Mikroröntgentomographie
Zusammenfassung der Projektergebnisse
In der Produktentwicklung und der Charakterisierung von Feststoffen spielen Strukturmerkmale wie Porosität, Verteilung von Komponenten in den partikulären Systemen und deren Oberflächenmorphologie eine immer wichtigere Rolle. Durch Auswertungen mikroröntgentomographischer Aufnahmen können diese Daten mit hoher Präzision und minimalem präparativem Aufwand gewonnen werden. Beispielsweise können katalytisch aktive Granulate in Abhängigkeit von den Produktionsbedingungen nach ihrer Porenradienverteilung und dem Verhältnis von offenen zu geschlossenen Poren analysiert werden. In keramischen Compoundmaterialien lassen sich Fehlstellen, die zu einer verminderten Produktqualität führen, präzise lokalisieren und vermessen. Die Analyse von Materialproben durch μ-CT Aufnahmen kann als Qualitätssicherung oder zur zielgerichteten Produktentwicklung genutzt werden. Im Rahmen des SPP PiKo (Partikel im Kontakt) wurde z.B. die Bewegung von Partikeln in einem Mischvolumen durch Auswertung von μ-CT Aufnahmen nach den exakten 3D-Positionen über Partikeltrajektorien nachgebildet und erfolgreich mit Simulationen verglichen. Durch den Vergleich konnten fehlende Materialparameter ermittelt werden. Im Rahmen des SPP2045 „Hochspezifische mehrdimensionale Fraktionierung von technischen Feinstpartikelsystemen - MehrDimPart“ kann durch μ-CT Aufnahmen die Lage und der Anteil von Verunreinigungen in Agglomeraten, die durch selektive Agglomeration aus einer heterogenen Mischung entstanden sind, bis in den Größenbereich 1-10μm nach Partikelgröße und Form analysiert und quantifiziert werden. Die mittels der μ-CT gewonnenen Erkenntnisse tragen damit zu einem vertieften Verständnis interpartikulärer Wechselwirkungen bei.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Application of micro computed tomography for adjustment of model parameters for discrete element method. Chemical Engineering Research and Design, 135, 121-128.
Dosta, Maksym; Bröckel, Ulrich; Gilson, Laurent; Kozhar, Sergiy; Auernhammer, Günter K. & Heinrich, Stefan
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Contact Models and DEM Simulation of Micrometer-Sized Particles and Agglomerates at Static Loading Based on Experimental Characterization. Particles in Contact, 115-163. Springer International Publishing.
Grohn, Philipp; Weis, Dominik; Bröckel, Ulrich; Heinrich, Stefan & Antonyuk, Sergiy
