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

edampft wurden. Sie fanden, dass lediglich im System Wasserstoff/Palladium-PET und
in geringerem Maß auch für Wasserstoff/Nickel-PET eine Lösung des Wasserstoffs im
Metall stattfindet. Die anderen Gase He, Ar, Kr,
2.3
dagegen zeigten keine Löslichkeit
in den Metallen. Zur Beschreibung der durch die bedampften Folien stellten
31 Permeation_______________________________________________________________Seite
CO2
die Autoren ein Modell auf, welches die Permeationskoeffizienten des
Metall/Polymer-Systems mit den Permeationskoeffizienten der unbedampften
Polymerfolie Verbindung setzt. Nach Ansicht der Autoren wirkt die
PPET PSM
1
= PPET PSM
⋅
-------- ⋅
M
ASM
in
aufgedampfte Schicht dabei wie eine mikroporöse Barriere. Der dominierende
Stofftransportmechanismus sollte daher die Molekularströmung darstellen. Mercea et al.
beschrieben diesen zusätzlichen Widerstand in ihrem Modell mit Hilfe eines konstanten
Faktors ASM:
(2-33)
Der Einfluss der Gasart wird hierbei über das Molekulargewicht M berücksichtigt. Im
Fall von Systemen, in denen die Metalle für das permeierende Gas eine messbare
Durchlässigkeit aufweist (z.B. Wasserstoff/Palladium), argumentierten die Autoren,
dass sich das metallisierte Polymer wie ein Laminat verhält [88]. Für den mittleren
Permeationskoeffizienten des Gesamtsystems Metall/Polymer gilt dann:
----------
PSM
(2-34)
wobei dSM, bzw. die Schichtdicke des gesamten Systems, die
Metallschichtdicke bzw. die Polymerdicke darstellt. Entsprechendes gilt für die
Permeationskoeffizienten , PPET. Aus Gleichung (2-34) kann somit
gefolgert werden, dass die Schicht mit der geringsten Durchlässigkeit die
Gesamtdurchlässigkeit des Systems dominiert.
PSM
PM dPET dM
dSM
=
------- + ------------
PPET PM
dM
dPET
und
Die Autoren fanden, dass ein Bedampfen mit Metall zu einer Erhöhung der Barriere
gegenüber dem reinen Polymer führt. Weiter konnten sie zeigen, dass in erster Näherung
die Argumentation eines Laminataufbaus für Schichtsysteme zutrifft. Allgemein wurden
jedoch höhere Werte gemessen als theoretisch vorausgesagt. Als Erklärung wurde ein
zusätzlicher Stofftransport durch Defekte genannt. Insgesamt muss jedoch festgehalten
werden, daß dieses Modell wie die eigenen Untersuchungen zeigen keine
PSM
quantitative
Permeationsvorhersage ermöglicht.
Ein weiteres Modell wurde 1999 von Czeremuszkin et al. [89] aufgestellt. Dabei wurde
auch hier von einem kreisrunden Defekt mit Radius in der Metallisierung
ausgegangen. Die Permeationsrate im stationären Fall berechneten sie dabei unter
Annahme konstanter und konzentrationsunabhängiger Diffusionskoeffizienten D und
Löslichkeiten S. Der resultierende Fluss durch den Defekt betrage JEin. Die Autoren
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