Patrick WerheitScannende Laser-Direktanalyse von Aluminium-Knetlegierungen für das Recycling | |||||||
ISBN: | 978-3-8440-2910-9 | ||||||
Reihe: | Lasertechnik | ||||||
Schlagwörter: | Laserinduzierte Emissionsspektroskopie; LIBS; Klassifizierung; Sensorbasierte Sortierung; Aluminium; Knetlegierungen; Recycling; 3D scannende Analyse; Messmittelfähigkeitsindex; analytische Trennschärfe; Laser | ||||||
Publikationsart: | Dissertation | ||||||
Sprache: | Deutsch | ||||||
Seiten: | 238 Seiten | ||||||
Abbildungen: | 109 Abbildungen | ||||||
Gewicht: | 353 g | ||||||
Format: | 21 x 14,8 cm | ||||||
Bindung: | Paperback | ||||||
Preis: | 49,80 € | ||||||
Erscheinungsdatum: | August 2014 | ||||||
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Zusammenfassung: | Die Rückführung metallischer Werkstoffe in rohstoffarmen Ländern wie Deutschland gewinnt zunehmend an Bedeutung. Die Energie-Einsparung beim Einschmelzen von Sekundäraluminium gegenüber der Primärproduktion ist mit 95 % beträchtlich. Neben der reinen Rückführung der Sekundärmetalle in den Werkstoffkreislauf ist das legierungsspezifische Recycling von besonderem Interesse, um wertvolle Güten direkt wiederzuverwerten und ein zunehmendes Abwerten hochwertiger Legierungen zu vermeiden. Für Aluminium (Al) sind die Knetlegierungen hervorzuheben, welche gegenüber Guß-Al deutlich niedriger legiert sind und höhere Anforderungen hinsichtlich ihrer Legierungsdefinition aufweisen. Für ein effizientes Recycling wird dem metallurgischen Prozess des Wiedereinschmelzens daher eine sensorbasierte Sortiertechnik (SBS) vorgeschaltet. Derzeitige Konzepte für die Inline-Messung von Sekundärmetallen im Hochdurchsatz stoßen bei der Übertragung auf Al-Knetlegierungen an ihre Grenzen. Die Analyse ist entweder nicht materialspezifisch oder die Trennschärfe für die Legierungsbestandteile nicht ausreichend. Die laserinduzierte Emissionsspektroskopie (LIBS) bietet hingegen eine schnelle, materialspezifische Multielementanalyse, die für die berührungslose Messung an Stückgut im Hochdurchsatz geeignet ist. In der vorliegenden Arbeit wurde dieser methodische Ansatz für die Klassifizierung von Stückgut innerhalb der Gruppe der Al-Knetlegierungen untersucht. Dabei kommt das scannende Inline-Verfahren in einer Prozesskette einer industriellen Sortieranlage zum Einsatz. Als zentrale wissenschaftliche Fragestellung dieser Arbeit steht die analytische Leistungsfähigkeit der gewählten Methode im Fokus, mit dem Ziel niedriglegierte Al-Knetlegierungen bei der scannenden LIBS-Analyse von Sekundärmaterial (mit zum Teil nicht-repräsentativen Deckschichten) zu klassifizieren und diese Methode für das werkstoffliche Recycling zu validieren. Die im Rahmen der Dissertation erzielten Ergebnisse zeigen, dass die analytische Leistungsfähigkeit der scannenden Laser-Direktanalyse als integraler Bestandteil einer Sortierprozesskette für den Hochdurchsatz eine legierungsspezifische, sortenreine Sortierung von Al-Knetlegierungen für Sekundärmaterial aus Produktionsprozessen - und damit für einen Teilbereich des werkstofflichen Recyclings - ermöglicht. |