残余水分表征简介
残留水分表征对于电化学应用中的设备和电池性能至关重要，如电池、燃料电池、有机光伏和许多其他应用。油墨、浆料和泥浆通常是以水或溶剂为基础的物质，带有各种颗粒和分子的化合物。它们的材料组成在沉积和干燥过程中不断变化。参数水分含量是通过应用烘箱或炉子的加热过程来控制的，如干燥、烧结或回火。残余水分或水或溶剂含量在制造过程中被测量和控制。如果残余水分含量太低，功能层就会变得多孔，并从基材上剥离。如果含水量太高，就不能保持应用层的形成，特别是在处理和可能的卷绕过程中。最后，需要确定剩余水分的最佳状态，以便进行后处理、电池组装和实现最佳的电化学性能。这种优化是通过残余水分监测系统实现的。
手持设备
EddyCus® TF portable 1010是一种方便的便携式测量设备，用于在生产或现场对大型玻璃和铝箔进行快速接触测量，例如用于生产后的快速质量检查或作为进货检验。这款手持式设备甚至可以测量隐藏和封装的层。它是一个易于使用的设备，通过触摸显示屏进行控制。
单点设备
EddyCus® TF lab 2020和4040系列可以对导电薄膜进行手动单点测量，并以非接触模式对薄金属层进行层厚测量。这种紧凑的台式设备是快速准确测量200 x 200 mm² (8 x 8英寸)至400 x 400 mm² (12 x 12英寸)样品的理想选择。除了测量薄的导电层外，还可以分析掺杂的晶片和导电聚合物。
成像设备
EddyCus® TF map系列在非接触模式下，自动对高达500 x 500 mm²（20 x 20英寸）的样品进行特性成像。在手动定位样品后，设备自动测量并显示整个样品区域的特性分布。测量设置允许轻松和灵活地选择1分钟以下的快速测量时间或每个样品超过50,000个测量点的高空间测量分辨率。由此产生的图谱提供了对透明和非透明层或晶圆和金属片的均匀性和质量的真实见解。这个台式设备可以根据其设置，对片状电阻、金属厚度、电阻率、电导率、电各向异性和残留水分或湿涂层厚度进行精确成像。
在线监测系统
EddyCus TF在线系列以非接触方式测量各种基质的层属性，如金属层厚度、片状电阻、发射率、残留水分或克重。相关的基底是玻璃、箔、纸、晶圆、塑料或陶瓷。监测是通过永久测量或通过触发事件来完成的，以便在快速移动的涂层过程中获得等距离的结果。监测解决方案可以在大气或真空条件下实施。使用涡流技术的过程受益于高采样率。测量结果可以通过客户的软件提供给过程控制系统。此外，SURAGUS还提供监测软件EddyCus EC Control，它可以可视化、存储和分析计量数据。
残余水分的定义和单位
传统上，湿的沉积膜或浆液的残留水分可以通过使用称重秤来确定。该单位将由干燥层和湿层之间的比率得出，单位为百分比（%）。
湿涂层成分
湿涂层可以由各种成分组成，其具有影响高频电磁场响应的一系列特性。这些关键成分是：
- 导电元素（石墨 / 碳，金属，如铂金）
- 电介质元素（水、溶剂、聚合物）
- 磁性元素（钴、铁、镍）
高频测试
成分会影响湿膜和涂层对电场和磁场的反应。SURAGUS 使用一种特殊的高频涡流技术，以便利用其电阻率、允许率或渗透率来表征湿涂层，从而得出薄膜特性，如残留水分或湿涂层厚度。根据其水、溶剂、催化剂和基质材料（如碳）的分量，高频涡流技术能够提供一个可重复的、可靠的信号来解释残留水分。这种测试方法的优势包括：
- 无接触和实时
- 高速测量，提高行业生产力
- 高重复性和准确性
湿涂层应用
电化学装置中使用的湿涂层，例如电极层，通过施加涡流力来感应一定的电磁场。其应用包括：
- 气体扩散层
- 气体扩散电极
- 催化剂涂层膜
- 催化剂表征
- 水贴转移
- 电极沉积
对湿涂层中水分表征主要有几个用途，包括:
- 保持材料或工艺规范中水分的过程控制
- 快速检测湿点、湿条纹和湿边缘
- 防止涂层从基材上剥落
- 烘干基础设施的能源有效利用
- 防止过度干燥，优化能源成本
- 防止不必要的收缩损失
残余水分的处理方法
- 锁住涂层
- 喷涂
- 窗帘涂层
残余水分的基质
- 无纺布
- 塑料薄膜
- 纸张
- 吸湿性粉剂
- 纤维
- 自然人和其他不导电的产品
残余水分的鉴定方法
热重分析
简介
热重分析（TGA）是一种热方法，用于确定样品在一个温度周期内随时间变化的质量。能量源可以是电阻率加热元件或卤素红外灯。
限制条件
- 需要长达数小时的时间
- 只允许批量离线表征
卡尔费歇尔滴定法
简介
卡尔费歇尔滴定法（KF）是一种测定油墨、浆料和泥浆中水含量的库仑法或容积法。通过 SiO2 和 I2 的氧化，可以确定 H2O 的数量。一摩尔的水正好与一摩尔的碘反应。只要样品中的水含量不超标，就会有碘加入。滴定的这个终点是通过电位测量法确定的。除了在线表征技术外，KF法还可用于校准。
限制条件
- 仅指水基泥浆
- 该方法最多需要数分钟
- 只允许批量离线表征
X-射线荧光光谱学
简介
X射线荧光光谱法向一种材料发射高能量的伽马射线。因此，这种材料会发出一种特有的荧光光谱。这样做，材料被暴露在短波长的X射线下，其原子会被电离。通过电离，一个或多个电子将从其内部轨道弹出。来自高轨道的电子将落入低轨道。被释放的能量将被看作是一个光子。光子的能量是这个特定原子和材料的特征。
限制条件
- 限于原子序数大于 4 的元素，如以 Bor 开头的元素
红外线技术（IR）
简介
近红外光谱学是通过测量泛音和组合音来测量红外范围内的分子振动。分子层面上的能量吸收是相当低的。780 和 2500 纳米之间的光与样品相互作用，并测量其吸收率和透射率。因此，近红外在水分测量方面是很成熟的。
限制条件
- 碳基材料的高吸收率
超声波技术
简介
超声波表征使用一个换能器探头向样品发送超声波信号。超声波振动穿过一定的涂层，直到它碰到具有不同机械性能的材料。因此，换能器探头单元收到的信号由于这种材料界面而发生变化。
限制条件
- 表征方法需要接触模式