DE4143122A1 - Abformungsmodell und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Abformungsmodell und verfahren zu seiner herstellung

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Abformungsmodell aus Kunststoff einer im gefrorenen Zustand mechanisch besonders stabilen Durchlässigkeitsstruktur eines porösen Probenmaterials und auf ein Verfahren zur Herstellung solcher Abformungsmodelle.
Derartige Abformungsmodelle werden eingesetzt, wenn die Originalsubstanzen so empfindlich gegenüber Untersuchungen ihrer inneren Strukturen sind, daß umfangreiche und aufwendige Maßnahmen zur Erhaltung der Originalstrukturen bei direkten Untersuchungen erforderlich wären. Dies gilt besonders für Materialien, die mechanisch besonders stabile Strukturen nur in gefrorenem Zustand aufweisen, beispielsweise Eis. Die Abformungsmodelle treten dann an die Stelle der Probenkörper, bilden als Negativformen deren Strukturen nach und ermöglichen die Anwendung verschiedenster Darstellungs- und Untersuchungs­ methoden zur Strukturanalyse unter einfachen Umgebungs­ bedingungen.
Bei der Untersuchung der Strukturen von See-Eis ist es aus dem Artikel von N.K.Sinha "Instruments and methods technique for studying structure of sea ice", Journal of Glaciology, Vol.18, No. 79, 1977, Seiten 315 ff, bekannt, ausgewählte Ebenen, auch solche auf der Oberfläche eines Zylinders, in einer quaderförmigen Probe von Meer-Eis durch eine spezielle, relativ aufwendige Dünnschlifftechnik zu Oberflächen zu transformieren, von denen dann Abformungsmodelle in Form von flächigen Kunststoffilmen hergestellt werden. Diese Kunststoffilme weisen dann die Mikrostrukturen des Meer-Eises in den gewählten Ebenen mit einer geringen Eindringtiefe auf. Die Herausarbeitung der Ebenen durch Dünnschliff verändert aber zwangsläufig auch deren Mikrostruktur. Veränderungen der einzelnen Strukturporen durch Aufschmelzen und Sublimation des Eises an der Messerschneide und Verunreinigungen der Oberfläche durch Schliffmehl treten auf. Außerdem sind die Kunststoffilme nur das nahezu zweidimensionale Abbild einzelner Ebenen. Ein Gesamteindruck der zu untersuchenden Eisprobe hinsichtlich des Verlaufs einzelner Durchlässigkeitsstrukturen innerhalb des Materials entsteht nicht.
Die Strukturuntersuchungen an Materialien mit relativ instabilen oder nur künstlich stabil gehaltenen inneren Strukturen sind von großer Bedeutung. Beispielsweise können bei aus Meer-Eis der Polar-Regionen genommenen Proben durch Beurteilung auch der Mikrostrukturen und kleinster Poren Aussagen über dessen Alter, Entwicklung und vor allem über darin lebende Mikro-Organismen und deren Ergehen während der Entwicklung und Veränderung über die Zeitabläufe getroffen werden. Es ist daher wichtig, Modelle zu entwickeln, die unbedingt zuverlässig den Originalstrukturen entsprechen. Solche Modelle müssen aber auch in der Lage sein, gut den Zusammenhang und den Verlauf der inneren Durchlässig­ keitsstrukturen der zu untersuchenden Materialien darstellen zu können. Trotzdem dürfen die Modelle nicht unrealistisch teuer sein, ihr Herstellungsverfahren soll einfach und ökonomisch sein; es sollte viele Variationsmöglichkeiten zur unterschied­ lichen Gestaltung von Abformungsmodellen zulassen.
Derartig hohe Anforderungen können gemäß der vorliegenden Erfindung erfüllt werden durch eine dreidimensionale und originalgetreue Ausgußnachbildung aus einem Kunststoffmaterial, das bei tiefen Temperaturen ohne Beeinflussung der Durchlässig­ keitsstruktur des Probenmaterials gut fließfähig und aushärtbar ist. Die Temperatur braucht dabei nur so tief zu sein, daß mit Sicherheit der gefrorene Zustand des Probenmaterials solange erhalten bleibt, bis die Aushärtung des Kunststoffes stattgefunden hat.
