Bis ins kleinste Detail: Unsere Expertinnen und Experten verfügen über vielfältige analytische Möglichkeiten zur Partikelcharakterisierung

Zur umfassenden Charakterisierung von Partikeln verfügen wir am Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP über eine Vielzahl analytischer Möglichkeiten: So kann die chemisch-mineralogische Zusammensetzung mittels klassischer Methoden der Festkörperanalytik (Röntgendiffraktometrie und Spektroskopie) bestimmt werden. Darüber hinaus interessiert bei Partikeln meist deren Morphologie, Größenverteilung und Oberflächenbeschaffenheit, die wir in unseren Laboren anhand verschiedener Verfahren analysieren.

Bildgebende Verfahren zur Untersuchung (kleinster) Partikel

Mittels eines 3D-Mikroskops sind unsere Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in der Lage, mikroskopische Partikel und deren Agglomerate abzubilden und visuell zu untersuchen. Um Partikel im Submillimeterbereich sichtbar zu machen, nutzen wir ein spezielles Rasterelektronenmikroskop, das zusätzlich mit einer Mess-Sonde zur energiedispersiven Röntgenspektroskopie (EDX) ausgestattet ist. Auf diese Weise können wir Partikel im Mikrometermaßstab nicht nur abbilden, sondern auch deren elementare Zusammensetzung ortsaufgelöst untersuchen.

Zur Visualisierung von Partikeln und Oberflächen im Nanometerbereich kommt ein Rasterkraftmikroskop (AFM) zum Einsatz: Durch den äußerst hohen Z-Kontrast lassen sich Höhenunterschiede von weniger als ein Nanometer visuell auflösen. Zur ortsaufgelösten Untersuchung der plastischen und elastischen Verformbarkeit ist das Rasterkraftmikroskop zudem mit einem Nanoindenter gekoppelt.      

Schüttungen von Partikeln oder mikroporöse Strukturen (z. B. Schäume oder Porenbeton) können mittels Mikro-Computertomographie (Mikro-CT) charakterisiert werden. Mit unserem Tomographen erstellen wir dreidimensionale Modelle von Probenkörpern und analysieren so z. B. deren Porengrößenverteilung oder -volumen.

Bestimmung von Größenverteilungen, Oberfläche und Porosität

Die Korngrößenverteilung und Sieblinien makroskopischer Schüttung (z. B. Sand) können unsere Forscherenden mittels geeigneter Analysensiebe bis zu einer Partikelgröße von 63 Mikrometer bestimmen; Partikelgrößenverteilungen bis in den Nanometerbereich ermitteln wir mittels Laserbeugung (LDS) anhand trockener Schüttungen oder Dispersionen. Hierfür verfügen wir über zwei leistungsstarke Messgeräte, die zusätzlich die Bestimmung von Zetapotenzialen und Molekularmassen erlauben.

Zur Untersuchung der spezifischen Oberfläche hochporöser Proben (z. B. Aktivkohle oder Zeolithe) kommt ein Physisorptions-Messgerät zum Einsatz: Die damit aufgenommenen Sorptionsisothermen, gemäß BET-Theorie ausgewertet, geben Aufschluss über die spezifische Oberfläche und Porengrößenverteilung der Proben. Im baustofflichen Kontext bieten wir zudem die Bestimmung der spezifischen Oberfläche nach Blaine an. Sprechen Sie uns an – wir beraten Sie gern zu weiteren Mess- bzw. Analyseverfahren!