Experimentelle und mathematische Evaluation der Mahlkörperbewegungen sowie der Krafteinwirkungen bei der Zerkleinerung von Graphitpartikeln und der Beschichtung von 3D-Druckpulvern mit Kohlenstoffnanoröhrchen in einer Scheibenschwingmühle

Die Herstellung und Verarbeitung nanoskaliger Materialien ist in der heutigen Zeit von großer Bedeutung und stellt die Verfahrenstechnik vor enorme Herausforderungen. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Herstellung Mehrschichtigen Graphens (MSG) sowie der Beschichtung von feinsten Pulvern mit Kohlenstoffnanoröhrchen (CNTs) für den Einsatz bei 3D-Druckverfahren in einer Scheibenschwingmühle.

Die Bewegung der Mahlkörper in der Scheibenschwingmühle werden anhand von Hochgeschwindigkeitskameraaufnahmen bewertet. Das MSG wird durch Abblättern einzelner Schichten von gröberen Graphitpartikeln unter der hohen mechanischen Beanspruchung in der Mühle produziert. Dazu wird das Graphitpulver mit einer pastösen Flüssigkeit in der Scheibenschwingmühle vermischt und bearbeitet. Physikalische Ansätze wie die Navier-Stokes-Gleichungen werden zur Auswertung der Messungen angewandt.

Die Beschichtung der 3D-Druckpulver mit CNTs erfolgt aufgrund der hohen mechanischen und thermischen Beanspruchung des Pulvers in der Scheibenschwingmühle.

Die Ergebnisse werden unter anderem durch Laboruntersuchungen wie Partikelgrößenanalysen, Ramanspektroskopie, Raster- und Transmissionselektronenmikroskopie sowie anhand von Scherversuchen evaluiert.