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Projekt
Rastersondenbasierte Erfassung der Kontaktmechanik von partikulären Systemen unter besonderer Berücksichtigung der Wechselwirkung mit ausgewählten anwendungsnahen Oberflächen
Antragsteller
Dr. Thorsten Staedler
Fachliche Zuordnung
Mechanische Verfahrenstechnik
Förderung
Förderung von 2010 bis 2018
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 169416013
Die individuelle Wechselwirkung zwischen Partikeln eines Kollektivs feiner haftender Partikel, welche die Prozessdynamik vieler granularer Medien bestimmt, ist nur bedingt verstanden. Die Kenntnis der Kontaktmechanik aber würde eine detaillierte realistische Simulation ebendieser Prozessdynamik über große Zeit- und Längenskalen hinweg erlauben bzw. erst ermöglichen. Erste ausgereifte Kontaktmodelle sind auf die experimentelle Bestimmung von Schlüsselparameter angewiesen und bedürfen dann einer ebenfalls experimentellen Validierung. In dem hier vorgeschlagenen Projekt ist geplant die Kontaktmechanik zwischen zwei Partikeln sowie zwischen einem Partikel und einer Wand mittels rastersondenbasierten Verfahren (atomic force microscopy (AFM) sowie Nanoindentor) zu erkunden. Hierbei sollen die Untersuchungen zunächst auf die im DFG-Schwerpunktprogramm 1486 „PiKo“ Erwähnung findenden Glas-, TiO2- und Latex-Partikel beschränkt werden. Als Wandmaterial ist der Einsatz von Glas, TiO2, Silizium wie auch Edelstahl geplant. Ein besonderes Augenmerk soll auf den Einfluss der Rauigkeit der Partikel wie auch der Rauigkeit der Wand gerichtet werden, die mittels nasschemischer Verfahren oder aber Plasmaätzens variiert werden können. Ziel des hier vorgeschlagenen Projektes ist es, im Austausch mit den an entsprechenden Kontaktmodellen arbeitenden Gruppen von Prof. Tomas und Prof. Luding sowie anderen im DFG-Schwerpunkt aktiven, mechanische und tribologische modellrelevante Kenngrößen einzelner feiner Partikel, des Kontaktes zwischen zwei Partikeln und des Kontaktes eines Partikels mit einer Wand zu identifizieren und experimentell zu bestimmen. Hierbei soll die bereits etablierte colloid probe technique auf das abbildende Nanoindentieren erweitert werden, um so auch größere Partikel testen zu können und die Grenzen des zugänglichen Lastbereiches effektiv nach oben zu öffnen.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