Das erfindungsgemäße Abformungsmodell in Form einer Ausguß­ nachbildung aus niederviskosem, kaltaushärtendem Kunststoff verkörpert die nahezu exakte Darstellung der inneren Durch­ lässigkeitsstrukturen des Probenmaterials in ihren Abmaßen und Verläufen in besonders anschaulicher räumlicher Darstellung. Es kann als plastisches "In-situ-Modell" angesehen werden: das Ziel aller Nachbildungsformen. Es ersetzt damit die Originalprobe ohne Verfälschung fast vollständig. Systematische Analysefehler durch Veränderungen der Probe und der Nachbildung während der Herstellung des Modells sind weitgehend vermieden. Die Ergebnisse beinhalten den größtmöglichen Realitätsbezug zum Originalmaterial bei Strukturanalysen am Modell. Die Erkenntnisse aus den Darstellungen und Analysen sind damit besonders wertvoll.
Die Einsatzgebiete des erfindungsgemäßen Abformungsmodells sind vielfältig. Sie liegen besonders auf dem Gebiet der Darstellung und Strukturanalysen von porösen Substanzen, die zu empfindlich sind, um ein Abformungsmodell nach einer herkömmlichen Methode, beispielsweise Ausgießen mit Wachs oder heißaushärtenden Kunst­ stoffen, herzustellen. Meist werden dabei die Substanzen durch die relativ hohen Temperaturen des Ausgußmaterials verändert oder sogar zerstört. Außerdem kann ihre innere Struktur durch endo- oder exotherme Reaktionsvorgänge oder Volumenveränderungen des Ausgußmaterials beim Eingießen oder Erstarren verändert werden. Erst das Gefrieren der Substanzen stabilisiert deren Struktur mechanisch besonders. Das Abformungsmodell nach der Erfindung, das mit dem porösen Probenmaterial nur in Berührungs­ kontakt tritt, ist für solche Substanzen besonders geeignet. Zu derartigen Materialien zählen neben dem bereits erwähnten Meer- Eis auch alle möglichen Biofilme, beispielsweise aus der Abwassertechnik. Auch Algenaggregate und andere kolloide Materialien, Schäume oder Schwämme bilden Anwendungsgebiete. Auch die Abformung anderer poröser, biologischer Materialien, beispielsweise Nieren- oder Lungengewebe, bei tiefen Temperaturen ist möglich. Schließlich ist noch die Abformung der Hohlraum­ strukturen in Sedimenten, Böden oder Schüttgut zu nennen.
Wenn entsprechend einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Abformungsmodells das eingesetzte Kunststoffmaterial wasserlöslich ist, erweitert sich die Palette der Einsatzgebiete noch beträchtlich. War es bisher erforder­ lich, daß die Durchlässigkeitsstruktur des nachzubildenden Probenmaterials überhaupt keine strukturverändernden Einlage­ rungen aufweisen durfte, ist es jetzt möglich, auch Abformungen bei Materialien vorzunehmen, deren Poren Restwasser enthalten. Das erfindungsgemäße Abformungsmodell kann damit bei feuchten Materialien eingesetzt werden, da sich das Kunststoffmaterial aufgrund seiner Wasserlöslichkeit mit vorhandenem Porenwasser vermischt und das Wasser verdrängt. Die Ergebnisse über Porenverlauf und -größe werden damit durch vorhandene Wasser­ einlagerungen nicht verfälscht.
Aufgrund der bereits beschriebenen Anforderungen an Abformungs­ modelle ist erfindungsgemäß ein Kunststoffmaterial aus der Gruppe der Acrylate als Mischung aus folgenden Komponenten
  • - Volumenverhältnismischung von destabilisiertem 2-Hydroxyethyl-Methacrylat,
  • - 0,5% Triethylen-Glycol-Dimethacrylat und
  • - Gewichts-/Volumenverhältnismischung von 1% Benzoyl-Peroxid besonders vorteilhaft.
