Obwohl die Form von Pulvern eine wichtige Eigenschaft ist, ist wenig über ihren genauen Einfluss bekannt.

In diesem Artikel wird behandelt:

  • Was über den Einfluss der Form auf Pulver bekannt ist
  • Welche Bruchmechanismen bei Pulvern existieren
  • Wie die Brüchigkeit von Pulvern gemessen werden kann

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Der Einfluss der Form auf Pulver

Die Form der einzelnen Pulver kann verschiedene Pulvereigenschaften beeinflussen, wie die Verpackungseigenschaften und damit auch die zusammenhängende Schüttdichte und Lagerkapazität. Zudem beeinflusst die Form, wie die Oberfläche der Pulver untereinander in Kontakt kommt, und damit die Strömeigenschaften sowie die Leistung in Verarbeitungsprozessen.

Pulverpartikel werden auf der Mohs-Härteskala oft als „weich“ eingestuft. Dies bedeutet, dass sie normalerweise nur relativ wenig Abrieb auf den Oberflächen der Ausrüstungen verursachen. In der Praxis werden jedoch auch abrasive Pulver verwendet. Siehe hierzu den Artikel über abrasive und korrosive Pulver. Die Festigkeit von Pulvern ist am relevantesten, wenn es um die Brüchigkeit geht. Allgemein lässt sich sagen, dass kleine Pulver schwerer zu brechen sind als große Pulver. Im Gegensatz dazu brechen Pulver mit rauen Kanten leichter. Während der Verarbeitung und des Transports werden Pulver manchmal Kräften ausgesetzt, die dazu führen, dass sie brechen. Dies tritt häufig bei körnigen Pulvern auf, deren Strukturen schwächer sind und bei deren Design nicht ausreichend berücksichtigt wurde. Wenn Pulver brechen, führen die kleineren Teilchen auch zu anderen Problemen, wie Staubbildung, unerwünschten Produkteigenschaften und möglicherweise damit verbundenen Gesundheits- und Explosionsgefahren. Darüber hinaus führen kleinere Pulvergrößen zu schlechteren Strömeigenschaften und Segregation von feinen Pulvern. Durch den Bruch von Pulvern verändert sich auch die Form des Pulvers.

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Die vier verschiedenen Bruchmechanismen

Die Brüchigkeit von Pulvern ist komplex, da dasselbe Pulverpartikel verschiedene Bruchmechanismen aufweisen kann. Diese Mechanismen basieren auf der angewendeten Kraft auf der Oberfläche. Ist diese normal oder tangential? Und handelt es sich um eine hohe oder niedrige Kraft?

  • Hohe Kraft in normaler Richtung führt zur Zersplitterung des Pulvers in viele kleinere Partikel gleicher Größe.
    Geringe Kraft in normaler Richtung führt zu Abnutzung und dem Verschwinden von Unebenheiten auf der Oberfläche der Pulver.
  • Geringe Kraft in tangentialer Richtung verursacht Abnutzung oder Erosion der Pulveroberfläche, was wiederum zu vielen kleinen Pulverpartikeln führt.
  • Hohe Kraft in tangentialer Richtung führt zu einer Zerkleinerung der Pulveroberfläche, wodurch Partikel entstehen, die größer sind als die durch Abnutzung entstandenen, aber deren Anzahl ist geringer.

Verschiedene Prozesse bei der Verarbeitung von Pulvern können unerwünschte Brüche des Produkts verursachen. Denken Sie an Prozesse wie pneumatisches Fördern oder Mischen. Es ist daher wichtig, diese bei der Prozessgestaltung zu berücksichtigen.

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Messen des Bruchs

Im Allgemeinen kann man sagen, dass:

  • Der Bruch von Pulvern schwer zu messen ist,
  • Testmethoden in hohem Maße empirisch sind,
  • In einigen Industrien Testmethoden standardisiert sind. Es gibt keine allgemein anwendbaren Testmethoden.

Der Bruch von Pulvern wird in der Praxis am besten getestet, indem das Pulver Kräften ausgesetzt wird und die Partikelgrößenverteilung vor und nach dem Test gemessen wird. Dies gibt eine gute Indikation für die Bruchempfindlichkeit von Pulvern. Die Kräfte auf die Pulver können beispielsweise mit einem Bulk-Density-Tester, einem Shear-Mischer oder einer pneumatischen Testeinrichtung erzeugt werden.

Der Grad des Bruchs kann dann mit verschiedenen Messgrößen bestimmt werden:Het verschil in mediaan en gemiddelde voor- en na de test van de poeder grootte,

  • Het verschil in poeder grootte verdeling voor- en na de test,
  • Het verschil in de vorm van het poeder voor- en na de test,
  • Het verschil in tap density en bulk density van het poeder voor- en na de test.

Er is dan ook geen uniforme maat voor het meten van breuk bij poeders. De verschillende maten kunnen ook niet zomaar met elkaar vergeleken worden en kunnen totaal verschillende resultaten geven.

Juul Jenneskens

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Das Prinzip hinter dem Tap-Density-Tester ist das Hausner-Verhältnis. Dabei wird davon ausgegangen, dass stark kohäsive Pulver auch starke gegenseitige Anziehungskräfte besitzen. Diese helfen, die Schwerkraft zu überwinden, sodass die Partikel sich selbst in leeren Räumen stützen können