Herstellung und Charakterisierung von keramischen Feinstteilchen durch Elektrosprühen aus der Schmelze

• Antragsteller: Professor Dr. Rolf Clasen
• Fachliche Zuordnung: Materialien und Werkstoffe der Sinterprozesse und der generativen Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung von 2003 bis 2007
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5400061

Basierend auf umfangreichen Erfahrungen in der Verarbeitung nanoskaliger Glas- und Keramikpulver werden Aerosole aus diesen Pulvern hergestellt und im Hinblick auf deren Kondititonierungsmöglichkeiten, Misch-, Förderungs- und Agglomerationsverhalten mit dem Ziel untersucht, Pulverschichten abzuscheiden, die anschließend zu einer dichten Schicht gesintert werden können. Als Verfahren wird hierfür das Elektrosprühen von Suspensionen (Sprühtrocknung) und Schmelzen eingesetzt. Da sich herausstellte, dass die zunächst ausschließlich verfolgte Methode der Förderung von Nanoteilchen über die Sprühtrocknungsroute problematisch ist und die mangelnde prozessbegleitende Charakterisierungsmöglichkeiten zu fehlerhaften Interpretationen von Versuchsergebnissen führte, wurde der Versuchsaufbau durch umfangreiche Erweiterungen verbessert. Ein Schwerpunkt lag auf der Erfassung des Taylor-Konus in allen Betriebszuständen mit einer automatisierten Bildanalyse und einer Strommessung mit viel höherer zeitlicher Auflösung. So konnten die unterschiedlichen Elektrosprühmethoden sicher erfasst und der Bereich der elektrosprühbaren Flüssigkeiten deutlich erweitert werden. Wegen der Probleme beim Vermessen von Suspensionströpfchen ist geplant, zunächst Schmelzen zu versprühen. Die ersten Vorversuche zeigten, dass dies trotz höherer Oberflächenspannung der Schmelzen im Vergleich zu Suspensionen möglich sein sollte. Auf Basis des so verbesserten Verständnisses des Elektrosprühprozesses und der Kontionierungsmöglichkeit soll abschließend wieder die Möglichkeiten der Förderung von Nanopulvern untersucht und die Eignung des Elektrosprühens als Pulverförderer von Nanoteilchen für thermische Spritzverfahren aufgezeigt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen