Experimentelle und modellbasierte Untersuchungen zum Einfluss der Granulatstruktur auf die mechanischen Granulateigenschaften

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Gegenstand der vorliegenden Arbeit war die Erarbeitung und Wichtung von Korrelationen zwischen inneren Strukturparametern von Sprühgranulaten und deren mechanischen Eigenschaften. Für die reproduzierbare Quantifizierung einzelner innerer Strukturparameter auf Mikro- und Makrostruktur-ebene, wie Schalendicke, Makroporosität, Zusammensetzung der Probe aus Voll- und Hohlgranalien und Mikroporosität, wurde im Rahmen der Arbeit eine Methode auf Basis der Bildauswertung von rasterelektronenmikroskopisch aufgenommenen Schliffbildern weiter entwickelt. Ausgangspunkt der experimentellen Untersuchungen bilden Al2O3-Sprühgranulate, die unter definierter Variation der Suspensionseigenschaften, wie Partikelgröße, Breite der Größenverteilung der Primärpartikel, Feststoffgehalt, Abstoßungskräfte der Primärpartikel, Additivart und -menge, hergestellt wurden. Ein zweiter Schwerpunkt der Arbeit bestand in Aufbau und Kalibrierung eines an realen inneren Granulatstruktureigenschaften orientierten DEM-Modells. Basierend auf diesem Modell wurden in Simulationen einzelne Strukturparameter, die experimentell nicht unabhängig voneinander variiert werden konnten, in Bezug auf ihren Einfluss auf die mechanischen Granulateigenschaften ergänzend analysiert.