Ein derartiges Acrylat als Kunststoffmaterial erfüllt alle Anforderungen optimal. Es ist niederviskos und bei Temperaturen von ca. -12°C noch sehr gut fließfähig. Damit ist gewährleistet, daß alle Verästelungen der Durchlässigkeitsstruktur des Proben­ materials, auch Kapillaren und Kavernen im Mikrobereich, zuverlässig ausgefüllt werden. Es ist unter UV-Bestrahlung kalt­ aushärtend bei diesen Temperaturen und gibt dabei nur minimal Energie ab, so daß es die Originalstrukturen bei der Abformung unverändert läßt. Es ist formbeständig beim Aushärten, wasser­ löslich und nichtreaktiv gegenüber allen anderen Substanzen. Im ausgehärteten Zustand ist es mechanisch, thermisch, elektrisch und zeitlich stabil. Als Einzelkomponenten werden das Hydroxyl- Methacrylat und das Benzoyl-Peroxid von der Firma Merck und das Triethylen-Glykol-Methacrylat von der Firma Aldrich produziert.
Wenn das erfindungsgemäße Abformungsmodell darüber hinaus noch vorteilhaft aus einem Kunststoffmaterial besteht, das als Farbfilter wirkt, kann es in jeder beliebigen Farbe ausgeführt werden. Hierbei kann die Einfärbung transparent, aber auch opak sein. Bei opaken Einfärbungen erhöht sich die Bestrahlungszeit mit UV-Licht. Einfärbungen sind günstig für optische Struktur­ analysen an der Oberfläche des Abformungsmodells oder auch für dessen Wirkung und fotografische Erfassung.
Nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungs­ gemäßen Abformungsmodells kann dieses auf seiner gesamten Oberfläche eine Metallbeschichtung aufweisen. Diese ist wiederum von Bedeutung für reflektierende Untersuchungsmethoden, wie beispielsweise bei Röntgenuntersuchungen oder bei Untersuchungen mit dem Elektronenstrahlmikroskop. Bei letzteren ist eine Vergoldung der Oberfläche besonders zweckmäßig.
Ist gemäß einer weiteren erfinderischen Ausgestaltung das Abformungsmodell in ein Fixierungsmaterial eingebettet, das die Transmission von Strahlung weitgehend unbeeinflußt zuläßt, wird durch eine derartige Ummantelung die mechanische Stabilität des Modells noch erhöht. Gerade im Hinblick auf feine Verästelungen im Mikrometerbereich ist das sehr vorteilhaft. Das Modell ist wirksam vor Beschädigungen geschützt. Der aus dem Fixierungs­ material gebildete Körper entspricht in seiner Gestalt der Originalprobe, er ist deren Positivform, wohingegen das Abformungsmodell als Negativform anzusehen ist. Durch gezielt gewählte geometrische Außenkonturen des Körpers aus dem Fixierungsmaterial, beispielsweise quaderförmig, wird die Handhabbarkeit des Modells, gerade auch bei den Untersuchungen, erhöht. Eine Beeinträchtigung der Untersuchungsergebnisse durch das Fixierungsmaterial selbst tritt nicht ein, da es alle Arten von elektromagnetischer und korpuskularer Strahlung ungehindert durchläßt. Die vorteilhaften Effekte der farblichen Darstellung lassen sich auch hierbei erreichen, wenn erfindungsgemäß das Fixierungsmaterial als Farbfilter wirkt. Eine damit mögliche zweifarbige Ausführungsform von Ausgußnachbildung und Fixie­ rungsblock liefert besonders prägnante Darstellungsformen, besonders zu Anschauungs- und Dokumentationszwecken.
Im einleitenden Teil der Beschreibung wurden bereits die Erfordernisse eines einfachen und ökonomischen, aber flexiblen Herstellungsverfahrens für die erfindungsgemäße Ausguß­ nachbildung formuliert. Die Originalgetreue des Modells muß jedoch in jedem Falle gewährleistet sein. Diese Anforderungen werden durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Abformungsmodells aus Kunststoff einer im gefrorenen Zustand mechanisch besonders stabilen Durchlässigkeitsstruktur eines porösen Probenmaterials erfüllt, das durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet ist:
  • - Gefrieren des Probenmaterials
  • - Reinigen des gefrorenen Probenmaterials
  • - Lagern und Fixieren des gefrorenen Probenmaterials in einem Behandlungsgefäß
  • - Abkühlen eines Kunststoffmaterials, das bei tiefen Tempera­ turen gut fließfähig und aushärtbar ist
  • - Übergießen des gefrorenen Probenmaterials mit einer ausreich­ enden Menge des abgekühlten Kunststoffmaterials ohne Beein­ flussung der Durchlässigkeitsstruktur des Probenmaterials
  • - Evakuieren des Behandlungsgefäßes
  • - Aushärten des Kunststoffmaterials durch UV-Bestrahlung
  • - Entfernen des Probenmaterials
  • - Trocknen der Ausgußnachbildung
Es handelt sich dabei um ein relativ einfaches Verfahren, das ohne aufwendige Hilfsmittel und Vorbereitungsverfahren auskommt. Mit ihm können Ausgußnachbildungen mit einer großen Auflösung von einigen Mikrometern bis hin zu 30 mm und mehr bei einer Temperatur, die nur wenig tiefer als die Gefriertemperatur des Probenmaterials zur Aufrechterhaltung seiner besonderen mechanischen Stabilität sein muß, hergestellt werden. Durch den relativ geringen apparativen Aufwand ist der Herstellungsort entsprechend flexibel, was den "In-situ-Anspruch" des erfindungsgemäßen Abformungsmodells unterstützt.
Ein wichtiger Verfahrensschritt ist das Reinigen des Proben­ materials. Dadurch werden Verunreinigungen aus dessen Struktur weitgehend entfernt, womit die Durchlässigkeit erhöht und die original Porenstrukturen für den Ausguß hergestellt werden. Besonders effektiv ist es, wenn nach einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens das Reinigen noch durch folgenden weiteren Verfahrensschritt ergänzt wird:
  • - Zentrifugieren des gefrorenen Probenmaterials.
Gerade bei feuchten Probenmaterialien ist damit eine optimale Öffnung aller Porenräume gewährleistet. Das Zentrifugieren ist daher die eigentliche Reinigung des Probenmaterials. Bei Beschleunigungen von ungefähr 200facher Erdbeschleunigung entweicht nahezu das gesamte Porenwasser aus der Probe ohne diese zu beschädigen. Der Prozentsatz von geschlossenen Poren im Untersuchungsmaterial, die außerhalb der Durchlässigkeitsstruktur liegen, durch Zentrifugieren nicht gereinigt und somit nicht durch die Ausgußnachbildung erreicht werden können, verändert die Repräsentativität der Untersuchungsergebnisse dabei nicht.
Wenn es sich bei dem im Verfahren einzusetzenden Kunststoff­ material um eine Acrylat-Mischung aus den weiter oben schon angegebenen Komponenten handelt, ist es gemäß einer anderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders vorteilhaft, alle Verfahrensschritte, vom Abkühlen bis zum Aushärten des Kunststoffmaterials, bei -12°C durchzuführen. Die Vorteile der genannten wasserlöslichen Mischung wurden bereits ausführlich behandelt. Dabei wurden auch ihre ausgezeichneten Eigenschaften bei einer so relativ leicht zu erreichenden und zu haltenden tieferen Temperatur erwähnt. Bei -12°C liegt der optimale Arbeitspunkt des eingesetzten Acrylats. Der Einsatz eines derartigen Kunststoffes gewährleistet die geforderte, geringe Beeinflussung des gefrorenen Probenmaterials, welches bei solchen Temperaturen eine besonders hohe mechanische Stabilität aufweist. Jede Aufschmelzung oder Verletzung und damit Veränderung der inneren Durchlässigkeitsstruktur ist wirksam vermieden. Ein weiterer Vorteil des eingesetzten Arylats ist seine Wiederverwendbarkeit.
An dieser Stelle ist noch anzumerken, das dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren selbstverständlich noch beliebig weitere Verfahrensschritte hinzugefügt werden können, die auf die vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Abformungs­ modells abzielen. Genannt seien beispielsweise als weitere Verfahrensschritte das Metallisieren der Oberfläche des Abformungsmodells oder sein Einbetten in ein Fixierungsmaterial. Auch können durch Verwendung entsprechender Kunststoff- und Fixierungsmaterialien gemäß dem bereits Ausgeführten Abformungsmodelle in ihren Eigenschaften und damit Einsatz­ möglichkeiten variiert werden.
