Experimentelle und modellbasierte Untersuchungen zum Einfluss der Granulatstruktur auf die mechanischen Granulateigenschaften

Gegenstand der vorliegenden Arbeit war die Erarbeitung und Wichtung von Korrelationen zwischen inneren Strukturparametern von Sprühgranulaten und deren mechanischen Eigenschaften. Für die reproduzierbare Quantifizierung einzelner innerer Strukturparameter auf Mikro- und Makrostruktur-ebene, wie Schalendicke, Makroporosität, Zusammensetzung der Probe aus Voll- und Hohlgranalien und Mikroporosität, wurde im Rahmen der Arbeit eine Methode auf Basis der Bildauswertung von rasterelektronenmikroskopisch aufgenommenen Schliffbildern weiter entwickelt. Ausgangspunkt der experimentellen Untersuchungen bilden Al2O3-Sprühgranulate, die unter definierter Variation der Suspensionseigenschaften, wie Partikelgröße, Breite der Größenverteilung der Primärpartikel, Feststoffgehalt, Abstoßungskräfte der Primärpartikel, Additivart und -menge, hergestellt wurden. Ein zweiter Schwerpunkt der Arbeit bestand in Aufbau und Kalibrierung eines an realen inneren Granulatstruktureigenschaften orientierten DEM-Modells. Basierend auf diesem Modell wurden in Simulationen einzelne Strukturparameter, die experimentell nicht unabhängig voneinander variiert werden konnten, in Bezug auf ihren Einfluss auf die mechanischen Granulateigenschaften ergänzend analysiert.