Lichtemission bei der Beanspruchung von Einzelpartikel und Partikelschichten
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Es wurde ein vollständiger Umbau der Apparatur zur Erfassung und Untersuchung der kurzzeitigen und intensiven Lichtimpulse, die während der Mikrogasentladungen (MGL) bei der Rissausbreitung entstehen, vorgenommen. Die daraus resultierenden hohen Anforderungen an die in Eigenbau entwickelte hochfrequente Elektronik verursachten einen erhöhten Zeitaufwand. Durch diesen Umbau wurde jedoch die Möglichkeit geschaffen, die Deformations- und Bruchprozesse während der Beanspruchung von einzelnen Partikeln deutlich zu erkennen und mit einer erhöhten Zeitauflösung zu erfassen. Es wurde eine neuartige Partikel-Scherzelle gebaut, die die Scher- und Schneidbeanspruchung eines einzelnen Partikels erlaubt. Es war zu erwarten, dass eine Verstärkung der Lichtemission im Vakuum stattfindet. Deshalb wurde die Partikelund Scherbeanspruchung in einer Vakuumkammer realisiert. Das bisher jedoch keine Verstärkung der Lichtemission ermöglichte. Auf die Scherbeanspruchung von Partikelschichten wurde deshalb in diesem Projekt verzichtet. Diese detaillierte Untersuchung wird einem Nachfolgeprojekt vorbehalten sein. Eine spektrale Verzögerung der charakteristischen Wellenlänge der Lichtemission der Mikrogasentladungen von Partikeln aus Zucker, Quarz und Kalisalz wurde registriert. Der NIR-Anteil (Nah-Infrarot) der Lichtemission steigt während des Bruches im Vergleich zur Deformation. Die Abschwächungszeiten der Lichtimpulse der Mikrogasentladungen beim Bruch von Quarz-, Zucker- und Salzpartikeln wurden ebenfalls ermittelt. Diese betragen nur wenige Nanosekunden. Somit konnte die Dauer einer typischen Rissausbreitung ermittelt werden. Diese beträgt ca. 3 - 30 µs. Die zeitliche Veränderung der spektralen Intensität der Lichtimpulse während der Beanspruchung der Partikel wurde experimentell erfasst. Die Bruch- und Deformationsprozesse lassen sich dabei voneinander trennen. Die Verstärkung der Lichtemission in der Vakuumkammer wurde als nicht ausreichend befunden, um deutlich die Deformations- und Bruchprozesse in Schichten von Partikeln zu unterscheiden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Die Lichtemission bei der Beanspruchung von Einzelpartikel und Partikelschichten, Vortrag, Fachausschuss Zerkleinern und Klassieren, 26.02.-27.02.2009, Wülfrath
Aman S.; Tomas J.
- The Light Emission by the Compression of single particles and particulate beds, Vortrag, 12th European Symposium on Comminution and Classification, 15.09.-18.09.2010, Espoo, Finnland
Aman, S.; Tomas J.
- Die Lichtemission während der Entstehung und Ausbreitung von Rissen, Vortrag, Fachausschuss Zerkleinern und Klassieren, 9.05.-10.05.2011, Augsburg
Aman, S.; Tomas, J.
