Labor für Partikelgrößenanalyse

Es handelt sich um eine Messmethode, mit der die Verteilung der Partikelgrößen in einem Material bestimmt wird.

Die Partikelgrößenanalyse dient dazu, die Größe und Verteilung der Partikel einer Probe, ob fest oder flüssig, zu charakterisieren.

Ziel ist es, die physikalischen Eigenschaften eines Produkts zu kontrollieren und seine Herstellung, Qualität und Leistung zu optimieren.

Ein Test der Partikelgrößenverteilung ermöglicht es, die Verteilung der Partikelgrößen in einem Pulver zu bestimmen.

So wird die Qualität der Materialien sichergestellt und ihre Leistung in der additiven Fertigung, der Pharmaindustrie oder der Metallurgie optimiert. Eine gute Kontrolle der Partikelgröße verbessert die Fließfähigkeit, die Verdichtung und die Reaktivität von Pulvern und gewährleistet so eine bessere Homogenität sowie eine höhere Effizienz in ihrer Endanwendung.

Die Partikelgrößenanalyse ermöglicht es, die Qualität und die Leistung von Pulvern zu kontrollieren, die in verschiedenen Industriezweigen eingesetzt werden. Die Partikelgröße beeinflusst direkt die Fließfähigkeit, Verdichtung, Löslichkeit und Reaktivität der Materialien.

In der additiven Fertigung und Metallurgie gewährleistet sie ein gutes Verschmelzen der Pulver und eine optimale Oberflächenqualität der Bauteile. In der Pharmaindustrie ist sie entscheidend, um eine gleichmäßige Bioverfügbarkeit der Wirkstoffe sicherzustellen. In der Lebensmittelindustrie beeinflusst sie die Textur und Löslichkeit der Zutaten.

Diese Analyse ermöglicht es außerdem, regulatorische Anforderungen zu erfüllen, Produktionsprozesse zu optimieren und die Wiederholbarkeit der Pulverleistungen zu gewährleisten.

Eine ungeeignete Partikelgrößenverteilung kann Probleme beim Fließen, Dichteschwankungen oder Verdichtungsfehler verursachen. Dies kann insbesondere die Leistung von Pulvern in der Pharmaindustrie oder Metallurgie beeinträchtigen.

Der d90 entspricht der Größe, unterhalb derer sich 90 % der Partikel der analysierten Probe befinden.

Eine geringe Partikelgröße bedeutet, dass die Partikel des Materials sehr fein sind, oft im Mikro- oder Nanometerbereich.

Die wichtigsten Parameter sind die Durchmesser d10, d50 und d90, die jeweils die Größen darstellen, unterhalb derer sich 10 %, 50 % und 90 % der Partikel befinden. Es können auch Verteilungskurven bereitgestellt werden.

Die Partikelgröße wird je nach erforderlicher Genauigkeit und Anwendung mittels Laserbeugung, Siebung, Sedimentation gemessen.

Jede Technik wird je nach Größe und Art der zu analysierenden Partikel an spezifische Anforderungen angepasst.

Granulometrische Analysen im Labor können gemäß den festgelegten Normen und Vorschriften durchgeführt werden. Zu den beiden wichtigsten internationalen Normen zählen ISO 13320 und ASTM B822. ISO 13320 legt Richtlinien für granulometrische Analysen mittels Laserbeugung fest, während ASTM B822 für granulometrische Analysen durch Trockensiebung gilt. Durch die Einhaltung dieser Normen können Labore sicherstellen, dass ihre Ergebnisse konsistent und zuverlässig sind.

Die Korngrößenverteilung beeinflusst die Produktqualität, indem sie die physikalischen und funktionalen Eigenschaften von Materialien in verschiedenen Branchen beeinflusst:

1. Pharmazeutik : Beeinflusst die Auflösung und Bioverfügbarkeit von Arzneimitteln.
2. Kosmetik : Beeinflusst die Textur und Anwendung von Pulvern und Cremes.
3. Keramik : Spielt eine Rolle bei der mechanischen Festigkeit und der Oberflächenqualität von Bauteilen.
4. Bauwesen : Die Korngrößenverteilung von Sand und Kies bestimmt die Festigkeit des Betons.
5. Metallurgie : Beeinflusst das Schmelzen und Erstarren metallischer Pulver für die additive Fertigung.

Eine präzise Korngrößenverteilung gewährleistet optimale Leistung und eine gleichmäßige Qualität.

Das Labor FILAB passt die Partikelgrößenanalysen je nach Material an, indem es für jeden Partikeltyp die am besten geeignete Methode auswählt. So wird beispielsweise bei Materialien wie Sand und Kies die Siebanalyse eingesetzt. Für feine Pulver, etwa in der Pharma- und Kosmetikbranche, wird die Laserbeugung bevorzugt, da sie eine höhere Genauigkeit bietet. Schließlich wird die Sedimentation zur Analyse von suspendierten Partikeln verwendet, wie sie in Schlämmen oder flüssigen Suspensionen vorkommen, wobei Anpassungen je nach Dichte und Viskosität der Materialien vorgenommen werden.

Die Partikelgrößenanalyse basiert je nach verwendeter Methode auf unterschiedlichen Geräten. Die Laserbeugung verwendet ein Lasergranulometer, das einen Lichtstrahl auf die Partikel richtet und die Beugung misst. Die Siebanalyse erfordert eine Reihe normierter Siebe und einen mechanischen Schüttler, um die Partikel nach Größe zu trennen. Schließlich ermöglicht die Rasterelektronenmikroskopie (REM) eine detaillierte Beobachtung der Morphologie und Größe der Partikel.

Die Korngrößenverteilung spielt eine Schlüsselrolle bei der Porosität und der Permeabilität eines Materials, indem sie die Anordnung der Partikel beeinflusst.

Partikel mit großer und gleichmäßiger Größe erzeugen eine höhere Porosität mit großen Zwischenräumen und fördern so eine hohe Permeabilität. Umgekehrt verringern feine oder unterschiedlich große Partikel diese Zwischenräume, senken die Porosität und begrenzen den Durchfluss von Flüssigkeiten.

In der Metallurgie gewährleistet eine geeignete Korngrößenverteilung die kontrollierte Porosität gesinterter Pulver. In der Pharmaindustrie beeinflusst sie die Auflösung von Tabletten. Im Bauingenieurwesen wirkt sie sich auf die Filtration sowie die Festigkeit von Beton und Keramik aus.

Bei Hochdrucklaminat (HPL) ist die Kontrolle der Partikelgrößenverteilung der mineralischen Füllstoffe (Silica, Aluminiumoxid, Calciumcarbonat) entscheidend, um die Qualität, Festigkeit und Homogenität des Materials sicherzustellen.

Eine kontrollierte Partikelgrößenverteilung ermöglicht eine optimale Packungsdichte, wodurch Oberflächenfehler reduziert und die mechanische Festigkeit des Laminats verbessert werden. Sie beeinflusst außerdem die Porosität und wirkt sich damit auf die Haftung der Schichten sowie die Haltbarkeit des Endprodukts aus.

Die Granulierung ermöglicht es, die Partikelgröße zu vereinheitlichen, um die Stabilität, die Textur oder die Reaktivität eines Produkts zu verbessern.

Ja, mit geeigneten Methoden wie der dynamischen Lichtstreuung (DLS) oder der REM-Beobachtung. Kontaktieren Sie uns, um die am besten geeignete Methode zu bestimmen.