TY - BOOK

T1 - Entwicklung von Verfahrenskonzepten zur Herstellung von Metallchalkogeniden

AU - Wagner, Christoph

N1 - gesperrt bis 01-03-2016

PY - 2011

Y1 - 2011

N2 - Durch das Forschungsvorhaben „Entwicklung von Verfahrenskonzepten zur Herstellung von Metallchalkogeniden“ erfolgte die Erarbeitung der theoretischen Grundlagen sowie die Überprüfung auf technische Umsetzbarkeit dreier unterschiedlicher Verfahrenskonzepte zur Herstellung von Metallchalkogeniden auf Basis von Zinnsulfid, um im Anschluss eine detaillierte Betrachtung eines entsprechenden Verfahrensvorschlages durchzuführen. Metallchalkogenide sind chemische Verbindungen aus einem Metall mit einem oder mehreren Elementen der Chalkogengruppe (Gruppe 16) außer Sauerstoff. Zahlreiche Veröffentlichungen haben das wachsende Interesse an Metallchalkogeniden aufgrund ihrer potenziellen Anwendung in Festschmierstoffen, Halbleitermaterialien und in der Photovoltaik bereits illustriert. Die untersuchten Verfahrenskonzepte umfassen „Mechanisches Legieren“, „Herstellung einer Metallchalkogenidschmelze mit anschließender Verdüsung“ und „Fällung/Kristallisation aus Lösungen“. Ziel aller drei Prozesse ist die Erzeugung eines kristallinen Endprodukts, das kundenspezifischen Anforderungen entspricht. Die vorangehenden theoretischen Arbeiten werden durch Daten aus experimentellen Voruntersuchungen sowie umfangreichen Versuchen im Labormaßstab ergänzt. Weiterführend erfolgte die Auslegung und Konzipierung des gewählten Verfahrenskonzeptes “Pyrometallurgische Herstellung und Verdüsung” in einem größeren Anlagenmaßstab. Zur Simulation des Gesamtprozesses und zur Generierung von Kennzahlen wie z. B. Umsetzungsraten oder Verlusten werden Berechnungen von Massenund Energieflüssen basierend auf Versuchsdaten durchgeführt. Aufgrund der unterschiedlichen Möglichkeiten der Weiterverarbeitung der erzeugten Produkte, wird auch im Speziellen auf dieVerdüsung von Metallchalkogeniden eingegangen. Weiters besteht die Notwendigkeit, durch Produktanforderungen seitens der Industrie, die Betrachtung verschiedener Raffinationstechnologien einzubinden. Abschließend erfolgte eine technische und wirtschaftliche Beschreibung der Verfahrenskonzepte, die eine Bewertung der verschiedenen Technologien ermöglicht und Alleinstellungsmerkmale bei der Produktion von Metallchalkogeniden hervorhebt.

AB - Durch das Forschungsvorhaben „Entwicklung von Verfahrenskonzepten zur Herstellung von Metallchalkogeniden“ erfolgte die Erarbeitung der theoretischen Grundlagen sowie die Überprüfung auf technische Umsetzbarkeit dreier unterschiedlicher Verfahrenskonzepte zur Herstellung von Metallchalkogeniden auf Basis von Zinnsulfid, um im Anschluss eine detaillierte Betrachtung eines entsprechenden Verfahrensvorschlages durchzuführen. Metallchalkogenide sind chemische Verbindungen aus einem Metall mit einem oder mehreren Elementen der Chalkogengruppe (Gruppe 16) außer Sauerstoff. Zahlreiche Veröffentlichungen haben das wachsende Interesse an Metallchalkogeniden aufgrund ihrer potenziellen Anwendung in Festschmierstoffen, Halbleitermaterialien und in der Photovoltaik bereits illustriert. Die untersuchten Verfahrenskonzepte umfassen „Mechanisches Legieren“, „Herstellung einer Metallchalkogenidschmelze mit anschließender Verdüsung“ und „Fällung/Kristallisation aus Lösungen“. Ziel aller drei Prozesse ist die Erzeugung eines kristallinen Endprodukts, das kundenspezifischen Anforderungen entspricht. Die vorangehenden theoretischen Arbeiten werden durch Daten aus experimentellen Voruntersuchungen sowie umfangreichen Versuchen im Labormaßstab ergänzt. Weiterführend erfolgte die Auslegung und Konzipierung des gewählten Verfahrenskonzeptes “Pyrometallurgische Herstellung und Verdüsung” in einem größeren Anlagenmaßstab. Zur Simulation des Gesamtprozesses und zur Generierung von Kennzahlen wie z. B. Umsetzungsraten oder Verlusten werden Berechnungen von Massenund Energieflüssen basierend auf Versuchsdaten durchgeführt. Aufgrund der unterschiedlichen Möglichkeiten der Weiterverarbeitung der erzeugten Produkte, wird auch im Speziellen auf dieVerdüsung von Metallchalkogeniden eingegangen. Weiters besteht die Notwendigkeit, durch Produktanforderungen seitens der Industrie, die Betrachtung verschiedener Raffinationstechnologien einzubinden. Abschließend erfolgte eine technische und wirtschaftliche Beschreibung der Verfahrenskonzepte, die eine Bewertung der verschiedenen Technologien ermöglicht und Alleinstellungsmerkmale bei der Produktion von Metallchalkogeniden hervorhebt.

KW - metal chalcogenides

KW - precipitation/crystallization

KW - reactive milling

KW - pyrometallurgy

KW - Metallchalkogenide

KW - Fällung

KW - Reaktives Mahlen

KW - Pyrometallurgie

KW - Verdüsung

M3 - Dissertation

ER -