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Projekt
Einfluss von Oberflächeneigenschaften auf Haftung und Reibung von Partikelsystemen
Antragsteller
Professor Dr.-Ing. Wolfgang Peukert
Fachliche Zuordnung
Mechanische Verfahrenstechnik
Förderung
Förderung von 2010 bis 2018
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 169663182
Partikelwechselwirkungen sind von zentraler Bedeutung für nahezu alle Anwendungen der mechanischen Verfahrenstechnik und vieler angrenzender Gebiete. Trotz dieser Bedeutung sind viele grundlegende physikalisch-chemische Fragen der interpartikulären Kräfte noch wenig verstanden. Die prädiktive Berechnung von Kontaktkräften und insbesondere von Reibungsvorgängen ist nur in Einzelfällen möglich. Besonders für den Kontaktbereich und sehr kleine Partikelabstände unter 50 nm sind viele fundamentale Fragen offen. Dazu gehören Aspekte der inelastischen Deformation, die Rolle von Oberflächenfunktionalitäten und Adsorbatschichten, Effekte der Partikelladung, der Einfluss der Belastungsgeschwindigkeit und der Zeit auf die übertragenen Kräfte normal und quer zur Oberfläche.Um das Verständnis dieser wichtigen Einflussgrößen zu verbessern, sind gezielte Experimente notwendig, die Haft- und Reibungskräfte abhängig von Materialeigenschaften, Partikelgröße, Rauheit, Deformationsgeschwindigkeit, physikalischer und chemischer Oberflächenbeschaffenheit systematisch untersuchen, wesentliche Mechanismen aufklären und Daten für eine physikalisch basierte Modellierung der Vorgänge liefern. Dazu ist geplant REM- und TEM gestützte mechanische Mikro- und Nanomanipulation, statische und dynamische Kraftabstandsspektrometrie mit Rastersondenmethoden für die Kraftmessungen sowie die grenzflächensensitive nichtlineare optische Spektroskopie (SFG) einzusetzen. Als modelltheoretische Ansätze werden die kontinuumsmechanische FEM-Simulation der Deformation mit Methoden der molekularen Simulation kombiniert und weiter ausgebaut werden. Dabei sollen auch Querkräfte, d.h. die Reibungskräfte einbezogen werden.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
