Partikelbilder

Partikelbilder bezeichnet Bilder von einzelnen Partikeln oder Partikelkollektionen, die zur Untersuchung von Form, Größe, Verteilung, Oberfläche und Materialeigenschaften eingesetzt werden. Sie dienen der qualitativen und quantitativen Charakterisierung von Partikeln in unterschiedlichen Medien, einschließlich Pulver, Suspensionen, Aerosolen und Festkörpermaterialien.

Erzeugung und Techniken: Die Bildung von Partikelbildern erfolgt mit einer Bandbreite an Bildgebungsverfahren. Optische Methoden umfassen Hellfeld-, Dunkelfeld-, Phasenkontrast-, Polarisations- und Fluoreszenzmikroskopie. Höhere Auflösungen ermöglichen Rasterelektronenmikroskopie (REM) und Transmissionselektronenmikroskopie (TEM). Ergänzend liefern Konfokal-, Lichtfeld- und holografische Mikroskopie dreidimensionale Informationen. In der Strömungs- und Prozessmesstechnik werden Partikelbilder für Partikelbildverfolgung (Particle Image Velocimetry, PIV) oder Partikelverfolgung (PTV) genutzt, um Modell- oder Prozesskinetik zu analysieren.

Datenverarbeitung und Kennwerte: Aus den Bildern lassen sich Partikelgrößenverteilungen, Formen (Rundheit, Ovalität), Oberflächenmerkmale und Texturen ableiten. Typische Analysen umfassen Segmentierung, Schwellenwertbestimmung, Kontur- und Formmessungen sowie die Bestimmung von Verteilungskurven. In dynamischen Anwendungen dienen Tracking-Algorithmen der Bewegungserfassung und Strömungsfeldbestimmung.

Anwendungsbereiche: Partikelbilder finden Einsatz in der Materialwissenschaft, Pharmazie, Kosmetik und Lebensmittelindustrie, in der Geologie und Umwelttechnik sowie in der chemischen und mechanischen Prozessführung. Sie unterstützen Qualitätskontrolle, Charakterisierung von Nanopartikeln, Pulverfließverhalten, Suspensionstabilität und Mikrostrukturanalysen.

Herausforderungen und Standards: Bildqualität hängt von Auflösung, Tiefenschärfe, Kontrast und Artefakten ab. Kalibrierung, Referenzmessungen und angemessene Stichprobenführung sind zentral, ebenso die Berücksichtigung von Beeinflussungen durch Probenpräparation und Messparametern.