Einführung in die Pulverrheologie
Das Verhalten von Pulvern oder granularen Medien zu verstehen, kann überaus komplex sein. Die Anton-Paar-Pulverzellen bieten eine Toolbox von Messmethoden für eine breite Palette von Pulvereigenschaften. Diese Toolbox ist sowohl für die Qualitätskontrolle (QC) als auch für wissenschaftliche Zwecke geeignet. Die Pulver-Fluidisierungszelle umfasst schnelle und einfach durchzuführende Methoden zur Analyse der Kohäsion und Kompressibilität von Pulvern sowie anderer Eigenschaften wie Fließfähigkeit, Fluidisierbarkeit und Lufthaltevermögen. Aufwändigere Messungen ermöglichen die Untersuchung der Pulverviskosität. In diesem Applikationsbericht werden zunächst die Methoden der Pulver-Fluidisierungszelle und dann der Pulver-Scherzelle beschrieben sowie die Analyse und Interpretation der gemessenen Eigenschaften.
Pulver- und granulare Medien sind in fast allen Branchen zu finden. Sie werden als Rohstoffe, Zwischen- oder Endprodukte verwendet und verarbeitet. Die Arbeit mit Pulver kann schwierig sein, daher ist eine effiziente Qualitätskontrolle und eine reibungslose Verarbeitung des Pulvers wichtig. Das Verhalten eines Pulvers kann sich während eines Herstellungsprozesses ändern, insbesondere wenn sich die Bedingungen oder die Umgebung ändern, z. B. wenn ein Pulver während der pneumatischen Förderung fluidisiert und während der Lagerung verfestigt wird. Wenn die Pulvereigenschaften bekannt sind, kann der Prozess bestenfalls so modifiziert werden, dass bei der Verarbeitung keine Probleme auftreten (z. B. Segregation).
Die beiden Pulverzellen (Pulver-Fluidisierungszelle und Pulver-Scherzelle) von Anton Paar bieten Messungen, die die Bestimmung einer Vielzahl von Pulvereigenschaften und die Handhabung von Parametern ermöglichen. Diese Toolbox ermöglicht die Charakterisierung und Beschreibung eines Pulvers und kann das Verhalten während der Verarbeitung, Handhabung und Lagerung vorhersagen. In der Software ist eine Vielzahl spezifischer Pulvermessmethoden implementiert, von denen die meisten nur wenige Minuten dauern.
Während sich die Anwendungen und Techniken beider Zellen bis zu einem gewissen Grad überschneiden, lassen sich ihre Fachbereiche durch die Kohäsivität der beteiligten Pulver unterscheiden: kohäsive Pulver eignen sich besser für die Pulver-Scherzelle, während frei fließende Pulver im Allgemeinen besser in der Pulver-Fluidisierungszelle funktionieren. Eine Übersicht ist in Abbildung 1 dargestellt.
In diesem Applikationsbericht werden verschiedene Methoden und die entsprechenden Parameter zur Charakterisierung von Pulvern und granularen Medien vorgestellt und diskutiert. Eine Übersicht über die Methoden, die in der Pulver-Fluidierungszelle von Anton Paar durchgeführt werden können, ist in Tabelle 1 aufgeführt. Die Übersicht über die Methoden der Pulver-Scherzelle ist in Tabelle 2 dargestellt. Weitere Methoden werden laufend bei Anton Paar, an Universitäten und in Forschungslabors entwickelt und sind in wissenschaftlichen Publikationen und anderen Applikationsberichten auf unserer Website zu finden.
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