Scherkräfte

Scherkräfte sind tangential wirkende Kräfte, die parallel zu einer Fläche oder Grenzschicht angreifen. Sie verursachen eine Relativbewegung zwischen Materialschichten, Partikeln oder Bauteiloberflächen. In der Pulvertechnologie entstehen Scherkräfte insbesondere beim Mischen, Fördern, Dosieren, Agglomerieren oder Zerkleinern von Schüttgütern. Die Wirkung von Scherkräften wird häufig über die Scherspannung beschrieben. Diese ist definiert als Kraft pro Fläche und kann in vielen Fällen näherungsweise mit

τ = μ ⋅ γ′

beschrieben werden. Dabei steht τ für die Scherspannung, μ für die effektive Viskosität und γ für die Scherrate. Bei Schüttgütern wird zudem der Zusammenhang zwischen Scherspannung und Normalspannung über den inneren Reibungswinkel des Materials betrachtet.

Scherkräfte beeinflussen die Partikelstruktur und die Produkteigenschaften maßgeblich. Sie können zur Deagglomeration, Partikelzerkleinerung, Staubbildung, Entmischung oder Oberflächenaktivierung führen. Die Scherkräfte sind oft die bestimmende Größe für die Auswahl der Prozessmaschinen.