Elektrostatisch unterstütztes Mischen und Beschichten von Feststoffpartikeln in flüssigem Stickstoff

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Karl-Ernst Wirth
• Fachliche Zuordnung: Mechanische Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung von 1998 bis 2002
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5116080

Das Mischen von Feststoffen erfolgt bislang üblicherweise in der Gasatmosphäre. Mit zunehmender Feinheit der Partikel dominiert die van-der-Waals-Haftkraft zwischen den Partikeln gegenüber dem Partikelgewicht und führt damit zu einer Verringerung der erzielbaren Mischqualität. Eine Reduzierung der Haftkraft und damit eine Verbesserung der Mischqualität ist mit dem Übergang auf eine Flüssigkeit als kontinuierliche Phase verbunden. Bei Verwendung von flüssigem Stickstoff als Suspendiermedium findet aufgrund der tiefen Temperaturen eine weitere Verringerung der van-der-Waals-Haftkraft statt. Flüssiger Stickstoff ist elektrisch ein Nichtleiter. In flüssigem Stickstoff eingebrachte elektrostatisch aufgeladene Partikel behalten deshalb ihre Ladung. Dies kann vorteilhaft zur Verbesserung der Mischqualität genutzt werden, indem z.B. bei zwei Komponenten die Partikel der einen Komponente positiv und die der anderen negativ aufgeladen werden. Die gleichartig geladenen Partikel stoßen sich ab und die unterschiedlich geladenen Partikel ziehen sich an, wodurch das Mischergebnis positiv beeinflußt wird. Auf diesem Weg ist auch ein Beschichten feinkörniger Partikel mit nanoskaligen Partikeln möglich, um z.B. das Fließverhalten von feinkörnigen Partikeln zu verbessern. Flüssiger Stickstoff zeigt keine chemisch-physikalischen Wechselwirkungen mit Feststoffpartikeln. Nach erfolgter Mischung kann der flüssige Stickstoff verdampft werden, so daß eine trockene Feststoffmischung vorliegt, ohne daß sich der Zustand der Feststoffpartikel (z.B. die chemische Zusammensetzung) ändert. Im Projekt sollen die Grundlagen des elektrostatisch unterstützten Mischens und Beschichtens feinkörniger Feststoffpartikel in flüssigem Stickstoff untersucht werden.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1062: Handhabung hochdisperser Pulver