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Steuerung und Modellierung der Aggregation und Redispergierung gefällter Nanopartikel

Projektbearbeitung: Dr. -Ing. Carsten Schilde

Durch Fällung können feinste feste Primärpartikeln erzeugt werden. Diese aggregieren in ihrer Wachstumsphase meist zu Sekundärpartikeln, deren Größe, Struktur, mechanische Eigenschaften und Festigkeit die anwendungstechnischen Eigenschaften bestimmen und großen Einfluss auf die Dispergierung der Aggregate zur Erzeugung kolloidaler Systeme haben. Der Dispergieraufwand und die Eigenschaften der erzeugten Kolloide hängen außer von der Dispergierung selbst von den Prozessparametern bei der Fällung und einer eventuellen Trocknung ab. Ziel muss es daher sein, die Parameter entlang der Prozesskette so zu steuern, dass mit möglichst geringem Dispergieraufwand aus Sekundärpartikeln eine möglichst hohe Qualität des kolloidalen Systems erzeugt wird. Zu diesem Zweck wird im Rahmen des Projektes geklärt, wie die Eigenschaften der Aggregate (u.a. Struktur und Festigkeit) von den Prozessparametern der Fällung von Siliziumdioxid und Calciumcarbonat abhängen. Die mechanischen Eigenschaften sollen vor allem durch Beanspruchungen mit einem Nanoindenter bestimmt und mit den Fällungsparametern sowie der Struktur der Aggregate korreliert werden. Die Beanspruchung einzelner Aggregate soll mittels der Diskret-Element-Methode (DEM) modelliert werden. Über das DEM-Modell und die gemessenen mikromechanischen Eigenschaften soll auf die Bindungskräfte zwischen den Primärpartikeln geschlossen werden. Die makroskopischen Dispergiereigenschaften sollen mit den mikroskopischen Eigenschaften und den Prozessparametern während der Fällung verknüpft werden.


Mitarbeiter

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