Kontamination durch Gerätematerialien

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Kontamination durch Gerätematerialien (contamination from equipment materials)

Gerätematerialien sind vor allem bei Zerkleinerungswerkzeugen relevant, die einen hohen Druck auf die Materialien ausüben und deshalb Abrieb erfahren. Je nach Zusammensetzung entstehen unterschiedliche Kontaminationen, eine Übersicht ist in Tabelle 1 gegeben.

Materialien der Werkzeuge Härte Dichte Energieinput Verschleißfestigkeit Mögliche Kontaminationen
Rostfreier Stahl 48-52 HRC, ~550 HV 7.8 g/cm³ Sehr hoch Gut (bis zu einem gewissen Grad) Fe, Cr
Gehärteter Stahl 58-63 HRC, ~750 HV 7.85 g/cm³ Sehr hoch Gut Fe, Cr, C (weniger als rostfreier Stahl)
Wolframcarbid ~1250 HV 14.8 g/cm³ Extrem hoch Sehr gut W, C, Co (marginal)
Achat Hart und spröde, 6.5-7 Mohs, ~1000 HV 2.65 g/cm³ Sehr niedrig Gut (bis zu einem gewissen Grad) SiO2
Gesintertes Aluminumoxid Hart und spröde, 8-8.5 Mohs, ~1750 HV 3.9 g/cm³ Niedrig Gut Al2O3
Zirkoniumoxid Hart und spröde, fest als Achat, 7.5 Mohs, ~1200 HV 5.9 g/cm³ Hoch Sehr gut ZrO2, Y2O3 (nicht signifikant)
Siliziumnitrid ~1500 HV 3.2 g/cm³ Niedrig Exzellent Si3N4, Y2O3, Al2O3
PTFE / Teflon Elastisch, Shore-Härte D56 2.1 g/cm³ Sehr niedrig Niedrig F, C

Die Härte ist hierbei in unterschiedlichen Skalen gegeben, die spezifisch für die Materialien sind. HRC bezeichnet die Härteskala nach Rockwell, HV die Skala nach Vickers. Die Shore-Härte wird ausschließlich für Elastomere und Kunststoffe benutzt.

Aus den Eigenschaften ergeben sich einige Schlussfolgerungen: 1. Die Härte des Werkzeugs sollte die des Materials stets übersteigen. 2. Stelle sicher, dass du nur Werkzeuge benutzt, die für deine Analyse keine relevanten Kontaminationen erzeugen. Wenn z.B. Proben zu ihrem Eisengehalt untersucht werden sollen, dürfen sie nicht mit Stahl bearbeitet werden. 3. Der Energieinput beschreibt auch die Effektivität des Materials. Je höher der Input, desto einfacher ist die Probenzerkleinerung mit ebendiesem Material.

Autoren

Sönke Stern, Donja Aßbichler