Partikelstruktur

Die Partikelstruktur beschreibt den inneren und äußeren Aufbau einzelner Partikel sowie deren Anordnung im Raum auf unterschiedlichen Skalenebenen. Sie hat einen maßgeblichen Einfluss auf das Mischverhalten, die mechanische Stabilität und die Veredelbarkeit von Pulvern.

Auf der Mikro- und Submikroskala umfasst sie Eigenschaften wie die Kristallstruktur, das Korngefüge, die Porosität, die Defektdichte und die Bindungsart. Diese Merkmale bestimmen wiederum mechanische Eigenschaften wie Härte, Sprödigkeit und Bruchverhalten. Sie beeinflussen außerdem die Wechselwirkung mit Flüssigkeiten, Gasen und Additiven.

Auf der Partikelebene beschreibt die Partikelstruktur die Form, die Oberflächenrauheit, die innere Porosität und die Dichteverteilung eines einzelnen Partikels. Poröse oder hohle Partikel zeigen ein anderes Verformungs- und Zerkleinerungsverhalten als kompakte Partikel. Die Struktur bestimmt, wie Partikel mechanische Belastungen während des Mischens, Förderns oder Granulierens aufnehmen.

Im Fall der agglomerierten Partkel umfasst die Partikelstruktur die Anordnung und Bindung mehrerer Primärpartikel zu Granulaten. Dabei sind der Bindungsmechanismus, die Packungsdichte, die Porenstruktur und die Bruchfestigkeit entscheidend. Agglomerate können gezielt erzeugt oder aufgebrochen werden, um beispielsweise die Fließfähigkeit, das Staubverhalten oder die Reaktivität einzustellen.

Im Mischprozess wirkt die Partikelstruktur sowohl passiv als auch aktiv. Sie bestimmt die Empfindlichkeit gegenüber Scher- und Stoßbelastungen. Gleichzeitig kann sie durch Mischen gezielt verändert werden, beispielsweise durch Agglomeration, Desagglomeration, Beschichtung oder Imprägnierung. In der Pulververedlung ist die kontrollierte Einstellung der Partikelstruktur ein zentrales Ziel, um definierte Produkteigenschaften zu erzielen.