Kapillarflussporometrie

Schnelle und zuverlässige Analyse der Größenverteilung von Durchgangsporen

Die Kapillarflussporometrie, auch Gas-Flüssigkeits-Porometrie (GLP) genannt, ist ein Verfahren zur genauen Messung der Größe und Verteilung von Durchgangsporen in Folienmaterialien und Membranen. 

Diese druckbasierte Methode bestimmt den größten Durchgangsporendurchmesser durch Analyse des Gasflusses durch eine flüssigkeitsgesättigte Probe. Dabei wird ein großer Testbereich abgedeckt, ohne dass komplexe Modellanpassungen oder Bildverarbeitungen erforderlich sind. 

Funktionsweise der Kapillarflussporometrie (CFP)

Um die Funktionsweise der Kapillarflussporometrie zu verstehen, müssen Sie zunächst einmal etwas über den grundlegenden Mechanismus wissen. Der Kapillarfluss betrifft die Bewegung der Flüssigkeit durch ein poröses Medium unter dem Einfluss von Kapillarkräften. Diese Kräfte sind wesentlich für die Berechnung der Größe der minimalen Porenkonstriktion. Im Gegensatz zu Methoden, die auf indirekten Schätzungen oder bildbasierten Berechnungen basieren, misst die Kapillarflussporometrie den Flüssigkeitsfluss direkt durch die Poren und sorgt so für unkomplizierte und zuverlässige Ergebnisse.

Die Analyse beginnt mit der vollständigen Sättigung der Probe mit einer Benetzungsflüssigkeit. Anschließend wird sie einem allmählich ansteigenden Gaszufluss ausgesetzt. Diese allmähliche Erhöhung des Gasdrucks drückt die Flüssigkeit aus den Poren. Der Druck, bei dem die Verdrängung der Flüssigkeit stattfindet, hilft bei der Charakterisierung der Porengröße – größere Poren werden bei geringerem Druck entleert, während bei kleineren Poren ein höherer Druck erforderlich ist. Nachdem alle Poren geöffnet sind und die gesamte Benetzungsflüssigkeit ausgetrieben ist, wird der Durchfluss über die unbenetzte Trockenprobe gemessen.

Wichtige Messungen

  • Blasenpunkt, größte Pore:​niedrigster Druck, bei dem ein Durchfluss auftritt
  • Pore mit mittlerem Durchfluss: Halbtrockenkurve – Schnittpunkt der Nasskurve mit der Trockenkurve geteilt durch zwei
  • Kleinste Pore: Schnittpunkt der Nasskurve mit der Trockenkurve
  • Porengrößenverteilung: kontinuierliche Verteilung der differentiellen und kumulativen Porengröße

Anwendungen der Kapillarflussporometrie

Filtration

Optimieren Sie die Anzahl und Größe der Durchgangsporen, um die größenbasierte Selektivität und die Stoffübergangsrate besser vorherzusagen und sicherzustellen.

Vliesstoffmembranen

Diese gängigen Filtermedien sind aufgrund ihrer Herstellungsmethoden oft durch eine breite Verteilung der Porengrößen gekennzeichnet. Die Bestimmung des Blasenpunkts bei konstantem Fluss ist durch In-Plane-Porosität und unregelmäßige Porenformen besonders wichtig.

Metall- und Keramikmedien

Diese Materialien, oft mit hochporösen Strukturen, werden aufgrund ihrer thermischen, physikalischen und chemischen Beständigkeit bevorzugt. Es ist besonders wichtig, die dreidimensionale Porosität in Richtung des beabsichtigten Flusses dieser Materialien zu messen.

Batterie- und Brennstoffzellen-Abscheider und -Membranen

Die Gerätesicherheit wird durch Optimierung der Rate des Ionentransports und der physischen Abscheidung verbessert.

AccuPore: Fortschrittliche Lösungen für die Kapillarflussporometrie

Das Micromeritics AccuPore-Kapillarflussporometer umfasst:

  • Flexible und einfach zu bedienende Probenkammer für Proben mit 13 mm, 25 mm und 47 mm Durchmesser
  • Präzise Probenhalter und eine fortschrittliche Druckregelung ermöglichen genaue Messungen bis zu hohen Drücken für kleine Poren und dünne Membranen
  • Die intuitive Breeze-Benutzeroberfläche erleichtert die Analyse von Proben und das Überprüfen von Ergebnissen mit oder ohne PC
  • Die automatisch umschaltende Gasversorgung reduziert die Betriebskosten durch den Einsatz kostengünstiger Druckluft, wenn geeignet, ohne, dass der Bediener eingreifen muss.
  • Unübertroffene Genauigkeit und Wiederholpräzision durch die Verwendung von SmartFlow für die direkte Messung des Blasenpunkts

Micromeritics AccuPore

Die einfachste, genaueste und vielseitigste Messung der Durchlässigkeit
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