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

Eine Mikroporosität, die sich wie beschrieben durch gekrümmte Kurvenverläufe
auszeichnet, kann sowohl in der Wasserdampf- als auch minimal in der
Stickstoffmessung erkannt werden. Anhand der Änderung der Geradensteigung lässt
sich für die H2O-Adsorption eine mittlere Porengröße von 0,6 nm feststellen. Bei der
Auswertung der N2-Adsorptionsdaten ergibt sich hingegen eine deutlich kleinere
mittlere Porengröße von ca. 0,3 nm. Zusätzlich ist das detektierte Porenvolumen bei der
Stickstoffadsorption um etwa eine Größenordnung niedriger als bei der
Wasserdampfadsorption. Die in den Adsorptionsmessungen ermittelten Unterschiede in
7.2 Einfluss der Schichtrauigkeit auf das Permeationsverhalten________________________Seite 141
der spezifischen Oberfläche lassen sich somit auf unterschiedliche scheinbare
Porengrößen zurückführen.
Dies lässt den Schluß zu, dass solche Mikroporen für Wassermoleküle tatsächlich
leichter zugänglich sind als für Stickstoff. Damit spricht auch dies für einen zusätzlichen
Transportweg entlang von Mikroporen/Korngrenzen, der aber im Wesentlichen nur für
die Wasserpermeation eine Rolle spielt. Verständlich wird dies, wenn man die
Molekülgrößen von Wasser und Stickstoff und die Stärke der Wechselwirkung zwischen
Aluminium und permeierenden Substanz betrachtet. Einzig Wasser weist sowohl eine
hohe Wechselwirkung als auch einen ausreichend kleinen Moleküldurchmesser auf.
Dies erklärt auch, weshalb das Defektmodell für Sauerstoff und ähnliche einfache Gase
die real zu erwartenden Permeationsraten gut vorhersagen kann, während es für
Wasserdampf zu kleine Werte liefert.
7.2 Einfluss der Schichtrauigkeit auf das Permeationsverhalten
Um die aus den Adsorptionsmessungen geschlossenen Zusammenhänge mit einer
anderen Methode zu überprüfen, wurde der Einfluss der Rauigkeit der aufgedampften
Aluminiumschichten mit der gemessenen Permeationsrate in Beziehung gesetzt. Rauere
Schichten weisen größere Körner und damit weniger Korngrenzen auf. Wenn es
tatsächlich einen zusätzlichen Transportweg entlang von Korngrenzen gibt, müsste aus
dem Vergleich zwischen Schichtrauigkeit und Permeationsrate daher darauf
zurückgeschlossen werden können. Daher wurden von verschiedenen
aluminiumbedampften Muster die Sauerstoff- und Wasserdampfpermeation gemessen
und anschließend die arithmetischen Rauigkeiten der jeweiligen Muster bestimmt. Die
Ergebnisse sind in Abb. 7-4 und Abb. 7-5 dargestellt.