Nanotechnik als Oberflächenschutz. Version Nanotechnik als Oberflächenschutz 1

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1 Nanotechnik als berflächenschutz Fügen Fügen e e hier hier ein ein Bild Bild Ihres Ihres Produktes Produktes ein ein Version Nanotechnik als berflächenschutz 1

2 Was ist Nanotechnik Nanotechnik ist die Technologie kleinster Teilchen. Ein Nanometer entspricht 0, Meter oder 0,0001 Mikrometer. Durch die Miniaturisierung werden Stoffen neue Eigenschaften gegeben. Version Nanotechnik als berflächenschutz 2

3 Die drei Bereiche der Nanotechnik Nanotechnik in der Microelektronik Nanotechnik in der Verbundwerkstofftechnik Nanotechnik in der berflächentechnik Version Nanotechnik als berflächenschutz 3

4 Nanotechnik in der berflächentechnik Der Lotuseffekt ist technisch nicht nachzuahmen. Er kommt bei Pflanzen und Tieren vor und benötigt den lebenden rganismus. Auch lebende rganismen haben einen Lebenszyklus. Realisiert sind heute Easy-To-Clean berflächen. Version Nanotechnik als berflächenschutz 4

5 Definition Nanotechnik NINa Definition 1 bis 100 nm Technisch machbar 4 bis 100 nm Machbarkeit Version Nanotechnik als berflächenschutz 5

6 Dicke und dünne Schichten Sol/Gel van-der-waals lan Schichten Version Nanotechnik als berflächenschutz 6

7 Sol/Gel-Verfahren Nanopartikel werden in einer Sole dispergiert. Durch Entzug von Lösemitteln entsteht ein Gel. Das Gel wird pyrolytisch zu einem keramischen Produkt gewandelt. Version Nanotechnik als berflächenschutz 7

8 Dünne Schichten Van-der-Waals-Kraft Basiert auf likonen. H R R R R R R R H H R Physikalische Haftung nach dem Prinzip des Tack. Nutzt die schwachen Van-der-Waals-Kräfte. Schnell aufgebaut. Version Nanotechnik als berflächenschutz 8

9 Dünne Schichten chemische Haftung H H H H R H Wasserabstossende Gruppen Basiert auf lanen. Jedes Molekül verbindet sich mit -H-Gruppen. Die Moleküle verbinden sich untereinander. Es bildet sich eine dicht bepackte Schicht, die hochresistent gegen Angriffe ist. Version Nanotechnik als berflächenschutz 9

10 Dünne Schichten Die chemische Reaktion Version Nanotechnik als berflächenschutz 10

11 Dünne Schichten Die chemische Reaktion Version Nanotechnik als berflächenschutz 11

12 Dünne Schichten Die chemische Reaktion Version Nanotechnik als berflächenschutz 12

13 liophobie / Hydrophopie Hydro-/liophil (Wasser-/Öl-liebend) Hydro-/liophob (Wasser-/Öl-abstoßend) Version Nanotechnik als berflächenschutz 13

14 Prüfung der Schichten Version Nanotechnik als berflächenschutz 14

15 Prüfungen der Schichten Es bleiben nur die Effekte zur Prüfung. Drei Methoden sind allgemein anerkannt: Kontaktwinkelmessung Tropfenablauftest Glanzgradmessung Version Nanotechnik als berflächenschutz 15

16 Prüfungen der Schichten Kontaktwinkelmessung Je idealer die Kugelform, desto besser der Kontaktwinkel Version Nanotechnik als berflächenschutz 16

17 Prüfungen der Schichten Tropfenablaufwinkel Tropfenlauftest Das Bei An Ein An diesem einem definierter diesem Glas wird bestimmten Punkt Punkt Wassertropfen langsam wird wird der Winkel der angehoben. Winkel Winkel wird beginnt des des auf der Glases eine Glases Wassertropfen Glasoberfläche zur zur Horizontalen Horizontalen zu aufgebracht. fließen. gemessen gemessen und und der der Test Test ist ist beendet. beendet. α Version Nanotechnik als berflächenschutz 17

18 Prüfungen der Schichten Glanzgradmessung Lichtstreuungstest Ein Falls Lichtstrahl die Glasscheibe wird einem als perfekter Winkel von Sobald Sobald irgendeine irgendeine Verunreinigung Verunreinigung 75 Spiegel vorhanden zur Senkrechten wirken würde, eingestrahlt. müßte das ganze vorhanden ist, ist, wird wird ein Teil Teil des des Lichtes Lichtes Licht in einem Winkel von 75 reflektiert in einem einem anderen anderen Winkel Winkel als als werden. gestreut. gestreut. Detektor Detektor Version Nanotechnik als berflächenschutz 18

19 Bewitterungstests Künstliche UV-Alterung Klimawechseltest Behandlung mit Schwefeldioxid (Kesternichtest) Salzsprühtest Schwammwischtest Kochwassertest Version Nanotechnik als berflächenschutz 19

20 Zusammenfassung Nanotechnik in der berflächentechnik wird in drei Verfahren eingesetzt. Dickschichtverfahren als Sol/Gel-Technologie Dünnschichtverfahren mit physikalischer Haftung Dünnschichtverfahren mit chemischer Haftung Version Nanotechnik als berflächenschutz 20

21 Dickschichtverfahren als Sol/Gel-Technologie Vorteile Applikation im Fertigungsprozess garantiert gleichbleibende Qualität. Es können verschiedene Nanopartikel eingebunden werden. Nachteile Derzeit noch hohe Temperatur notwendig. Nachträgliche Applikation nicht möglich. Auffrischung der gealterten Schicht nicht möglich. Version Nanotechnik als berflächenschutz 21

22 Dünnschichtverfahren physikalische Haftung Vorteile Einfache, schnelle Applikation. Keine besondere Vorreinigung. Anfangskontaktwinkel (Hydrophobie) ist sehr gut. Nachteile Geringe mechanische Belastbarkeit. Hydrophobie lässt schnell nach. Zum Teil hohe Anteile an likonölen. Version Nanotechnik als berflächenschutz 22

23 Dünnschichtverfahren chemische Haftung Vorteile Dauerhaft wie Sol/Gel- Verfahren. Nachträgliche Applikation ist möglich. Keine Temperatur erforderlich. Alle Materialien mit -H- Gruppen können beschichtet werden. Nachteile Sorgfältige Vorbehandlung erforderlich. Anfangskontaktwinkel etwas schlechter als bei den anderen Verfahren. Version Nanotechnik als berflächenschutz 23

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