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2014
Conference Paper
Titel
Zustandsmonitoring von Klebfugen durch integrierte Sensoren
Abstract
Das Ziel des Forschungsvorhabens war es, durch die Implementierung von elektrochemischen Sensoren in Klebverbindungen eine Möglichkeit der Echtzeitüberwachung alterungsrelevanter Prozesse zu erreichen. Der Alterungsprozess sollte durch die Messmethodik nicht beeinflusst werden, so dass ein direkter Bezug zu den Auswirkungen der Auslagerungsbedingungen und dem Ergebnis der mechanischen Prüfung ermöglicht. In der Lack- und Beschichtungstechnik wird die Methode der elektrochemischen Impedanzspektroskopie (EIS) schon seit einigen Jahren zur Untersuchung des Degradationsverhaltens erfolgreich eingesetzt. Hierbei wird dem Beschichtungssystem ein frequenzmoduliertes sinusoidales Potentialsignal aufgeprägt und aus der resultierenden Stromantwort ein komplexer Widerstand bestimmt, der sich aus resistiven und kapazitiven Komponenten zusammensetzt, die wiederum auf den Materialeigenschaften des Verbundes beruhen. Die Übertragung der Methodik auf Klebverbindungen erfordert die Berücksichtigung der zusätzlichen Polymer/Metall-Phasengrenze und die Abwesenheit eines bedeckenden wässrigen Elektrolyten. Bei Klebverbindungen stellt allein der Klebstoff den Elektrolyten dar. Mit der EIS können ohne wesentliche Beeinflussung der Klebfunktion spezifische Materialeigenschaften von Klebfugen wie Widerstand, Permittivität, Wasseraufnahme und weitere in-situ ermittelt werden. Aufgrund des hochohmigen Charakters von Klebstoffen sind an die Klebfugen- bzw. Zellgeometrie sowie dem Messsystem aber besondere Anforderungen gestellt, welche für jeden Anwendungsfall genau überprüft und gegebenenfalls angepasst werden müssen. Sofern die messbaren Parameter jedoch für den Alterungsprozess relevant sind, ist diese Methodik besonders gut zur dessen Überwachung geeignet.