Eine ausführliche Abhandlung über das erfindungsgemäße Abformungsmodell und sein bevorzugtes Herstellungsverfahren wird im Januar 1992 in der Zeitschrift "Limnology and Oceanography" zur Veröffentlichung gelangen ("Sea ice : a new technique to analyze and display the interstitial environment, A.Weissenberger et al., Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research, Bremerhaven"). Dieser Veröffentlichung können Erfahrungen und Erkenntnisse auf dem Gebiet der Analyse von Meer-Eis in den Packeisregionen der Polarmeere entnommen werden. Speziell für die Durchführung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens werden die erforderlichen Einsatzgeräte benannt. Auch werden das Umfeld solcher Strukturanalysen, die wissenschaftlichen Vorgehensweisen beim Umgang mit den Proben und die neuen, gewonnenen Erkenntnisse aus den Strukturanalysen von Meer-Eis und deren Schlußfolgerungen aufgezeigt.
Im folgenden wird das erfindungsgemäße Abformungsmodell und sein Herstellungsverfahren an besonders bevorzugten Ausführungsformen näher erläutert. Dazu werden einzelne Figuren beschrieben. Es ist darauf hinzuweisen, daß es sich bei den Darstellungen in den Figuren um schematisierte und teilweise auch stark vergrößerte Darstellungen handelt, sie entsprechen in ihrer Größe und ihren Proportionen nicht unbedingt der Realität. Die Darstellungs­ weisen wurden der besseren Anschaulichkeit wegen gewählt.
Es zeigt dabei die
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Ausgußnachbildung,
Fig. 2 eine metallisierte Ausgußnachbildung nach der Erfindung in einem Fixierungsblock und
Fig. 3 ein ausführliches Flußdiagramm des erfindungs­ gemäßen Herstellungsverfahrens.
In Fig. 1 ist ein Abformungsmodell in Form einer Ausguß­ nachbildung 1 dargestellt. Es befindet sich noch innerhalb eines porösen Probenmaterials 2, in der Figur dünn angedeutet. Die Probenmaterials 2. Die Ausgußnachbildung 1 ist dreidimensional (durch ein Koordinatenkreuz angedeutet) und formt originalgetreu eine Durchlässigkeitsstruktur 3 des Probenmaterials 2 ab, die eine bevorzugte Ausprägung in deren senkrechter Richtung aufweist. Solche lamellenartigen Strukturen sind beispielsweise bei Meer-Eis zu finden, das unter thermodynamischen Prozessen gewachsen ist. Innerhalb des porösen Probenmaterials 2 sind einige geschlossene Poren 4 dargestellt. Der Anteil solcher unzugänglichen Stellen liegt bei ca. 20% der gesamten Porosität, eine Verfälschung der Strukturanalysenergebnisse verursachen sie nicht.
Die Ausgußnachbildung 1 ist im gewählten Ausführungsbeispiel aus einem Kunststoffmaterial 5 aus der Gruppe der Acrylate, das wasserlöslich, blau eingefärbt und eine Mischung folgender Komponenten ist :
  • - Volumenverhältnismischung von destabilisiertem 2-Hydroxyethyl-Methacrylat,
  • - 0,5% Triethylen-Glycol-Dimethacrylat und
  • - Gewichts-/Volumenverhältnismischung von 1% Benzoyl-Peroxid. Dieses Acrylat 5 ist niederviskos und kaltaushärtend, es hat einen Arbeitspunkt bei -12°C. Es ist optimal für die Herstellung der Ausgußnachbildung 1 geeignet.
In Fig. 2 ist eine Ausgußnachbildung 10 dargestellt, die in einen Fixierungsblock 11 eingebettet ist. Dieser Fixierungsblock 11 entspricht wieder der Originalprobe 2 (s. Fig. 1). Er ist ebenfalls aus Kunststoff und wirkt als Farbfilter, beispielsweise in transparenter Form für die Farbe Gelb. Sonstige Strahlung läßt er jedoch ungehindert durch. Der Fixierungsblock 11 schützt und stabilisiert die Ausgußnachbildung 10 und verbessert deren Handhabbarkeit. Weiterhin weist die Ausgußnachbildung 11 auf ihrer gesamten Oberfläche eine Metallschicht 12 auf. Diese ist beispielsweise für Röntgenstrahluntersuchungen als reflektierende Schicht erforderlich. Für Elektronenstrahluntersuchungen ist die Metallschicht 12 aus Gold.
