Silicon Graphite goes Industry

Entwicklung einer Kugel aus Siliciumcarbid (SiC) zur Vermahlung mittels Rührwerkskugelmühlen. Die Verwendbarkeit der Mahlkugel bezieht sich dabei insbesondere auf arteigene Vermahlungsprozesse (sogenannte Autogenvermahlung) von Silicium-(Si-)Werkstoffen.

Um die Kontamination des Mahlprodukts auf das geringste Maß zu minimieren, ist die Möglichkeit zu sehen, Mahlkugeln aus einem artähnlichen Werkstoff zu entwickeln, der das Produkt und dessen Eigenschaften nicht negativ beeinflusst.

Qualitätskriterien für hochwertige SiLi-Mahlkugeln sind: hohe Sinterdichte, hohe Verschleißfestigkeiten (geringer Materialverlust), sehr gute Rundheiten (b/l3 >0,96; ideale Kugel = 1), glatte, lunker- und rissfreie Kugeloberflächen sowie enge Siebtoleranzen.

Die ersten Arbeitsschwerpunkte sind eine Literaturrecherche und die Erstellung eines Versuchsplan zu SiC-Kugeln. Dies umfasst die Ermittlung der relevanten Parameter für die statistische Versuchsplanung, die Beschaffung von Roh- und Hilfsstoffen sowie die Aufstellung des Rasters für Versatzzusammensetzungen.

Dann werden die Rohstoffe charakterisiert. Dazu gehört die Ermittlung der chemischen Zusammensetzung und die Bestimmung der Korngrößenzusammensetzung sowie der Mineralphasen.

Dann kann mit der Entwicklung einer Herstellungstechnologie von SiC-Mahlkugeln begonnen werden. Dieser Schritt umfasst die Entwicklung des Mahlverhaltens von SiC-Pulver, die Schlickerherstellung sowie die Durchführung und Optimierung der Kugelformgebung für Größen < 1,0 mm und von Trocknung und Sinterung.

Schließlich folgt eine Qualitätprüfung und -beurteilung der SiC-Mahlkugelfraktionen. Dabei werden die mikrostrukturellen Eigenschaften der gesinterten Kernkörper charakterisiert, das Gefüge, Rundheiten, orngrößen und -verteilung sowie mechanische Eigenschaften (Verschleißverhalten) bestimmt und Testserien zur Nanovermahlung von Si-Werkstoffen vorgenommen.

Am Ende steht das Upscaling und die Evaluierung der Herstellung von SiC-Kugeln im Produktionsmaßstab

sowie weitere Testserien zur Nanovermahlung von Si-Werkstoffen.

Die SiLi GmbH hat in ihrer 160-jährigen Geschichte zahlreiche Produkte auch für Nischenmärkte entwickelt und produziert diese bis heute. Mit diesem Projekt spiegelt sich die Bestrebung wider, ein weiteres innovatives Produkt für andere und neue Märkte, wie das Gebiet der Herstellung von zukunftsweisenden Batteriewerkstoffen, zu erschließen. Diese Verbrauchsmaterialien in Form von Mahlkugeln dienen der Zerkleinerung und Dispergierung von Batteriewerkstoffen mittels Rührwerkskugelmühlen. Die Mahlkugeln aus artähnlichem Werkstoff tragen zur Minimierung von negativ wirkenden Verunreinigungen des Mahlprodukts bei und sind die Basis für ein Produkt mit bestmöglichen Eigenschaften.