Mischverhalten und Mikrostrukturierung bimodal verteilter Partikelkollektive mit feinkörnigen und niedrig konzentrierten Komponenten

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Hermann Nirschl
• Subject Area: Mechanical Process Engineering
• Term: from 2009 to 2011
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 116530799

Das Feststoffmischen stellt in der mechanischen Verfahrenstechnik eine Grundoperation dar, um Feststoffpartikeln unterschiedlicher Art möglichst homogen zu verteilen. Die Analyse von Stichproben einer derartigen Mischung in Hinblick auf ihre Zusammensetzung erlaubt noch keine Aussage über die genaue Anordnung der Partikeln in Form einer Mikrostruktur. Dies wird insbesondere aber dann relevant, wenn Haftkräfte zwischen den Partikeln wirken. Bei nanoskaligen Produkten kann aber die Mikrostrukturierung entscheidenden Einfluss auf die Eigenschaften eines Produktes haben. Herkömmliche bildgebende Verfahren, wie die Elektronenmikroskopie, geben punktuelle und damit sehr begrenzte Einblicke in die Struktur des jeweils erfassten Ausschnittes. Die Ermittlung statistisch aussagekräftiger Messwerte hinsichtlich des gesamten Partikelkollektivs ist mit diesen Methoden wegen des hohen Aufwandes aber nicht möglich. Im Zentrum des hier beschriebenen Projektes steht die Fragestellung, ob sich die bei Feststoffmischprozessen ausbildenden Mikrostrukturen prinzipiell sowohl messtechnisch aussagekräftig erfassen als auch gezielt beeinflussen lassen. Die beim Mischprozess entstehenden Mikrostrukturen sollen hier mit Hilfe von Streulichtverfahren vermessen werden. Die Konzentrationsverteilung und die Agglomeratgröße der nanoskaligen Partikeln sind durch die Transmissionselektronenmikroskopie mit Hilfe der EDX-Analyse bestimmbar. Die Rasterkraftmikroskopie erlaubt eine Quantifizierung der Partikelwechselwirkungen. Ziel des Projektes ist es, die sich während des Mischprozesses ausbildenden Mikrostrukturen analysieren und den sich ergebenden zeitlichen Mischgüteverlauf des Produktes damit umfassender bewerten zu können.

• DFG Programme: Research Grants
• Major Instrumentation: EDX-Detektor für TEM
• Instrumentation Group: 4060 Energie-/Wellenlängen-dispersive Röntgenanalysengeräte