SPP 1486: Particles in Contact - Micromechanics, Microprocess Dynamics and Particle Collectives
Final Report Abstract
Die zentrale Aufgabe des Schwerpunktprogramms 1486 war die physikalisch-chemischen Grundvorgänge und Mikroprozesse bei Annäherung, im Kontakt und bei Ablösung haftender feindisperser Partikeln (einige Nano- bis 100 Mikrometer) zu verstehen und dieses Wissen für die Produktentwicklung in der Feststoffverfahrenstechnik nutzbringend anzuwenden. Durch enge Zusammenarbeit zwischen Physikern, Mathematikern, Chemikern, Mechanikern und Verfahrenstechnikern im SPP 1486 wurden neue Theorien und Methoden zur Modellierung der Partikelwechselwirkungen und zur zuverlässigen Messung der mikromechanischen Kontakteigenschaften sowie multiskalige Ansätze entwickelt, die es erlauben, neue, kontaktmodellgestützte quantitative Vorhersagen des makroskopischen Produktverhaltens und der Prozessdynamik von realistischen und industriell relevanten, eigenschaftsverteilten Partikelkollektiven zu machen. Durch die wissenschaftlichen Ergebnisse dieses SPP, insbesondere Aufklärung und physikalisch basierte Beschreibung der Mikromechanik der Partikelkontakte mit analytisch und/oder numerisch schnell auswertbaren, experimentell überprüften Kontaktgesetzen, wurden die Präzision, Leistungsfähigkeit und Anwendbarkeit der partikelbasierten Simulationsmethoden, wie beispielsweise die Diskrete-Elemente-Methode, auf eine deutlich höhere Stufe gehoben. Daher erlauben diese numerischen Werkzeuge heute deutlich komplexere Wechselwirkungen in Partikelsystemen viel detaillierter zu beschreiben und finden somit erheblich mehr Anwendung für die Optimierung der Prozesse in der Verfahrenstechnik. Ein wesentliches Ergebnis des SPP 1486 besteht in der Entwicklung neuer Geräte und Anpassung der modernen experimentellen Methoden der Mechanik und physikalischen Chemie für die hochaufgelöste Ermittlung der Kontakteigenschaften und Wechselwirkungen von feindispersen Partikeln. Durch das hervorragende Engagement aller Beteiligten in den Teilprojekten sowie der intensiven Zusammenarbeit im SPP 1486 „PiKo“ konnten die angestrebten Ziele in vollem Umfang erreicht werden.
