Bildanalyse

Automatisierte direkte Messung von Partikelgröße und -form.

In der morphologischen Bildgebung wird die Technik der automatisierten statischen Bildanalyse angewendet, um eine vollständige und detaillierte Beschreibung der morphologischen Eigenschaften partikelförmigen Materials zu erstellen. Durch die Kombination von Partikelgrößenmaßen wie Länge und Breite mit Auswertungen der Partikelform, z. B. der Zirkularität und Konvexität, können mithilfe der morphologischen Bildgebung sowohl kugelförmige als auch unregelmäßig geformte Partikel vollständig charakterisiert werden. Dies ermöglicht ein tieferes Verständnis der Eigenschaften einer Probe durch die genaue Erkennung von Agglomeraten, Fremdpartikeln und anderen anomalen Materialien. Sie liefert auch die Daten, die zur Kreuzvalidierung anderer Methoden zur Partikelgrößenbestimmung erforderlich sind, welche auf einem Äquivalentdurchmesser-basierten Ansatz zur Bestimmung der Partikelgrößenverteilung beruhen. 

Mit der morphologischen Bildgebung werden die einzelnen Partikel in den vordispergierten Proben von Trockenpulvern, nassen Suspensionen und Partikelablagerungen auf Filtern genau charakterisiert. Die statistisch repräsentativen Verteilungen werden durch die schnelle automatische Analyse hunderttausender Partikel pro Messung konstruiert, wodurch wertvolle Informationen über die gesamte Probe gewonnen werden. 

Die Kombination der statischen Bildgebung mit der Raman-Spektroskopie in einer Technik, die als Morphologically-Directed Raman-Spektroskopie (MDRS) bekannt ist, ermöglicht es, die chemische Identität der Partikel zu bestimmen und so einen Komponenten-spezifischen mikrostrukturellen Einblick zu liefern. Die Raman-Spektroskopie ist in der gesamten Branche und Wissenschaft allgemein dafür anerkannt, dass sie die hohe chemische Spezifität bietet, die zur Identifizierung von Komponenten in einem Gemisch bis hin zur Differenzierung alternativer Formen derselben Verbindung erforderlich ist. 

Welche Antworten kann die automatisierte statische Bildgebung liefern? 

Einzelne Partikel oder Agglomerate? 

Partikelproben können anfällig für Agglomeration sein, was möglicherweise durch andere Methoden zur Partikelgrößenbestimmung nicht leicht erkannt wird. Mit der Analyse einzelner Partikel in der Dispersion hinsichtlich ihrer Kontur können Sie bestimmen, ob und in welchem Umfang Agglomerate vorhanden sind. 

Regelmäßig oder länglich? 

Das Fräsen kann die Partikelform und -größe ändern, wodurch wiederum das Verarbeitungsverhalten und die endgültigen Eigenschaften eines Materials beeinflusst werden. Durch die Messung von Formparametern wie Längenausdehnung oder Zirkularität wird die Gesamtform der Probe überwacht, sodass bei Bedarf Prozessänderungen vorgenommen werden können. 

Rau oder glatt? 

Sowohl das Pulverfließverhalten als auch die Effektivität von Schleifpulver werden durch die Beschaffenheit der Partikeloberfläche beeinflusst. Partikelformparameter helfen einzuschätzen, ob ein Pulver leicht in einem Trichter stecken bleibt oder ob ein Schleifpulver abgenutzt ist. 

Hell oder dunkel? 

Mineralische Proben enthalten oft eine Mischung verschiedener Partikelarten. Die Verwendung von Graustufenbildern zur Messung von physikalischen Eigenschaften wie der Lichtmenge, die durch die Partikeloberfläche passiert oder reflektiert wird, hilft bei der Unterscheidung zwischen diesen Partikeln. 

