LABO April 2010 21 Material- und Werkstoffprüfung Wir lösen schwierige federtechnische Probleme z.
B.
mit unseren Schraubentellerfedersätzen Ausführliche Informationen: DR.
WERNER RÖHRS KG D-87519 Sonthofen Tel.
+49-(0)-8321-614-0, Fax 614-139 E-mail: info@roehrs.de Internet: http://www.roehrs.de ?? 12 ? ?? 114 ? messen, wird eine Dispersion notwendig, um die Agglome- rate zu „zerlegen“.
Im Allge- meinen sind zwei verschieden Kategorien der Dispergierung möglich, die Nass- und die Trocken-Dispergierung.
Bei der Nass-Dispergierung wird das Probenpulver oder die Suspension einem ge- schlossenen Flüssigkeitskreis- lauf hinzugegeben.
Das Mate- rial wird kontinuierlich durch eine Messzelle gepumpt, dort kann der Laserstrahl das Par- tikelensemble beleuchten.
Während des Pumpvorgangs im Messkreislauf kann Ultra- schall eingekoppelt werden dies hilft dabei, die Agglo- merate zu zerstören, um ein- zelne, separierte Partikel zu erhalten.
Es ist darauf zu ach- ten, dass nicht zu viel Material dem Messkreislauf beigege- ben wird, weil Mehrfachstreu- ung die Resultate vielleicht verändern würde.
Mehrfach- Streuung bedeutet, dass Licht, welches schon von einem ers- ten Partikel gestreut wurde, vor dem Verlassen der Mess- zelle noch von einem zwei- ten Partikel gestreut wird.
Um sicherzustellen, dass die korrekte Menge Material be- nutzt wurde, wird die Strahl- Abschwächung während des Einfüllens des Probenmateri- als ins System beobachtet.
Die Strahl-Abschwächung gibt Aufschluss über den Prozent- satz des Lichtes, welches vom ursprünglichen Pfad weg- gestreut ist.
Erfahrungen zei- gen, dass 10...15 % Strahl-Ab- schwächung ein guter Wert sind, um ein verlässliches Mess- ergebnis zu sichern.
Bild 1 zeigt das Volumen von Probenmaterial, welches benötigt wird, um eine Strahl- abschwächung von 10 % bzw.
20 % in einem FRITSCH ANA- LYSETTE 22 MicroTec Plus Par- tikelmessgerät als Funktion der Partikelgröße zu errei- chen.
Wie man sieht, brau- chen größere Partikel viel mehr Material, während nur ein wenig Material für kleine Partikel gebraucht wird.
Un- terhalb einer Partikelgröße von ca.
0,5 ?m vergrößert sich die benötigte Menge wieder und der genaue Wert hängt hier nicht nur von der Parti- kelgröße ab, sondern auch vom Brechungsindex des Ma- terials, was jedoch im Bild 1 nicht angezeigt ist.
Manche Materialien kön- nen nur schlecht in Flüssig- keit gemessen werden.
Etwa, wenn sich diese darin aufl ö- sen oder chemische Reakti- onen daraus resultieren.
Auch Effekte wie das Aufquellen – z.B.
von Weizen in Wasser – verhindern den Einsatz der Nassdispersion.
In diesen Fäl- len ist eine Trockenmessung eine echte Alternative.
Hierbei wird ein Luftstrom mit hohem Druck gemeinsam mit dem pulverförmigen Probenmate- rial durch eine Düse hindurch beschleunigt.
Hinter der Düse expandiert der Luftstrom schlagartig, was zu einer stark turbulenten Strömung führt.
Agglomerate werden so in eine schnelle Rotation ver- setzt und prallen zudem mit anderen Agglomeraten und Partikeln zusammen.
Wegen diesem Zusammenspiel fallen die Agglomerate auseinander und einzelne Partikel kön- nen gemessen werden.
Ver- glichen mit der Anwendung von Ultraschall in Wasser, ist dieser Vorgang weit weniger effektiv.
Dies führt dazu, dass die Trocken-Dispergierung zuverlässige Messwerte nur für solche Proben liefert, bei denen die Partikelgröße über einigen ?m liegt.
Die genaue minimale Parti- kelgröße, bis zu der die Tro- ckendispergierung eingesetzt werden kann, hängt auch stark von den physikalischen Eigenschaften des Materials ab.
Nasse, fetthaltige sowie klebrige Materialien sind natürlich viel schwieriger in einem Luftstrom zu disper- gieren, als trockene, leicht- fl ießende Materialien.
Um die Effi zienz des Trockendis- pergierungsprozesses zu er- höhen, haben einige Geräte Prallplatten, auf welche der Materialstrom beschleunigt wird.
Beim Auftreffen auf die se Prallplatten werden die Agglomerate zwar effektiv zerstört, aber unglücklicher- weise ganz besonders für wei- che Materialien werden die Primärpartikel auch gemah- len.
Die resultierende Parti- kelgrößenverteilung hängt in diesen Fällen vom Luftdruck ab, welcher genutzt wurde, um den Materialstrom zu be- schleunigen.
Für einige Anwendungen ist es nicht notwendig, die Agglomerate zu zerstören.
Oder das Probenmaterial tendiert nicht zur Bildung von Agglomeraten.
In diesen Fällen kann ein Fallschacht eingesetzt werden, um das Probenmaterial dem Messort zuzuführen.
Eine kontinu- ierliche Zufuhr wird z.B.
mit einer Vibrations-Zuteilrinne gewährleistet.
Hier fallen die Partikel einfach in das Messgerät hinein.
Sie können aufgefangen oder mit einem Staubsauger abgesaugt wer- den.
Dr.
Günther Crolly Bild 2: Zwei Trockenmessungen von Eisenpulver unter Verwendung einer Fallrinne in einem Laserpartikelmessgerät FRITSCH ANALYSETTE 22 MicroTec plus.
Die feinere Probe ist im Korngrößenbereich 125...355 ?m, während die gröbere Probe einen Korngrößenbereich zwischen 500 ?m and 1,4 mm aufweist.
Laserpartikelmessgerät ANALYSETTE 22 MicroTec plus ?? 135 ? Fritsch, Idar-Oberstein, Tel.
06784/70-0, Fax 70-11, www.fritsch.de
