Zur Charakterisierung von Wechselwirkungen partikulärer Feststoffoberflächen

Wechselwirkung von Partikeln ist ein Elementarvorgang von zentraler Bedeutung für viele Unit-Operations der mechanischen Verfahrenstechnik. Neben dispersen Wechselwirkungen wurde insbesondere an den oxidischen Stoffsystemen ein deutlicher Einfluss von Oberflächeneigenschaften beobachtet. So wirkt sich der Hydroxylierungszustand auf die Bildung von Kapillarbrücken aus. Die Partikelenthaftung bei erhöhter Luftfeuchte ist ein Wechselspiel zwischen Adsorption, Diffusion und Geometrieänderung und damit auch ein dynamischer Vorgang. Diese Effekte wurden mit dem AFM und mit molekulardynamischen Simulationen untersucht. Bei der simulierten Enthaftung von Aluminiumoxidpartikeln wurde eine Fadenbildung beobachtet. Experimentelle Hinweise für die Fadenbildung liefert die Existenz einer Phasenverschiebung bei der dynamischen Enthaftung sowie die Zeit - und Temperaturabhängigkeit der Haftkraft. Weiterhin wird die Partikelhaftkraft durch die lokale Geometrie in der Kontaktzone und somit von der Rauheit wesentlich bestimmt. Bei rauen Haftpartnern treten Haftkraftverteilungen auf, die in drei Klassen eingeteilt werden können.