standardisierte Bedingungen verlässliche und vergleichbare Ergebnisse. Die Ergebnisse der DIN EN ISO 4590-Prüfung sind entscheidend für die Qualitätskontrolle und die Anwendungssicherheit der Produkte.

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DIN EN ISO 306 | Bestimmung der Vicat Erweichungstemperatur

Max — Mon, 04 Nov 2024 12:55:16 +0000

Die Vicat Erweichungstemperatur ist eine zentrale Prüfmethode zur Bestimmung der Temperaturbeständigkeit von Kunststoffen. Sie zeigt an, ab welcher Temperatur ein Kunststoff unter Belastung weich wird und seine Form verliert, was besonders für Anwendungen bei hohen Temperaturen wichtig ist.

Im Vicat-Test wird eine Kunststoffprobe unter einer festgelegten Belastung erhitzt. Eine Nadel oder ein Stift (meist eine Pyramide oder ein Zylinder) dringt bei Erreichen der Erweichungstemperatur in die Probe ein und hinterlässt einen Abdruck. Die bei diesem Eindringen gemessene Temperatur wird als Vicat-Erweichungstemperatur bezeichnet. Dieser Wert ist eine wichtige Kennzahl zur Wärmeformbeständigkeit des Materials.

Die DIN EN ISO 306 beschreibt die Vicat-Erweichungstemperatur (VST) mit verschiedenen Testverfahren, die sich in Heizrate und Belastung unterscheiden:

Verfahren A50: Belastung von 10 N, Heizrate von 50 K/h
Verfahren B50: Belastung von 50 N, Heizrate von 50 K/h
Verfahren A120: Belastung von 10 N, Heizrate von 120 K/h
Verfahren B120: Belastung von 50 N, Heizrate von 120 K/h

Diese Verfahren sind speziell auf Thermoplaste zugeschnitten und zeigen an, bei welcher Temperatur diese Kunststoffe erweichen. Materialien mit einer hohen Vicat-Erweichungstemperatur sind besonders geeignet für Anwendungen, die starker Wärme ausgesetzt sind, da sie ihre Form und Stabilität auch bei höheren Temperaturen beibehalten.

Haben Sie Fragen zur Vicat Messung? Kontaktieren Sie uns.

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Schmelzflussindex ( MFI ) Bestimmung nach DIN EN ISO 1133

Max — Wed, 09 Oct 2024 07:33:45 +0000

Der Schmelzflussindex (MFI) ist eine zentrale Methode zur Charakterisierung des Fließverhaltens von thermoplastischen Kunststoffen und dient als Indikator für die Viskosität der Kunststoffschmelze. Der MFI ermöglicht es, Materialverunreinigungen und Verarbeitungsfehler durch vergleichende Messungen aufzudecken, weshalb er häufig in der Qualitätssicherung und Schadensanalyse eingesetzt wird. Darüber hinaus gibt der Schmelzflussindex Aufschluss über den Polymerisationsgrad eines Materials, also die mittlere Anzahl von Monomereinheiten pro Molekül.

Die Bestimmung des Schmelzflussindex erfolgt durch die Schmelzindexprüfung gemäß DIN EN ISO 1133. Dabei werden materialabhängige Belastungen und Temperaturen angelegt, um entweder das Volumen pro Zeit (MVR) oder die Masse pro Zeit (MFI) zu messen. Diese Methode liefert präzise Informationen über das Fließverhalten und die Verarbeitungseigenschaften thermoplastischer Kunststoffe.

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Dichtebestimmung nach DIN EN ISO 1183-1

Max — Wed, 09 Oct 2024 07:28:43 +0000

Die Dichtebestimmung nach DIN EN ISO 1183-1 ist eine wichtige Methode zur Charakterisierung von Materialien und Produkten in zahlreichen Branchen. Die Dichte ρ eines homogenen Festkörpers wird als das Verhältnis seiner Masse zu seinem Volumen definiert. Wird die Masse des Materials auf das Volumen des reinen Feststoffs bezogen, spricht man von der Reindichte. Bezieht man die Masse jedoch auf das Volumen der gesamten Stoffmenge, einschließlich Poren oder Hohlräumen, handelt es sich um die Rohdichte. Die Dichte wird in den Einheiten g/cm³ oder kg/m³ angegeben.

In unseren Werkstofflaboren erfolgt die experimentelle Dichtebestimmung nach dem Auftriebsverfahren (Verfahren A) mithilfe einer präzisen Analysenwaage. Diese Prüfung wird bei Raumtemperatur und mit destilliertem Wasser als Eintauchflüssigkeit durchgeführt. Diese Methode ermöglicht eine exakte Ermittlung der Dichte von Festkörpern und stellt sicher, dass spezifische Materialeigenschaften optimal bewertet werden können.

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