oppervlaktesamenhang

Oppervlaktesamenhang is een materiaalkundige eigenschap die de cohesie en stabiliteit van de bovenste laag van een materiaal beschrijft. Het omvat de krachten die oppervlakdeeltjes bij elkaar houden en, waar van toepassing, de verbinding tussen de oppervlaklaag en de onderliggende bulk. Een hoge oppervlaktesamenhang leidt doorgaans tot betere weerstand tegen scheurvorming, delaminatie en krassen, en beïnvloedt ook de wrijf- en natting-eigenschappen van een oppervlak.

Factoren die oppervlaktesamenhang bepalen zijn onder meer de chemische samenstelling van de oppervlaklaag, de aanwezigheid van oxiden en functionele groepen, en de aard van de bindingen (cohesie tussen oppervlakdeeltjes zoals van der Waals-krachten, covalente en ionische bindingen, en waterstofbruggen). Ook micro- en nanostructuur, defecten en de hechting aan het substraat spelen een rol. Externe omstandigheden zoals temperatuur, vocht en mechanische belastingen hebben eveneens invloed.

Beoordeling van oppervlaktesamenhang gebeurt zowel op het niveau van de oppervlaklaag als van de interface met het substraat. Methoden omvatten metingen van oppervlaktespanning en oppervlaktesenergie (via contacthoekmetingen), microscopische inspectie en spectroscopische technieken. Mechanische tests zoals losbreuk- (pull-off) testen en krastests geven indicaties van cohesieve sterkte en hechtingsvermogen. Daarnaast kan AFM- force spectroscopy lokale bindingen en coherentie op het oppervlak in kaart brengen.

Toepassingen van oppervlaktesamenhang zijn onder meer coatings, lijm- en keramische systemen, polymeren en andere oppervlakken die duurzaamheid, slijtagebestendigheid en corrosieweerstand vereisen. De concepten staan vaak in relatie tot wettability, adhesie en interfaciale spanningen, die samen de prestaties onder verschillende omgevingscondities bepalen.