Nanozerkleinerung nichtwässriger sowie sterisch stabilisierter Suspensionen in Rührwerkskugelmühlen

在搅拌球磨机中对非水和空间稳定悬浮液进行纳米研磨

• 批准号: 18694907
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Arno Kwade
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Partikeltechnik
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2004-12-31 至 2010-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/18694907?language=en
• 关键词: Nanozerkleinerung; nichtw; ssriger; sowie; sterisch

In einem von der DFG geförderten Gemeinschaftsprojekt zwischen dem Institut für Mechanische Verfahrenstechnik der TU Braunschweig (Schw 233/28) und dem Lehrstuhl für Feststoff- und Grenzflächenverfahrenstechnik der TU München (PE 427/3) wurde im Zeitraum 1999-2004 die Mechanische Erzeugung und Stabilisierung von Nanopartikeln in Rührwerkskugelmühlen untersucht. Im Vordergrund dieser Untersuchungen stand die Frage, wie sich das Zerkleinerungsverhalten im Nanometerbereich im Vergleich zur Zerkleinerung auf Partikelgrößen bis etwa 1 um verändert. Agglomerationserscheinungen, welche durch auftretende Partikel-Partikel-Wechselwirkungen verursacht werden können, wurden durch die elektrostatische Stabilisierung der Mahlgutsuspension unterbunden. Durch ein systematisches Vorgehen entlang der Kette Oberfläche - Wechselwirkung - Eigenschaft wurde dabei im Bereich der Nanozerkleinerung ein Durchbruch erzielt. Durch die mechanische Beanspruchung in Rührwerkskugelmühlen konnten Partikeln < 10 nm hergestellt werden, ohne dass dabei eine Mahlbarkeitsgrenze festgestellt werden konnte. Untersuchungen am Institut für Mechanische Verfahrenstechnik der TU Braunschweig bestätigten die bisher bekannten Einflüsse verschiedener Betriebsparameter auch für den Manometer-Bereich. Untersuchungen am Lehrstuhl für Feststoff- und Grenzflächenverfahrenstechnik der TU München zeigten am Beispiel von Aluminiumoxid, dass an der Oberfläche der Mahlgutpartikeln durch mechanochemische Veränderungen während der hochenergetischen Beanspruchung des mineralischen Mahlguts in der Rührwerkskugelmühle Phasentransformationen stattfinden, die zur Bildung verschiedener Hydroxidphasen führen. Während der Zerkleinerung finden daher verschiedene Vorgänge wie Zerkleinerung, Agglomeration, Desagglomeration, mechanochemische Hydroxidbildung sowie Lösungsvorgänge gleichzeitig statt. In einer fachübergreifenden Zusammenarbeit der beiden Institute soll nun die Nanozerkleinerung stabilisierter nichtwässriger Suspensionen untersucht werden, um so Hydroxidbildungen an der Mahlgutoberfläche zu unterbinden und den Anwendungsbereich dieser Technologie deutlich zu erweitern. Die Untersuchungen sollen zeigen, welche maximale Produktfeinheit durch die mechanische Beanspruchung in Rührwerkskugelmühlen erreichbar ist, da der limitierende Faktor bei bisherigen Versuchen die Mahlkörperabtrennung war. Bei neueren Mühlenmodellen wird deshalb neben der Siebabtrennung eine Zentrifugalabtrennung eingesetzt, die die Verwendung von noch kleineren Mahlkörpern erlaubt. Dieser Mechanismus liegt in den Mühlen Labstar (Netzsch) und Advantis V15 (Drais) vor. Weiterhin soll geklärt werden, welche Mechanismen (Bruch, Abrasion, Ermüdungserscheinungen nach mehrfacher plastischer Verformung, Lösungserscheinungen, Shear Thickening) dazu führen, dass durch die mechanische Beanspruchung Partikeln mit Feinheiten unter 10 nm erzeugt werden können. Die Untersuchungen sollen zu einer Optimierung der Herstellung von Nanopartikeln durch Zerkleinerung hinsichtlich des Energieverbrauchs, der Produktkontamination und des Mahlkörperverschleißes führen, so dass dieses Verfahren in der industriellen Praxis etabliert werden kann.

在1999-2004年的一个由德国国防部设计的德国布伦瑞克工业大学机械试验技术研究所（Schw 233/28）和慕尼黑工业大学机械试验与强化技术研究所（PE 427/3）共同完成的项目中，研究了Rührwerkskugelmühlen的纳米粒子的机械试验与稳定性。Im Vordergrund dieser Untersuchungen stand die Frage，wie sich das Zerkleinerungsverhalten im Nanometerbereich im Vergleich zur Zerkleinerung auf Partikelgrößen bis etwa 1 um verändert.聚集性，通过auftretende Partikel-Partikel-Wechselwirkungen verursacht韦尔登können，通过Mahlgutsuspension unterbunden的elektrostatische Stabilisierung而产生。在纳米材料领域中，Kette Oberfläche -Wechselenkung- Eigenschaft的系统化Vorgehen entlang dabei wurde dabei im Bereich der Nanozerkleinerung ein Durchbruch erzielt。尽管在Rührwerkskugelmühlen中的机械装置可以使< 10 nm的部分韦尔登，但可以使一个Mahlbarkeitsleze festgestellt韦尔登。在布伦瑞克工业大学机械试验技术研究所的研究表明，该传感器对压力计-贝雷奇的影响最大。通过对慕尼黑工业大学在小型氧化物矿床上进行的Feststoff- und Grenzflächenverfaucnik的Lehrstuhl研究，通过机械化学方法将高能量的矿物颗粒在Rührwerkskugelmühle Phasentransformationen stattfinden中注入到Mahlgutpartikeln的上表面，从而形成了一种新的氢氧化物相。对Zerkleinerung的研究发现，与Zerkleinerung、Agglomeration、Desagglomeration、mechanochemische Hydroxidbildung和Lösungsvorgänge gleichzeitig statt一样，存在着大量的氢氧化物。在一个fachübergreifenden Zusammenarbeit der beiden Institute soll nun die Nanozerkleinerung stabilisierung nichtwässriger Suspensionen untersucht韦尔登，um so Hydroxidbildungen an der Mahlgutoberfläche zu unterbinden und den Anwendungsbereich dieser Technologie deutlich zu erweitern. Die Untersuchungen sollen zeigen，welche maximale Produktfeinheit durch die mechanische Beanspruchung in Rührwerkskugelmühlen erreichbar ist，da der limitierende Faktor bei bisherigen Versuchen die Mahlkörperabtrennung war. Bei neueren Mühlenmodellen wird deshalb neben der Siebabtrennung eine Zentralgabtrennung eingesetzt，die Verwendung von noch kleineren Mahlkörpern erlaubt.这种机制主要存在于Mühlen Labstar（Netzsch）和Advantis V15（Drais）中。为了解决韦尔登问题，需要使用机械（磨损、磨损、塑性变形、剪切增稠等），通过机械方法使颗粒在10 nm以下韦尔登形成颗粒。通过对能源、产品污染和有害物质的零排放来优化纳米颗粒的性能，从而使工业实践中的安全性得以韦尔登。