Typische Anwendungsgebiete für die Bildanalyse sind: 

Pharmazeutische Entwicklung

Größe und Form von pharmazeutischen Wirkstoffen (Active Pharmaceutical Ingredients, API) und Trägerstoffpartikeln sind entscheidende Materialattribute, die bei der Formulierungsentwicklung und Prozess-Aufskalierung von neuen Arzneimitteln und Generika verstanden und kontrolliert werden müssen. Die Malvern Panalytical Morphologi-Systeme liefern die erforderlichen Daten, um dies zu erreichen. Sie können auch die Komponenten-spezifische Partikelgröße eines Wirkstoffs bestimmen, die für den Nachweis der In-vitro-Bioäquivalenz von Generika erforderlich ist, um die damit verbundenen Kosten klinischer Studien zu minimieren. 

Sprühtrocknung 

Sprühtrocknungsverfahren werden in einer Reihe von Produktionsbranchen eingesetzt, um Granulate mit der Größe und Form zu produzieren, die die nötige Fließfähigkeit liefern. Die Malvern Panalytical Morphologi-Systeme liefern statistisch relevante Daten zur Optimierung von Prozessen und zur konsequenten Erfüllung dieser Erwartungen. 

Energiespeicher/Akkus 

Morphologische Beschreibungen können zur Korrelation der Eigenschaften von Elektrodenpulver mit der Akkuleistung, zur Unterstützung der Produktentwicklung und zur Sicherstellung der Endproduktqualität verwendet werden. Malvern Panalytical Morphologi-Systeme liefern auch Informationen über die chemische Zusammensetzung und Struktur der Materialeigenschaften von Elektroden, die von grundlegender Bedeutung für die Akkuleistung sind. 

Pulvermetallurgie 

Die Eigenschaften von Metallpulver, z. B. Partikelgröße und -form, sind entscheidend für pulvermetallurgische Prozesse, da sie sich auf die Qualität und Leistung der fertigen Komponente auswirken. Malvern Panalytical Morphologi-Systeme werden von Metallpulverherstellern und Komponentenherstellern eingesetzt, um eine optimale, konsistente und rückverfolgbare Pulverversorgung zu gewährleisten und so das Risiko eines kostspieligen Teilefehlers zu reduzieren. 

Forensik 

Die forensische Analyse erfordert für die Beweisinterpretation physikalische und chemische Informationen. Die Daten zu Partikelgröße, -form und chemischen Informationen, die von Malvern Panalytical Morphologi-Systemen geliefert werden, ermöglichen die Identifizierung von Kontaminanten, die Erkennung von gefälschten Medikamenten oder illegalen Drogen sowie die Untersuchung von Bodenproben und anderen Rückständen von Tatorten, um den Ermittlungsprozess zu unterstützen. 

Baustoffe

Zement ist ein komplexes Gemisch aus Mineralien und Zuschlagstoffen, dessen Komponenten-spezifische Partikeleigenschaften sich auf die Leistung des Endprodukts auswirken. Malvern Panalytical Morphologi-Systeme ermöglichen die vollständige Charakterisierung von Partikelgröße und -form der einzelnen Komponenten in einem Zementgemisch und den Vergleich zwischen Chargen oder Produkten zur Unterstützung der Produktentwicklung und der Lösung von Produktionsproblemen. 

Bergbau und Mineralien 

Die Morphologie von geologischen Ablagerungen hilft, den Umfang von Naturkatastrophen zu ermessen und auch die Auswirkungen von zukünftigen Umweltereignissen vorherzusagen. Zudem bestimmen die Partikeleigenschaften auch die Wirksamkeit von Schleifmitteln bei ihrem Einsatz in Schneid- und Polierwerkzeugen. Malvern Panalytical Morphologi-Systeme erzeugen automatisch die statistisch relevanten, Komponenten-spezifischen Partikeldaten, die zur Bewältigung dieser Herausforderungen erforderlich sind.  

Morphologi

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Automatisierte Bildgebung für die erweiterte Partikelcharakterisierung

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Technologie
Bildanalyse
Typ der Messung
Partikelform
Partikelgröße
Partikelgrößenbereich 0.5µm - 1000µm