Die Fig. 3 zeigt ein ausgestaltetes Flußdiagramm zur Herstellung eines Abformungsmodells nach der Erfindung. Das gewählte Beispiel stammt aus der Meer-Eis-Forschung in den Polarmeeren und soll verdeutlichen, von welcher Bedeutung das erfindungsgemäße Verfahren ist.
Zunächst werden Proben 100 in der Packeiszone gesammelt. Vor Ort werden in-situ-Temperaturprofile dieser Proben 100 aufge­ zeichnet. Dann werden die Proben 100 in das Schiffslaboratorium gebracht. Hier beginnt das eigentliche Herstellungsverfahren des Abformungsmodells.
Ein Probenmaterial 101 wird dem aufgenommenen Temperaturprofil entsprechend in einem Verfahrensschritt I weiter im gefrorenen Zustand gehalten oder abgekühlt; andere Materialien werden im Verfahrensschritt I erstmalig gefroren. Die beiden anderen Proben 100 dienen Referenzuntersuchungen. In einem nächsten Verfahrenschritt II wird das gefrorene Probenmaterial 101 dann gereinigt. Diese Reinigung erfolgt im gewählten Fall durch Zentrifugieren (IIa) bei ca. 200facher Erdbeschleunigung für 10 Minuten. Durch das Zentrifugieren entweicht der größte Teil der flüssigen Salzsole im Durchlässigkeitssystem des Probenmaterials 101. Die aufgefangene Salzsole steht für weitere Untersuchungen zur Verfügung. Im anschließenden Verfahrensschritt 111 wird das gefrorene und gereinigte Probenmaterial 101 in ein Behandlungs­ gefäß 102 eingebracht und dort mit Klebestreifen zur Verhinde­ rung des Aufschwimmens fixiert.
In einem gegebenenfalls parallel ablaufenden Verfahrensschritt IV wird ein Kunststoffmaterial 103 - insbesondere ein Acrylat der bereits ausführlich beschriebenen Zusammensetzung - auf -12°C abgekühlt. Beim weiteren Verfahrensschritt V wird das fixierte Probenmaterial 101 dann mit einer ausreichenden Menge des Kunststoffmaterials 103 übergossen. Bei einer zylindrischen Probengröße von 7,5 cm Durchmesser und 3,5 cm Höhe sind beispielsweise 60 ml flüssigen Kunststoffs erforderlich. Nach dem Eingießen wird das Behandlungsgefäß 102 in einem Verfahrens­ schritt VI für ca. 10 Minuten evakuiert, um sicherzustellen, daß das Kunststoffmaterial 103 auch in die kleinsten Verästelungen des Probenmaterials 101 eindringt. Durch das Evakuieren wird die Luft auch aus den kleinsten Poren entfernt. Nach der Entlastung wird in einem nächsten Verfahrensschritt VII das Aushärten des Kunststoffmaterials 103, das heißt, der Polymerisations-Prozeß eingeleitet. Dazu wird in diesem Verfahrensschritt VII das ausgegossene Probenmaterial 101 für 180 Stunden mit UV-Licht bestrahlt. Das UV-Licht wird als Radikalbildner bei der Poly­ merisation benötigt. Die Umgebungstemperatur beträgt während der ganzen Zeit -12°C. Nach der Aushärtung wird in einem weiteren Verfahrensschritt VIII das Probenmaterial 101 von einer entstandenen Ausgußnachbildung 104 entfernt, im vorliegenden Fall durch einfaches Gefriertrocknen. Zur Fertigstellung der entstandenen Ausgußnachbildung 104, das heißt weiteren Aushärtung, wird diese in einem nächsten Verfahrensschritt IX noch getrocknet.
