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日本新型氣體/水蒸氣透過率測量技術(shù)

  • 發(fā)布日期:2022-08-31      瀏覽次數(shù):636
    • 日本新型氣體/水蒸氣透過率測量技術(shù)

      (MORESCO Co., Ltd.)與先進(jìn)工業(yè)科學(xué)技術(shù)研究院(AIST)納米材料研究所[研究主任佐佐木武史]和工程測量標(biāo)準(zhǔn)研究所[研究主任Toshiyuki Takatsuji]共同開發(fā)了一種新的方法(MA 方法:帶有附加支架的改進(jìn)的差壓法),它不同于測量氣體和水蒸氣透過率的傳統(tǒng)等壓法和差壓法。我們還開發(fā)了一種基于 MA 方法的測量裝置(圖 1)。這次開發(fā)的MA方法的特征在于,在連接到水蒸氣檢測器的空間(檢測側(cè)空間)和測量樣品之間提供了支撐層(圖2)。通過提供支撐層并設(shè)計其結(jié)構(gòu),我們可以始終將支撐層保持在原位,無論樣品是否正在被交換或氣體/水蒸氣是否正在滲透。其結(jié)果是,能夠?qū)y定試樣兩側(cè)的壓力差對測定試樣造成的損傷(試樣表面形成的阻氣層的損傷等)抑制在最小限度,大幅度縮短測量時間。此外,該裝置的結(jié)構(gòu)得到了簡化,從而提高了它的靈敏度。

      圖1 開發(fā)的氣體/水蒸氣透過率測量裝置

                                                                        圖2 所開發(fā)的MA方法示意圖

      傳統(tǒng)的測量方法存在當(dāng)測量樣品附著在裝置上時大氣中的水蒸氣會流入檢測側(cè)空間的問題,預(yù)處理需要幾天到幾周的時間。在新開發(fā)的 MA 方法中,在附著測量樣品時,檢測側(cè)的空間不與大氣開放,因此可以保持高度真空,可以節(jié)省預(yù)處理時間。

       此外,在MA法中,檢測側(cè)空間的環(huán)境始終保持在良好狀態(tài),因此通過上述預(yù)處理,樣品無需充分干燥即可進(jìn)行測量。因此,在測量柔性太陽能電池和顯示器所需的水蒸氣透過率優(yōu)于10 -4 g/m 2 /天的阻隔膜時,它還具有縮短測量時間的效果。例如,傳統(tǒng)方法需要 100 小時來測量相當(dāng)于 10 -5 g/m 2 /天的阻隔膜的水蒸氣透過率,而開發(fā)的設(shè)備可以在大約 20 小時內(nèi)測量,大約是之前的五分之一。

      此外,所開發(fā)的裝置能夠測量10 -7 g/m 2 /天水平  的水蒸氣透過率。這相當(dāng)于每天在面積相當(dāng)于 10 個足球場的膠片上測量一滴水的能力。采用 MA 方法的設(shè)備配備了 AIST 開發(fā)的校準(zhǔn)器(一種用于引入一定量水蒸氣的氣體引入裝置:標(biāo)準(zhǔn)電導(dǎo)元件),并且無需使用已知透光率的標(biāo)準(zhǔn)膜。獲得的測量值。

       除了水蒸氣,MA法還可以測量氧氣等氣體成分。因此,不僅在對水蒸氣阻隔性要求高的有機(jī)器件和太陽能電池領(lǐng)域,還將在對氧阻隔性對于防止氧化導(dǎo)致的品質(zhì)劣化很重要的食品、醫(yī)藥包裝領(lǐng)域進(jìn)行研究。以及處理氫的燃料電池等汽車相關(guān)領(lǐng)域。


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