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Adhésion sur des métaux

Angle de contact et tension de surface pour le traitement de surfaces métalliques

Lorsque les métaux sont traités, par exemple en cas de collage ou de peinture, ils entrent en contact avec d'autres substances. Ici, l'énergie de surface des métaux, généralement élevée, est une condition favorable pour le bon mouillage et un bon collage. Toutefois, le nettoyage et, pour certains métaux, l'activation, sont des étapes de prétraitement nécessaires pour optimiser les processus de revêtement et de collage. Nos instruments de mesure d'angle de contact et de tension superficielle réalisent des vérifications demandées par le contrôle qualité à l'étape de prétraitement et fournissent des résultats de mesure pour l'optimisation des matériaux de revêtement.

Contrôle qualité des solutions de nettoyage

L'adhésion sur des métaux étant considérablement réduite par la saleté adsorbée, l'application du revêtement est généralement précédé par une phase de nettoyage. Les solutions de nettoyage contiennent souvent des tensioactifs qui réduisent la tension de surface, améliorant le mouillage et donc la récupération des substances hydrophobes.

Nos tensiomètres mesurent la tension superficielle et caractérisent l'efficacité des tensioactifs en se basant sur la concentration micellaire critique (CMC). Ces informations aident à choisir et doser les tensioactifs.

La teneur en tensioactifs de la solution de nettoyage diminue pendant le processus en raison de l'adsorption à la surface et doit donc être redosée régulièrement. Afin de contrôler la teneur en tensioactifs, il est possible de mesurer la tension superficielle dynamique qui, contrairement à la tension superficielle statique, dépend de la teneur de tensioactifs même dans la plage de concentration élevée. Pour cette raison, une courbe d'étalonnage est produite avec notre appareil de laboratoire Bubble Pressure Tensiometer – BP100. Elle sert aussi de base pour déterminer la teneur en ingrédients actifs sur site, en utilisant notre instrument mobile Bubble Pressure TensiometerBP50.

Contrôle de la surface métallique nettoyée

Le contrôle de la surface métallique avant le collage ou le revêtement est une autre étape importante du contrôle qualité. Ici, la mouillabilité mesurée par nos instruments d'analyse de profil de goutte en se basant sur l'angle de contact est utilisée comme critère de qualité. L'homogénéité et la qualité du nettoyage sont indiquées par un faible angle de contact avec l'eau qui doit être aussi uniforme que possible sur toute la surface. Notre instrument de mesure mobile Mobile Surface Analyzer – MSA permet de réaliser un contrôle non destructif sur site sur des surfaces de toute taille.

Mesure de l'énergie de surface, de l'adhésion et de la rugosité

Certains métaux comme l'aluminium ou le magnésium, sont recouverts d'une couche d'oxyde de passivation et requièrent un traitement d'activation avant le contact de l'adhésif. Le titane utilisé comme matériau de prothèse est également pré-traité afin d'améliorer la biocompatibilité en raison de l'augmentation de l'adhésion des matériaux biogéniques, tels que le collagène. Les différentes méthodes de traitement entraînent une augmentation de l'énergie de surface ou de la rugosité, et donc améliorent la mouillabilité et l'adhésion.

L'énergie de surface peut être mesurée avec nos instruments de mesure en se basant sur l'angle de contact avec plusieurs liquides. Cela permet ainsi de déterminer la fraction polaire et dispersive de l'énergie de surface. Combiné avec la mesure de la tension superficielle de la substance de revêtement, cela permet de déterminer le travail d'adhésion comme mesure de l'adhésion. En mesurant séparément les deux phases, il est possible de faire correspondre la composition de la substance de revêtement avec le processus de prétraitement.
L'effet de la rugosité sur la mouillabilité est visible lorsque l'angle de contact lors du mouillage (angle à l'avancée) est comparé avec l'angle de contact lors du démouillage (angle au retrait).

Rapports d'application KRÜSS

AR264 : Light metal, but difficult to bond

Les analyses portent sur les alliages en aluminium préparés dans l' automobile pour le collage dans des bains de conversion. Avec différents alliages, le temps de maintien et la température ont différents effets sur l'énergie de surface mesurée.