Haftkräfte zwischen Partikeln
Die am häufigsten zu beobachtenden Anziehungskräfte sind die auf benachbarte Oberflächen wirkenden Van der Waals-Kräfte (Dipol-Wechselwirkungen zwischen Atomen und Molekülen). Diese haben eine geringe Reichweite, sind aber bei engem Kontakt zwischen sehr kleinen Feststoffpartikeln unter 10 µm von großer Bedeutung und spielen in gasförmigen wie flüssigen Medien eine Rolle. Weiterhin entstehen bei gröberen Partikeln in Gegenwart von Flüssigkeit (Restfeuchte) in sonst trockener, gasförmiger Umgebung Haftkräfte aus Flüssigkeitsbrücken. Die Oberflächenspannung der Flüssigkeit erzeugt einen kapillaren Unterdruck, der die Partikel zueinander hin zieht. Zwischen Partikeln mit gegenpolig aufgeladenen Oberflächen findet zusätzlich eine elektrostatische Anziehung statt, die insbesondere bei Mikrokörnungen unter 50 µm eine signifikante Rolle spielen kann. Weiterhin weisen manche Stoffe selbst magnetische Eigenschaften auf, die die Haftkräfte und Bindungsneigung weiter erhöhen.
Bei Partikelgrößen über 50 µm hingegen dominieren meist Massenkräfte (Schwerkraft, Fliehkraft, Trägheit) oder Oberflächenkräfte (Anströmung, Auftrieb) und wirken den Bindungskräften und einer Bildung von Agglomeraten entgegen – insbesondere wenn die dispersen Systeme in Bewegung sind. Hier genügen meist eine moderate Beschleunigung der Partikel (im Injektor oder Freifallschacht) oder die Zirkulation und Anströmung in einem Messkreislauf. Bei Partikelgrößen unter 50 µm wird eine gezielte und produktgerechte Einleitung wirksamer Dispergierkräfte zur Vereinzelung der Partikel mit abnehmender Partikelgröße zunehmend wichtiger.
Die angegebenen Partikelgrößen dienen nur zur groben Orientierung und zur Illustration der Bedeutung der sich überlagernden oder gegeneinander wirkenden Kräfte. Die tatsächlichen Haftkräfte sind immer in Abhängigkeit vom konkreten Produkt zu beurteilen.
Dispergierarten
Feststoffpartikel unterliegen jedoch verschiedenen Bindungsmechanismen, die je nach Partikelgröße, Stoffeigenschaften, Partikelkonzentration und Dispersionsmedium dazu führen, dass die Einzelpartikel agglomerieren. Aufgabe der Dispergierung ist die Überwindung der Haftkräfte zwischen den agglomerierten Partikeln, um diese für den Sensor als Einzelpartikel messbar zu machen.
