Mikrohohlraum. Lexikon Pharmatechnologie - prozesstechnik online

Lexikon Pharmatechnologie

Mikrohohlraum

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Auch: Mikrokaverne.

Siehe auch: Mikropore, Mikroriss, Beilby-Schicht, Wulffsche Oberflächenmorphologie.

Hohlraum mit einer Dimension von ca. 1–3 µm in dünnen, oberflächennahen Schichten von mechanisch geschliffenen, gehonten oder gestrahlten Oberflächen von austenitischen Edelstahllegierungen.

Bauteile aus austenitischen Edelstahllegierungen werden häufig durch spanabhebende Formgebungsverfahren wie mechanisches Schleifen, Honen, Strahlen der Oberfläche bearbeitet, wodurch stets eine erhebliche Vergrößerung der wahren Oberfläche verursacht wird und ein nennenswerter Teil der Oberflächenvergrößerung durch die Bildung von Mikrokavernen bzw. Mikrohohlräumen erfolgt. Die Umlegung und Verschmierung von Materialfurchen beim mechanischen Schleifen oder Drehen infolge plastischer Mikroverformungen sowie die Verquetschung von Lokalbereichen durch Strahlen verursacht z. B. die Bildung von Mikrohohlräumen bis in eine Tiefe von etwa 3–10 µm (abhängig vom jeweiligen mechanischem Verfahren).

Derartige Oberflächen zeigen im sensiblen Praxis-einsatz meist eine Vielzahl typischer Mikrodefekte hinsichtlich Topographie, Morphologie und Energieniveau.

Die Evakuierung eines Oberflächenbereiches 10 x 10 cm einer mit Körnung K 220 mechanisch geschliffenen Edelstahloberfläche auf ca. 10-9 bar zeigt z. B., dass nach Beendigung des Abpumpprozesses bei Erreichen von 10-9 bar der Druck in der Kammer wieder merklich ansteigt (Nachgasungseffekt). Beim analogen Versuch mit einer fachgerecht elektrochemisch polierten Oberfläche (elektrochemischer Abtrag: 12–15 µm) ist dagegen kein signifikanter Druckanstieg nach Beendigung des Abpumpvorganges zu erkennen. Die Analyse dieses Phänomens zeigt, dass in der mechanisch geschliffenen Edelstahloberfläche offenbar Mikrohohlräume in Form umgebogener deformierter Furchenbereiche vorliegen und diese ca. 2–3 µm dicke Porösschicht (Integrales Porösvolumen) (je nach Schliffkorn und Schliffaufbau) für den erkannten Nachgasungseffekt reproduzierbar verantwortlich ist.

Mikrokavernen / -hohlräume verändern die wahre Topographie entscheidend, erhöhen das Belagsneigungsverhalten (Belagkeimbildung) und verschlechtern das Reinigungsverhalten der Oberfläche.

Durch den elektrochemischen Polierabtrag wird diese Porösschicht von der Oberfläche durch belastungsfreien und kontrollierten Abtrag entfernt und das Phänomen somit beseitigt.

© 2013 – ECV – Lexikon der Pharmatechnologie

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