Sphärizität ist eine dimensionslose Formkennzahl, die den Grad der Annäherung eines dreidimensionalen Partikels an eine ideale Kugel beschreibt. Sie ist in der Partikeltechnik, Pulvermetallurgie, Keramik- und Katalysatorentwicklung sowie der Sedimentologie von zentraler Bedeutung, da sie Strömungswiderstand, Packungsdichte, Fließeigenschaften und Reaktivität granularer Systeme beeinflusst.
Klassisch nach Wadell wird die Sphärizität ψ als Verhältnis der Oberfläche einer Volumen-äquivalenten Kugel zur tatsächlichen Oberfläche des Partikels definiert: ψ = AKugel,Vol-äquiv / APartikel. Alternativ wird häufig die Durchmesser-äquivalente Definition verwendet, bei der eine Oberfläche-äquivalente Kugel zugrunde gelegt wird. Beide Ansätze liefern ψ-Werte im Bereich 0 < ψ ≤ 1, wobei ψ = 1 der idealen Kugel entspricht.
In der praktischen Charakterisierung werden Sphärizitäten meist aus 2D- oder 3D-Bilddaten (optische oder Röntgen-Computertomographie) ermittelt, wobei unterschiedliche numerische Approximationen (z.B. aus projizierter Fläche, Umfang oder konvexer Hülle) zu leicht abweichenden Sphärizitätsbegriffen führen. Daher ist eine exakte Angabe der verwendeten Definition für Reproduzierbarkeit und Vergleichbarkeit essentiell.
Sphärizität ist von anderen Formparametern zu unterscheiden, etwa Aspektverhältnis, Rundheit oder Kompaktheit. In vielen Anwendungen werden mehrere Kennzahlen kombiniert, um das Partikelverhalten in Prozessen wie Filtration, Wirbelschichtbetrieb, Additiver Fertigung (Pulverbettverfahren) oder Sedimentation quantitativ zu beschreiben.
© 2026