GrenzflächenEigenschaften

Grenzflächeneigenschaften bezeichnen die physikalischen, chemischen und mechanischen Merkmale der Grenzfläche zwischen zwei Phasen, etwa zwischen Festkörper und Flüssigkeit, zwei Flüssigkeiten oder zwei Festkörpern. Sie beschreiben, wie Energie an der Grenzfläche verteilt wird, sowie Benetzung und Transportprozesse über die Grenzfläche.

Wichtige Größen sind die Grenzflächenspannung und die Benetzung, gemessen am Kontaktwinkel. Die Grenzflächenspannung beschreibt die Energiemenge pro Flächeneinheit, die nötig ist, um zwei Phasen zu trennen. Die Benetzung zeigt, ob eine Flüssigkeit die Grenzfläche gut benetzt oder abweist. Weitere relevante Eigenschaften sind Adhäsion, die mechanische Festigkeit der Grenzzone (z. B. Spalt- oder Debonding-Werte), chemische Zusammensetzung, Oberflächenrauheit und Oberflächenladung.

Umweltbedingungen wie Temperatur, Druck, Oberflächenbehandlung, Alterung und Beschichtungen beeinflussen Grenzflächeneigenschaften.

Messungen erfolgen durch Kontaktwinkelmessung, Verfahren zur Bestimmung der Grenzflächenspannung (Pendant-Drop, Capillary Rise) sowie Oberflächenanalytik wie XPS, AFM oder Ellipsometrie, um chemische Zusammensetzung, Rauheit und Grenzflächeneigenschaften zu charakterisieren.

Anwendungsbereiche liegen in Beschichtungen, Klebstoffen, Membranen, Emulsionen, Tribologie und Halbleitertechnik.