Thesis - Tumb1.biblio.tu-muenchen.de - Technische Universität ...

deutliche Hystere (300°C) bzw. keine Hysterese (Raumtemperatur), aufweisen. Somit
ist Chemisorption nicht der Grund für die beobachtete Hysterese.
139 Adsorptionsuntersuchungen_________________________________________________Seite 7.1
Wie bereits anhand der TEM-Aufnahmen gezeigt wurde, besteht die Aluminiumschicht
aus kompakten dichten Einkristallen. Andere kleinste Defekte in der Schicht als
Korngrenzen konnten mit keiner Messmethode nachgewiesen werden. In der näheren
Defektumgebung delaminierte Aluminiumbereiche können als Ursache für die
beobachteten Ergebnisse ausgeschlossen werden, da sie im vorliegendem Fall schon in
der reinen geometrischen Oberfläche berücksichtigt sind. Es erhärtet sich daher der
Verdacht, dass die Korngrenzen für Wasserdampf zugänglich sind.
Berechnet man nun die BET-Oberfläche aus der Wasserdampfisotherme, so erhält man
eine Oberfläche von 28 m2. Dieser Wert ist mehr als doppelt so groß wie bei den
Stickstoffmessungen und lässt sich nicht nur auf die Größenunterschiede der
charakteristischen Molekülflächen der adsorbierenden Moleküle zurückführen.
Vielmehr müssen in der Aluminiumschicht oberflächenvergrößernde Strukturen
vorhanden sein. Die Aluminiumschicht kann somit nicht kompakt sein. Vielmehr
müssen für Wassermoleküle zugängliche Kanäle durch die Schicht vorhanden sein wie
etwa die Korngrenzen. Fasst man die eingewogene Aluminiumschicht als Pulver mit
einer definierten Korngröße auf, so lässt sich für die gemessene Oberfläche eine mittlere
Korngröße von 79,5 nm angeben. Dieser Wert weicht zwar deutlich von den gemessenen
Korngrößen im TEM und AFM ab, aber trotzdem deutet auch die BET-Oberfläche der
Wasserdampfadsorption auf Korngrenzen als mögliche Transportwege für Wasserdampf
durch die Aluminiumschicht hin.
Die AFM und TEM Untersuchungen zeigen, dass solche Transportwege Größen von
weniger als einen Nanometer aufweisen müssen. Nach Lippens und de-Boer lassen sich
durch Auftragung des adsorbierten Volumens in Abhängigkeit der statistischen
Adsorbtionsschichtdicke Mikroporen, das heißt Poren unterhalb 2 nm, detektieren
[159]. In diesem Fall wird die statistische Dicke der Adsorbatschicht gegen das
adsorbierte Volumen aufgetragen. Durch das Füllen von vorhandenen Mikroporen
kommt es zu einer Abnahme der spezifischen Oberfläche, was wiederum mit einer
Reduktion der adsorbierten Gasmenge verbunden ist. Dies führt zu einer Abnahme der
Geradensteigung der Kurve. Sind sämtliche Mikroporen gefüllt, so ergibt sich in dieser
Darstellung wiederum ein linearer Verlauf. In Abbildung 7-2 sind die ermittelten
Ergebnisse aus den Adsorptionsmessungen dargestellt. Hierbei ist besonders bei den
Stickstoffmessungen zu erwähnen, dass nur sehr geringe Volumina gemessen wurden
und daher die Messgenauigkeit stark eingeschränkt ist.