Nach der Fertigstellung der eigentlichen Ausgußnachbildung 104 kann diese in weiteren, zusätzlichen Verfahrensschritten entsprechend den Einsatzanforderungen noch modifiziert werden. So kann sie beispielsweise in einem zusätzlichen Verfahrens­ schritt X auf ihrer Oberfläche mit einer Metallschicht 105 versehen werden und in einem weiteren Verfahrensschritt XI in ein Fixierungsmaterial 106 eingebettet werden. Die so aus­ gestattete Ausgußnachbildung 107 steht dann für die unterschied­ lichsten Strukturanalyse- und Darstellungsmethoden (in der Figur mit XII angedeutet) aufgrund ihrer hohen mechanischen, thermischen, elektrischen und zeitlichen Stabilität optimal zur Verfügung.

Claims (10)

1. Abformungsmodell aus Kunststoff einer im gefrorenen Zustand mechanisch besonders stabilen Durchlässigkeitsstruktur eines porösen Probenmaterials, gekennzeichnet durch eine dreidimensionale und originalgetreue Ausgußnachbildung (1) aus einem Kunststoffmaterial (5), das bei tiefen Temperaturen ohne Beeinflussung der Durchlässigkeitsstruktur (3) des Probenmaterials (2) gut fließfähig und aushärtbar ist.
2. Abformungsmodell nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein wasserlösliches Kunststoffmaterial (5).
3. Abformungsmodell nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Kunststoffmaterial (5) aus der Gruppe der Acrylate als Mischung aus folgenden Komponenten :
  • - Volumenverhältnismischung von destabilisiertem 2-Hydroxyethyl-Methacrylat,
  • - 0,5% Triethylen-Glycol-Dimethacrylat und
  • - Gewichts-/Volumenverhältnismischung von 1% Benzoyl-Peroxid.
4. Abformungsmodell nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein Kunststoffmaterial (5), das als Farbfilter wirkt.
5. Abformungsmodell nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Metallbeschichtung (12) auf seiner gesamten Oberfläche.
6. Abformungsmodell nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch seine Einbettung in ein Fixierungsmaterial (11), das die Transmission von Strahlung weitgehend unbeeinflußt zuläßt.
7. Abformungsmodell nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch seine Einbettung in ein Fixierungsmaterial (11), das als Farbfilter wirkt.
8. Verfahren zur Herstellung eines Abformungsmodells aus Kunststoff einer im gefrorenen Zustand mechanisch besonders stabilen Durchlässigkeitsstruktur eines porösen Probenmaterials, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
I - Gefrieren des Probenmaterials (101),
II - Reinigen des gefrorenen Probenmaterials (101),
III - Lagern und Fixieren des gefrorenen Probenmaterials (101) in einem Behandlungsgefäß (102),
IV - Abkühlen eines Kunststoffmaterials (103), das bei tiefen Temperaturen gut fließfähig und aushärtbar ist,
V - Übergießen des gefrorenen Probenmaterials (102) mit einer ausreichenden Menge des abgekühlten Kunststoffmaterials (103) ohne Beeinflussung der Durchlässigkeitsstruktur des Probenmaterials,
VI - Evakuieren des Behandlungsgefäßes (102),
VII - Aushärten des Kunststoffmaterials (103) durch UV- Bestrahlung,
VIII- Entfernen des Probenmaterials (101),
IX - Trocknen der Ausgußnachbildung (104).
9. Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch folgenden weiteren Ver­ fahrensschritt zur Reinigung des gefrorenen Probenmaterials (101) :
IIa - Zentrifugieren des gefrorenen Probenmaterials (101).
10. Verfahren nach den Ansprüchen 8 oder 9, gekennzeichnet durch Einsetzen eines Kunststoffmaterials (103) aus der Gruppe der Acrylate als Mischung aus den Komponenten
  • - Volumenverhältnismischung von destabilisiertem 2-Hydroxyethyl-Methacrylat,
  • - 0,5% Triethylen-Glycol-Dimethacrylat und
  • - Gewichts-/Volumenverhältnismischung von 1% Benzoyl-Peroxid und Durchführen der Verfahrensschritte (IV-VII) vom Abkühlen bis zum Aushärten dieses Kunststoffmaterials (103) bei -12°C.
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