Porometrie: Analyse durchgehender Poren

Messgeräte

POROMETER 3G zh
POROMETER 3G z
POROMETER 3G macro
POROMETER 3G micro

 

Durchgehende Poren

Durchgehende Porensysteme besitzen mindestens einen Poreneingang und einen Porenausgang. Damit ist es prinzipiell möglich, solche Porensysteme durch Durchströmmethoden zu charakterisieren, z.B. Permeabilitäten (Durchlässigkeiten) hinsichtlich von Gasen und Flüssigkeiten zu bestimmen. Mit der Kapillarfluss-Porometrie kann die Porengrößenverteilung dieser Poren bestimmt werden.

Messmethode

Die Probe muss vor der Messung mit benetzender Flüssigkeit so in Kontakt gebracht werden, dass sämtliche vorhandenen Poren mit dieser Flüssigkeit gefüllt sind. Nach dem Füllen der Poren und dem Einbringen der Probe ist die Messzelle zu verschließen und die Messung durch wenige Eingaben in die Software zu starten. Der Gasdruck wird nach dem Start der Messung automatisch und schrittweise erhöht und die dem anliegenden Druck entsprechenden Porendurchmesser werden durch den Gasdruck entleert. Dies erfolgt solange, bis der relevante Porenbereich erfasst wurde, d.h. bis auch die kleinsten im Messbereich vorhandenen Poren von Flüssigkeit befreit sind. Dieser Teil der Messung wird in der Software mit „wet“ bezeichnet. Danach wird der Druck wieder abgesenkt und die Messung an der nun trockenen Probe automatisch wiederholt, der zweite Zyklus wird entsprechend mit „dry“ bezeichnet (s. Abb.). Aus der Differenz beider Kurven wird die Porengrößenverteilung berechnet.

Vorteile

Mit der Kapillarfluss-Porometrie ist eine quecksilberfreie Messmethode für den Meso- und Makroporenbereich durchgehender Porensysteme verfügbar. Die Methode ist schnell, sauber und einfach anwendbar, auch in der Qualitätskontrolle infolge einfacher Messdurchführung und standardisierbarer Messvorschriften für spezifische Probenarten. Die Porometrie charakterisiert die für Filter- u. a. Trennprozesse engsten Porendurchmesser, während die Quecksilberporosimetrie alle mindestens in eine Richtung offenen Poren erfasst. Die Entscheidung für eine der beiden Messmethoden lässt sich deshalb in der Regel recht logisch aus den konkreten Mess- oder Charakterisierungsaufgaben ableiten.
Die POROMETER 3G-Serie ermöglicht nicht nur die Charakterisierung von flachen Proben in den Standardmesszellen unterschiedlichen Durchmessers, sondern mit speziellen Messzellen auch die Porenanalyse von Hohlmembranen und anderen Probenformen.
 

Beispiel

In der folgenden Abbildung sind die Porengrößenverteilungen von fünf verschiedenen Membranen dargestellt. Man erkennt das Potential der Messmethode: Materialien mit unterschiedlich beidseitig offenem Porensystem lassen sich hervorragend unterscheiden. Die Porometrie-Messungen führen zur Kenntnis der größten vorhandenen Porenweiten (sogenannter "bubble point"), sowie den häufigsten und kleinsten Porendurchmessern.

 

Literatur

Partikelwelt 13, S. 6-9
QUANTACHROME PowderTechNote 47, 48 und 49