Widerstand von Pulvern messen: Warum der Pressdruck entscheidend ist

In einem neuen Fachbeitrag erläutert NH Instruments, warum ein einzelner Widerstandswert für die elektrische Charakterisierung von Pulvern häufig nicht ausreicht und welche zusätzlichen Informationen eine Druck-Widerstands-Kennlinie liefern kann.

Vom einzelnen Messwert zur Druck-Widerstands-Kennlinie

Bei zunehmender Verdichtung rücken die Partikel einer Pulverprobe enger zusammen. Vorhandene Zwischenräume werden reduziert und zusätzliche beziehungsweise größere Kontaktflächen können entstehen. Bei elektrisch leitfähigen Pulvern kann sich dadurch das Netzwerk elektrischer Leitpfade verändern.

Für Forschung, Materialentwicklung und Qualitätssicherung ist daher nicht nur die Frage relevant, welchen Widerstand eine Probe aufweist. Ebenso wichtig kann sein, wie sich der spezifische Widerstand unter definierten Druckbedingungen verändert.

Eine Druck-Widerstands-Kennlinie macht diesen Zusammenhang sichtbar. Damit lassen sich beispielsweise unterschiedliche Materialchargen, Rezepturen oder leitfähige Additive unter vergleichbaren Bedingungen untersuchen. Auch Bereiche, in denen eine weitere Verdichtung nur noch geringe Änderungen des elektrischen Widerstands bewirkt, können auf diese Weise identifiziert werden.

Kontrollierte Pulvermessung mit dem PD-600

Für die druckabhängige Charakterisierung pulverförmiger Materialien bietet NH Instruments das PD-600 Powder Resistivity Measuring System von Nittoseiko Analytech an.

Das System verbindet die elektrische Widerstandsmessung mit einer kontrollierten Verdichtung der Probe. Über die automatische Hydraulikeinheit können definierte Presskräfte von 0,01 bis 20 kN eingestellt werden. Je nach Probengeometrie entspricht dies einem Pressdruck von bis zu etwa 60 MPa.

Für unterschiedliche Widerstandsbereiche kann das PD-600 mit dem Loresta-GX II oder dem Hiresta-UX kombiniert werden. Das Loresta-GX II ist für niederohmige Materialien ausgelegt, während das Hiresta-UX die Charakterisierung hochohmiger Materialien ermöglicht.

Einsatz in Entwicklung und Qualitätssicherung

Die druckabhängige Widerstandsmessung ist unter anderem für Batterie- und Elektrodenmaterialien, Graphit, Ruß und andere Kohlenstoffmaterialien sowie metallische und weitere funktionale Pulver interessant.

In der Qualitätssicherung können definierte Messbedingungen dazu beitragen, Unterschiede zwischen Produktionschargen zu erkennen und Rohstoffe oder Zwischenprodukte miteinander zu vergleichen. In Forschung und Entwicklung lässt sich untersuchen, welchen Einfluss beispielsweise Materialzusammensetzung, Rezeptur oder leitfähige Additive auf das elektrische Verhalten eines Pulvers haben.

Entscheidend ist dabei die Reproduzierbarkeit: Erst wenn Probenvorbereitung, elektrische Kontaktierung und Verdichtung kontrolliert werden, lassen sich Messergebnisse sinnvoll miteinander vergleichen.

Neuer Fachbeitrag erläutert die Messmethode

Im neuen Fachbeitrag „Widerstand von Pulvern messen: Warum der Pressdruck entscheidend ist“ erläutert NH Instruments die Zusammenhänge zwischen Verdichtung und elektrischem Widerstand ausführlich. Der Beitrag beschreibt den Messablauf mit dem PD-600, erklärt die Bedeutung von Druck-Widerstands-Kennlinien und zeigt typische Anwendungsbereiche der Methode.

Den vollständigen Fachbeitrag finden Interessierte bei NH Instruments:

Widerstand von Pulvern messen: Warum der Pressdruck entscheidend ist