Wie kann man Pulver makroskopisch charakterisieren?

Die Bestimmung der makroskopischen, physikalischen Eigenschaften einer Pulverprobe ist für deren allumfassende Charakterisierung unerlässlich. So erhält man ein grundlegendes Verständnis des Verhaltens eines Pulvers in seiner Gesamtheit und besonders hinsichtlich Verarbeitung, Verpackung und den Transport sowie für die Lagerung und Anwendung des pulverförmigen Materials. Das makroskopische Verhalten eines Pulvers hängt sehr stark von den jeweiligen Bedingungen ab. So ist die Schüttdichte oder der Schüttwinkel eines Pulverhaufwerks von der Fallhöhe und der daraus resultierenden Kompaktierung abhängig. Daher sind die Messbedingungen zur Bestimmung derartiger Parameter detailliert in verschiedenen Normen definiert. Die am weitesten verbreitete und am häufigsten genutzte Norm für die makroskopische Pulvercharakterisierung ist dabei die ASTM D6393. Während viele Normen meist nur die Messung eines Parameters definieren (z. B. ISO 3953 – Stampfdichte von Metallpulvern, ISO 3923 – Schüttdichte von Metallpulvern), sind in der ASTM-Norm D6393 die Bedingungen für die Bestimmung von 10 verschiedenen Parametern, sog. Carr-Indizes festgelegt:

  • Messung des Schüttwinkels (Carr Angle of Repose)
  • Messung des Kollabierungswinkels (Carr Angle of Fall/Carr Angle of Collapse)
  • Berechnung des Differenzwinkels (Carr Angle of Difference)
  • Messung des Flat-Plate-Winkels (Carr Angle of Spatula)
  • Messung der Schüttdichte (Carr Loose Bulk Density)
  • Messung der Stampfdichte (Carr Packed Bulk Density/Tap Density)
  • Berechnung der Kompressibilität (Carr Compressibility)
  • Messung der Kohäsion (Carr Cohesion)
  • Messung der Uniformität (Carr Uniformity)
  • Messung der Dispersibilität (Carr Dispersibility)

Je nach Applikation kann jeder einzelne dieser Parameter für eine Beurteilung des Pulvers herangezogen werden bzw. eine Aussage zur Pulvergüte im weiteren Prozess zulassen. Zum Beispiel sollten der Schüttwinkel und der Kollabierungswinkel für die Auslegung eines konischen Lagersilos berücksichtigt werden. Für die Dimensionierung von Verpackungsbeuteln und -fässern oder bei der Herstellung von Tabletten aus Pulverrohstoffen wiederum sind Klopf- und Schüttdichten entscheidende Kenngrößen.

Innovative Messgeräte wie das PowderPro A1 ermöglichen die vollautomatische Bestimmung der Carr-Indizes dank der Winkelmessungen mittels CCD-Kamera und einer Bildverarbeitungsroutine, automatischer Steuerungstechnologie und modernster Software mit implementierten, standardisierten Messprozeduren (SOPs). Die unmittelbare Datenkommunikation mit einer elektronischen Wage ermöglicht die automatische und direkte Übermittlung der Wägungsdaten an das Messsystem.
In den folgenden Videos sind exemplarisch Messungen gezeigt:

Zur normkonformen Bestimmung der Schüttdichte bieten wir die Modelle BeDensi B1 und BeDensi B1-S an, für die Fließfähigkeit von Metallpulvern das Hall-Flowmeter HFlow-1.

Zur Ermittlung der Stampfdichte von Pulvern und Granulaten, wahlweise mit ein, zwei oder drei Stationen zur Erhöhung des Probendurchsatzes haben wir die BeDensi T1, T2 und T3 in der Produktpalette, optional mit einer Schallschutzbox sowie unserem Standardmaterial 3P-SRF-F6 für Schüttdichte- und Stampfdichtemessungen.

Sie wünschen eine Beratung oder weitere Informationen? Kontaktieren Sie uns:

+49 8134 9324 0
 info@3P-instruments.com

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