Experimentelle Untersuchung und Modellierung der Entstehung, des Wachstums und der mechanischen Eigenschaften von Festkörperbrücken zwischen leichtlöslichen Partikeln in Abhängigkeit der Umgebungsbedingungen

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Ziel des beantragten Projektes ist es, die Bildung von Feststoffbrücken, ihrer inneren Struktur und Festigkeit in Abhängigkeit der Lagerzeit und der Umgebungsbedingungen zu verstehen, zu modellieren, und ihren Einfluss auf die Festigkeit von Multikontaktsystemen bestimmen zu können.Motivation hierfür ist die Beobachtung einer zeitabhängigen Mikrostruktur der Brücke zwischen Harnstoffpartikeln, die mit der Brückenfestigkeit korreliert. In der Literatur finden sich jedoch keine Untersuchungen dieser Vorgänge und Zusammenhänge. Die Festigkeit von Multikontaktsystemen ist mit Hilfe von Simulationen auf der Basis von distinct element methods (DEM) zu berechnen, wofür ein geeignetes Kontaktmodell, welches die verschiedenen Belastungsmodi (Biegung, Scherung, Torsion, Druck/Zug) und ihre Kombinationen berücksichtigt, in enger Abstimmung mit Messergebnissen, zu entwickeln ist. Grundlage für die Modellierungen sind präzise Messungen an Zwei-Partikel- Systemen (ZPSn). Während für die Untersuchung der Entstehung der Feststoffbrücken etablierte Methoden (z.B. bildgebende Verfahren wie Röntgentomographie oder Laser-Scanning-Mikroskopie) verwendet werden können, sind für die Untersuchung der Brückenfestigkeit unter verschiedenen Belastungsmodi (Scherung, Torsion, Zug, ... ) spezielle Messapparaturen eigens zu entwickeln.