Lexikon Pharmatechnologie

Oberflächennahe Energiestruktur

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Darstellung und Beeinflussung des Energiezustandes oberflächennaher Schichten von festen Werkstoffen.

Austenitische Edelstahllegierungen z. B. haben entsprechend ihres kristallinen Aufbaus (Metallgitter, Korn) im ungestörten Zustand ein spezifisches Energieniveau an der Oberfläche, welches man durch die Oberflächenspannung physikalisch beschreiben / messen kann.

Die spanabhebende Bearbeitung einer Edelstahloberfläche verursacht infolge der Schneidvorgänge an der Oberfläche mikroplastische Verformungen (Plastische Verformung) der Edelstahlstruktur und verursacht damit in einer dünnen Oberflächenschicht des Edelstahlmaterials eine erhebliche Energiespeicherung infolge plastischer Verspannungen (Spannungs-Dehnungs-Diagramm, siehe Abb. E 15 unter Energiespeicherung).

Je nach Bearbeitungsprozess bzw. Intensität ist diese Schicht (Beilby-Schicht, Wulffsche Oberflächenmorphologie) zwischen 1 und 15 µm dick und kann die Oberflächenspannung bis auf den doppelten Wert des ungestörten Gitter-Zustands steigern.

Die Darstellung des Energieniveaus über die Eindringtiefe in die Oberfläche ergibt das Energiestrukturbild der betreffenden Bauteiloberfläche bzw. der oberflächennahen Schicht.

Ein belastungsfreier Abtrag des Materials und damit eine Normalisierung des Energieniveaus bietet sich durch fachgerechtes elektrochemisches Polieren:

Oberflächenspannung 1.4404, mechanisch geschliffen: ca. 0,1 N/m.

Oberflächenspannung 1.4404, elektrochemisch poliert, 200 A min.: ca. 0,05 N/m.

© 2013 – ECV – Lexikon der Pharmatechnologie

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