Kügler

Konstruktion und Erprobung einer Messküvette für in-situ XRD-Untersuchungen von Fällungen an einem Synchrotron

Bei der Reaktion zweier gut wasserlöslicher Salze kann Bariumsulfat erzeugt werden. Aufgrund der geringen Löslichkeit von Bariumsulfat in Wasser können sehr hohe Übersättigungen zu Prozessbeginn ausgelöst werden, die zu schnellen Primärprozessen, d.h. zu hohen Keimbildungs- und Wachstumsraten, führen. Mit Hilfe von XRD-Untersuchungen mit hochintensiver Synchrotron-Strahlung soll der Partikelbildungsprozess zeitlich aufgelöst werden. In einem erfolgreich abgeschlossenen Forschungsvorhaben wurde der Fällungsprozess von Bariumsulfat am Synchrotron ANKA am KIT Campus Nord bereits untersucht. Diese Arbeiten sollen verbessert fortgeführt werden. Insbesondere gilt es, den Versuchsaufbau so abzuändern, dass Messungen ohne den störenden Einfluss von Verkrustungen durchgeführt werden können. Es ist zu erwarten, dass mit einem so abgeänderten Versuchsaufbau weitere spannende Messergebnisse erzielt werden können. In einer parallel ausgeschriebenen Arbeit wird der am Synchrotron nötige, mobile, fernsteuerbare Versuchsstand konstruiert und aufgebaut.

Im Rahmen einer Bachelor-/Studienarbeit soll eine Messzelle konstruiert und erprobt werden. Die Messzelle soll als Freistrahlküvette konstruiert werden. Am Institut für Thermische Verfahrenstechnik steht eine Mischdüsenanlage für die Fällung von Bariumsulfat zur Verfügung. Die Küvette soll an diese Mischdüsenanlage angeschlossen werden und Experimente sollen wiederholt werden. Weiterhin muss die Küvette auf die praktische Eignung zur Verwendung an einem Synchrotron untersucht werden. Die Eignung der Messküvette ist dann nachgewiesen, wenn sie den Sauberkeitsstandards am Synchrotron genügt und die Messaufgabe erfüllt. Zur Beurteilung dieser Eignung soll der am ANKA zuständige Mitarbeiter zu Rate gezogen werden. Bei den durchzuführenden Experimenten zählen zu den variierenden Parametern die Übersättigung und die Änderung des Gesamtvolumenstroms bei Barium-Ionenüberschuss.