Anlagenbau & Prozesstechnik

Die Guten ins Töpfchen, die Schlechten ins Kröpfchen

Kontaminationsfreie Aufbereitung von Hochleistungskeramik

07.10.2015 -

Zur Erzielung idealer Mischgüten bei der Herstellung von Hochleistungskeramiken können Amixon-Mischer in der gesamten Bandbreite eingesetzt werden.

Bei der Herstellung hochwertiger Keramiken werden die Ausgangskomponenten in einen Zustand großer spezifischer Oberfläche mit Partikelgrößen von ca. 0,1 bis 0,08 µm und einer geeigneten Korngrößenverteilung versetzt. Dabei kommt es auf höchste Reinheit an. Anschließend werden die Einzelkomponenten – zumeist Oxide, Nitride, Carbide oder Boride des Aluminiums und Siliziums – intensiv desagglomerierend gemischt. Derartig kleine Partikel kompaktieren häufig ungewollt zu Agglomeraten. Agglomerate sind inhomogene Spots innerhalb eines Sintermetall-Compounds, die eine gleichmäßige Gefügeausprägung des Sinterwerkstoffs verhindern. Durch die Zugabe geeigneter Additive innerhalb bestimmter Aufbereitungsabschnitte können die Oberflächenaktivitäten der Nanopartikel beeinflusst werden. Hilfreich sind auch Präzisionsmischer, die mit Scherdesagglomeratoren ausgestattet sind.
Ein anderes Qualitätsrisiko resultiert aus ungewollter Kontamination, wenn Fremdpartikel aus der Umgebung ins Produkt gelangen. Umgekehrt können austretende Stäube Gesundheitsrisiken verursachen. Um derartige funktionsmindernde Fehlstellen zu vermeiden, ist auf höchste Sauberkeit zu achten. Die Produktionsanlage muss zuverlässig gasdicht sein. Armaturen, an denen Güter eingeschleust oder ausgetragen werden, müssen entsprechend geeignet sein. Oftmals bietet sich eine Container-basierte Produktionslogistik an.
Selbstredend werden an die einzelnen Verfahrensschritte höchste Ansprüche gestellt; von der chemischen Zerlegung über die Mahlung, die Dispergierung, die Sichtung, die Dotierung-Homogenisierung, Desagglomeration in der Nassphase bis hin zur Trocknung, Compoundierung, Schwerkrafttrennung, Kalzination, erneuter Mahlung, Auflösung, Kristallisation, Vakuumtrocknung bis zur Formgebung und Abfüllung.

Viele Schritte – optimale Ergebnisse
Aus den vielen Aufbereitungsschritten resultiert letztlich ein sehr teures Produkt, das kaum Ähnlichkeiten mit den Rohstoffkomponenten aufweist. Festigkeiten werden gesteigert, ebenso wie Wärme-Kälte-Resistenz, chemische Beständigkeit, Duktilität, Leitfähigkeit, optische Eigenschaften, etc. Zur Abarbeitung der einzelnen Veredelungsschritte werden, wenn immer möglich, kontinuierlich arbeitende Maschinen eingesetzt, deren Fahrweise jeweils aus den vorgeschalteten Stoffanalysen abgeleitet wird. Die Zwischenprodukte werden jeweils als Charge in Containern, Silos oder Mischern gesammelt. Diese Chargen sind dann homogen zu mischen, um repräsentative Analysen durchführen zu können. So können die Parameter des nächsten Aufbereitungsschrittes genau eingestellt werden. Die in der Pulvermetallurgie zu homogenisierenden Batchgrößen variieren zwischen 50 und 15 000 Litern.
Zur Erzielung idealer Mischgüten können Amixon-Mischer in der gesamten Bandbreite erfolgreich verwendet werden: Die charakteristische Totalverströmung innerhalb des Doppelwellenmischers gestattet dem Betreiber, dass er die Drehfrequenz des Mischwerkzeuges innerhalb eines großen Wahlbereiches einstellen kann. In jedem Fall werden ideale Mischgüten erreicht, die in der Praxis nicht mehr verbesserbar sind. Abrasive Güter oder auch besonders schwere Güter werden bevorzugt mit geringerer Drehfrequenz gemischt. Insofern kann die Antriebsleistung des Motors reduziert werden.

Dreidimensionale Zufallsverteilung
Die Arbeitsweise der GMP- und FDA-konformen Batch-Mischer wird von zwei synchron rotierenden Schraubenbändern bestimmt. Sie fördern die Güter in der Peripherie aufwärts und in den Zentren abwärts. Es entsteht eine intensive Querverströmung des auf- und abwärts fließenden Produkts. Diese Art der Strömungserzeugung ist universell anwendbar für nahezu alle Produktkonsistenzen: Trockenes, feuchtes oder suspendiertes Pulver, oder sogar Pasten. Dabei findet eine dreidimensionale Zufallsverteilung statt. Diese ist unabhängig vom Füllgrad, der Drehfrequenz und etwaig differierenden Komponenteneigenschaften wie Partikelgröße, Dichte, Kohäsion, Adhäsion oder Viskosität. In besonderen Fällen soll aus dem Mischer heraus eine dosierende Portionierung erfolgen oder der Mischer soll direkt eine Abfüllanlage beschicken. Koneslid-Mischer werden für genau diese Anwendungen entwickelt. Mischvorgänge und andere Betriebsparameter können in den weltweiten Technika des Herstellers getestet werden.

Kontakt

amixon GmbH

Halberstädter Str. 55
33106 Paderborn
Deutschland

+49 5251 688888 0

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