Modellierung von CVD-Wirbelschichtreaktoren

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Joachim Werther
• Fachliche Zuordnung: Mechanische Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung von 2002 bis 2009
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5389154

Chemical Vapor Deposition (CVD) zur Erzeugung funktionaler Schichten auf Feststoffpartikeln in Wirbelschichtreaktoren ist bereits von verschiedenen Forschergruppen im Labormaßstab untersucht und in der Patentliteratur als aussichtsreiches Verfahren für verschiedene technische Anwendungen beschrieben worden. Die bisher in der Literatur vorliegenden Arbeiten befassen sich überwiegend mit unterschiedlichen Stoffsystemen und weniger mit der Gestaltung und Fahrweise der zugehörigen Wirbelschichtreaktoren. Diese Lücke soll durch das vorliegende Forschungsvorhaben ausgefüllt werden, indem hier Grundlagen für die Dimensionierung und den Betrieb von CVD-Wirbelschichtreaktoren erarbeitet werden. In einem ersten Schritt soll eine Modellierung des CVD-Wirbelschichtreaktors auf der Basis eines um die Berücksichtigung des konvektiven Feststofftransports zu erweiternden Zweiphasenmodells erfolgen. Aus der in einem zweiten Schritt geplanten, von den Navier-Stokes-Gleichungen ausgehenden CFD-Rechnung mit dem "Discrete Particle"-Modell werden Aufschlüsse über Mechanismen der Beschichtung beim Gaseintritt in den Wirbelschichtreaktor erwartet. Die praktische Anwendbarkeit der Modellierung soll am Beispiel der Oberflächenbeschichtung von Glaskugeln mit Aluminium durch thermischen Zerfall von Triisobutylaluminium (TIBA) experimentell untersucht werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen