Sprühkalzination

Homogene Mikro- und Nanopulver durch Trocknung und Kalzination in nur einem Prozessschritt

Zielgenaues Design ganz neuer Pulvertypen mit exakt eingestellten Eigenschaften

Die Glatt Pulversynthese ist ein verbessertes Verfahren zur Sprühtrockung und Sprühkalzination feiner Pulver für unterschiedliche Anwendungen. Hierzu zählen beispielsweise die Rohstoffe für Batterien, Katalysatoren oder High-End-Keramiken. Das besondere Merkmal dieser Technologie ist das Trocknen und Kalzinieren in einem pulsierenden Heißgasstrom. Die Variation der Pulsationsparameter beeinflusst die Partikelmorphologie als auch die kristalline Struktur des Produktes. Ihre Mikro- und Nanopulver lassen sich auf diese Weise hervorragned an Ihre spezifischen Anforderungen anpassen. Eine Entkopplung dieser Parameter von der Prozesstemperatur erlaubt die Trocknung sehr empfindliche Rohstoffe bei niedrigeren Temperaturen. Partikelbildung, Trocknung und Kalzinierung erfolgen dabei in nur einem Prozessdurchlauf.

Dabei bietet der Prozess der Sprühkalzination mit der Glatt Pulversynthese gleich mehrere Vorteile, welche das Design und die Herstellung Ihrer Pulver besonders effizient machen.

Durch die Verwendung von Stofflösungen als Ausgangsmaterial können selbst geringste Mengen von Dotierungselementen homogen im Produkt verteilt werden. Sie können auf veränderte Anforderungen sofort reagieren und die gewünschten Produkteigenschaften schnell und unkompliziert modifizieren.

Die feine Verdüsung und die Interaktion mit dem pulsierenden Gasstrom ermöglichen die Produktion von Pulvern im Mikro- und Submikrometerbereich. Die große spezifische Oberfläche solcher Pulver besitzt eine sehr hohe Reaktivität. Das Ergebnis sind beispielsweise verbesserte katalytische Eigenschaften oder geringere Sintertemperaturen.

Eine gesteigerte Reaktivität kann auch durch thermodynamische Ungleichgewichtszustände im Pulvermaterial erreicht werden. Infolge der sehr schnellen Trocknung in Verbindung mit einer schnellen Abkühlung am Reaktoraustritt werden Hochtemperaturphasen eingefroren oder es entstehen amorphe Strukturen, die sich häufig als nützlich erweisen.

Die Sprühkalzination erfolgt in unseren Pulsationsreaktoren in kontinuierlicher Betriebsweise.

Produkteigenschaften von Mikro- und Nanopulverpartikeln aus der Sprühkalzination mittels Glatt Pulversynthese im pulsierenden Gasstrom im Überblick:

Enge
Korngrößenverteilung

Hohe
spezifische Oberfläche

Höchster
Reinheitsgrad

Höchster
Homogenität

Keine
harten Aggregate

Einzigartige
Partikelstrukturen

Mikro- und Nanopulver, die mittels Glatt Pulversynthese hergestellt wurden, zeichnen sich durch besondere Homogenität aus:

Die gelösten Rohstoffe erlauben die gleichmäßige Verteilung auch niedriger Konzentrationen von Dotierungsmitteln im Produkt. Eine kontrollierte Verdüsung und die anschließende Sekundärzerstäubung führen zu engen Partikelgrößenverteilungen. Die starke Durchmischung von Prozessgas und Produkt im Synthesereaktor führt zu sehr geringen Temperatur- und Verweilzeitgradienten.

Diese Homogenität ist eine Grundvoraussetzung für hochwertige Pulver, die bei der Weiterverarbeitung als auch in der finalen Applikation reproduzierbare Eigenschaften aufweisen.

Produktbeispiel

Synthetisiertes BSCF-Pulver, katalytisch aktive Oxidkeramik, Sprühkalzination, REM

Der Prozess der Sprühkalzination im Detail

Beim Partikeldesign mit der Glatt Pulversynthese werden die Prozessschritte wie Trocknen, Partikelbildung und Kalzinieren in einem einzigen Schritt kombiniert. Bei der Pulverherstellung durchlaufen alle Partikel die gleiche thermische Behandlung.

  1. Das Sprühen einer Rohstofflösung in den Gasstrom erzeugt kleine Tröpfchen
  2. Die pulsierende Gasströmung erzeugt durch sekundären Tropfenzerfall noch kleinere Tröpfchen
  3. Durch Verdampfen des Lösungsmittels bilden sich aus den Tröpfchen sehr schnell feste Pulverpartikel
  4. Optional kann bei entsprechender Temperaturführung das Pulver thermisch nachbehandelt (z. B. kalziniert) werden

Glatt Pulversynthese zur Entwicklung und Herstellung Ihrer spezifischen Hochleistungspulvermaterialien

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Weitere Informationen zu diesem Thema finden Sie auch in den folgenden Veröffentlichungen: