Einfluss der Oberflächenbeschaffenheit nanoskaliger SiO2-Partikel auf die Erosionsbeständigkeit von gefüllten Epoxidharzformstoffen

Abstract:
Abhängig von den Oberflächeneigenschaften und dem Füllgrad nanoskaliger SiO2-Füllstoffpartikel sowie dem Zusatz eines Haftvermittlers wurde die Beständigkeit von Epoxidharzformstoffen gegenüber Oberflächenteilentladungen untersucht. Für die Untersuchungen wurden pyrogene SiO2-Füllstoffpartikel verwendet, bei denen durch geeignete Oberflächenbehandlung unterschiedliche Oberflächeneigenschaften (hydrophil, hydrophob) erzielt werden konnten. Ferner wurde der Einfluss eines zusätzlich verwendeten Haftvermittlers auf die Beständigkeit gegenüber Oberflächenteilentladungen untersucht. Für die Untersuchungen wurden plattenförmige Prüfkörper mit einer Dicke von 1 mm in einer Stab- Platte-Anordnung geprüft. Die Prüfkörper wurden für eine Zeitdauer von 100 h unter Laborbedingungen mit Oberflächenteilentladungen belastet, welche bei Anlegen einer Spannung von 11 kVeff und einer Frequenz von 50 Hz an die Stab-Elektrode am Triple-Punkt entstehen. Mittels eines Laserprofilometers wurden das erodierte Volumen sowie die 95%-Erosionstiefe ermittelt. Für den Epoxidharzformstoff mit den hydrophilen SiO2-Füllstoffpartikeln steigt die Erosionsbeständigkeit bis zu einigen Gew.-% an Füllstoffpartikeln und bleibt für höhere Füllgrade nahezu unverändert wohingegen für das Epoxidharzformstoff mit den hydrophoben SiO2-Füllstoffpartikeln die Erosionsbeständigkeit monoton mit dem Füllgrad steigt. Ein lokales Maximum an Erosionsbeständigkeit wird für die gefüllten Epoxidharzformstoffe beim geringsten untersuchten Füllgrad erreicht, wenn zusätzlich zu den nanoskaligen Füllstoffpartikeln ein Haftvermittler verwendet wird. Die Beobachtungen werden mit dem Interphasenvolumenmodell erklärt.