VDW Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken e.V.

24.05.2019

Spezialanwendungen

Die Bestrahlungstechnologie leistet in vielen Industrien und Bereichen des täglichen Lebens einen bedeutenden Beitrag, charakteristische Produkteigenschaften zu erzielen oder zu verbessern.

Strahlensterilisation und Strahlenvernetzung von Kunststoffen werden bereits im großindustriellen Maßstab eingesetzt. Auch in vielen anderen Produkten löst die Energie der Strahlung Veränderungen auf molekularer Ebene aus, die sich zumeist auf herkömmlichem Weg nicht erzeugen lassen. Dies eröffnet Möglichkeiten zur Optimierung von Produkten und Anwendungen in vielen anderen Bereichen.

Optimierung von Polymerrohstoffen

Bei vielen polymeren Rohstoffen löst die Bestrahlung chemische Reaktionen aus, die die Verarbeitungseigenschaften stark beeinflussen. Abhängig vom chemischen Aufbau der Polymere können gezielt Abbaureaktionen, Molekulargewichtsaufbau oder Langkettenverzweigungen in der molekularen Struktur durchgeführt werden. Dies ermöglicht eine präzise Justierung des Molekulargewichts und der -struktur, was einen starken Einfluss auf die Rheologie (Fließeigenschaften) von Polymeren hat. Ein Beispiel ist die Bestrahlung von Polypropylen (PP) zur Reduzierung des Molekulargewichts. Das entstehende Material wird als Nukleierungsmittel für Polypropylen eingesetzt, wodurch der Kristallisationsgrad erhöht wird und das Material beim Spritzgießen schneller erstarrt. Dadurch werden Zykluszeiten verkürzt und die Temperaturbeständigkeit, Steifigkeit und Schlagzähigkeit des Formteils erhöht. Führt man die Bestrahlung von PP unter Ausschluss von Sauerstoff durch, ändert sich die Molekularstruktur derart, dass sich die Schmelzefestigkeit signifikant verbessert – eine Eigenschaft, die beim Aufschäumen wichtig ist. Ähnliche Effekte sind auch von PE bekannt. Bei anderen polymeren Rohstoffen (z.B. Stärke und Zellulose) lässt sich durch Bestrahlung das Molekulargewicht gezielt und reproduzierbar modifizieren. Dies kann die Verarbeitungsrheologie oder andere Eigenschaften der Produkte positiv beeinflussen.

Farbliche Modifizierung von Edelsteinen, Glas und anderen Materialien

Bestrahlung mit Beta- oder Gammastrahlen verursacht Veränderungen im Kristallgitter von Edelsteinen und anderen Feststoffen. So lassen sich für ästhetische Zwecke gezielt Farbeffekte bei Edelsteinen erzielen. Glas, Perlen und andere Materialien können ebenfalls zu diesem Zweck bestrahlt werden.

Verbesserung des Schaltverhaltens in Halbleitern

Bei Halbleitern erzeugt die Behandlung mit Betastrahlen Gitterdefekte, die permanente Auswirkungen auf das Schaltverhalten haben. Durch die hohe Eindringtiefe von hochenergetischen Elektronen kann eine homogene Anpassung der Ladungsträgerlebensdauer erreicht werden. Dies ermöglicht eine sehr genaue Einstellung des Schaltverhaltens, der Sperrzeiten und anderer elektrischer Eigenschaften in der Leistungselektronik. Anwendungen sind Silikon-Wafer, Dioden, IGBT und PPTC.

Ihr Projekt

Für BGS war es schon immer entscheidend, innovativer und technikbegeisterter Vorreiter bei der Entwicklung neuer Anwendungsgebiete für den Einsatz ionisierender Strahlen zu sein. Das Ziel ist es, das enorme Potenzial dieser Technologie in den entsprechenden Industriebereichen optimal zu nutzen. Daher möchte BGS über das breit gefächerte Anwendungsgebiet informieren und Sie dazu ermuntern, Ihre Entwicklungsideen und Herausforderungen mit unseren Experten und Anwendungsspezialisten zu besprechen. Oftmals steckt ungeahntes Verbesserungspotential in Ihren Produkten und Materialien. Seit vielen Jahren ist BGS bereits kompetenter Partner der Industrie. Ob es nun Grundlagenforschung oder Projekte mit einem klar definierten Ziel sind – BGS hat in der Abwicklung komplexer Aufgabenstellungen mit unterschiedlichen Partnern umfangreiche Erfahrung. Unsere Experten bringen ihr Fachwissen im Bereich hochenergetischer Strahlung ein, um für Ihr Produkt die beste Lösung zu finden.

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