Volumendilatometrie/Volumenschrumpf

Reaktivharze weisen beim Härten einen Volumenschrumpf auf, der bei vielen Anwendungen dieser Harze, z.B. bei Klebstoffen, Laminierharzen oder Vergussmassen, problematisch sein kann.

Trotz der enormen technischen Bedeutung in nahezu allen Branchen der Industrie, vor allem jedoch im Bereich der Informationstechnik, der Mikro- und Optoelektronik und der Mikrosystemtechnik, sind die Zusammenhänge zwischen Chemie, physikalisch-technischen Parametern und Volumenschrumpf von Reaktivharzen sowie ihre Konsequenzen für die Zuverlässigkeit und Lebensdauer von Bauteilen wenig verstanden.

Prinzipiell ist heute das Problem der thermischen Spannungen bereits durch FE-Simulationen optimierbar. Allerdings ist die Genauigkeit der Vorhersage durch mangelnde Kenntnis der Stoffdaten sehr begrenzt. In einem Gemeinschaftsprojekt wurde ein automatisiertes Gerät zur drucklosen Messung von chemisch oder thermisch bedingten Volumenänderungen von Werkstoffen entwickelt. Im Ergebnis wurde ein Gerät entwickelt, das zur Messung des Volumenschrumpfes von Reaktivharzen über alle Phasen der Aushärtung vom Ausgangsstoff bis zur Abkühlung des Endproduktes geeignet ist.

 

Anwendungsfelder

  • Messung chemisch bedingter Volumenänderungen von festen oder flüssigen Werkstoffen
  • Messung der thermischen Ausdehnung von festen oder flüssigen Werkstoffen
  • Automatisierte Messung bei Normaldruck bis 230°C
  • Messung des Spezifischen Volumens (in ml/g) während der Aushärtung, dadurch Ermittlung des Volumenschrumpfes (in %)
  • Messung des temperaturabhängigen Volumenausdehnungskoeffizienten, dadurch Ermittlung der Glastemperatur
  • Abschätzung des thermisch induzierten Stresses beim Härten
  • genauere Zuverlässigkeits- und Lebensdauervorhersagen von Werkstoffen
  • Entwicklung neuer Reaktivharze mit verbesserten Eigenschaften
  • Optimierung von Härtungsprozessen

 

Referenzen und Kooperationen

Das Projekt wurde als Kooperationsprojekt zwischen Fraunhofer IZM Teltow, BTU Cottbus und der InnoMat GmbH, Teltow durchgeführt.

Das Projekt wurde vom MWFK des Landes Brandenburg unterstützt (FKZ: 24#2598-14/322)