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Organisationseinheit der BAM
Eingeladener Vortrag
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Es wird die Untersuchung des Entlüftungsvorgangs in Keramikschlickern beschrieben, die Teil des Gelcastingprozesses zur Herstellung hochfester Aluminiumoxidkeramiken sind. Ziel der Untersuchung war es, den Einfluss von Viskosität und Entlüftungszeit als prozessvariablen auf die Entstehung von bruchauslösenden Fehlern im Gefüge zu verdeutlichen.
Die für einen erfolgreichen Einsatz von Festschmierstoffen zur Minderung von Reibung und Verschleiß systembestimmender Parameter wie Last, Geschwindigkeit, Temperatur, umgebende Atmosphäre, Filmbildung und -haltung sowie die Anwendungstechnologien werden dargestellt, ferner Modellvorstellungen zum Verschleißverhalten von Festschmierstoffen im Hinblick auf konkrete Anwendungsfälle diskutiert.
The interaction of nanosecond laser pulses in the ultraviolet wavelength range and femtosecond laser pulses in the near-infrared region with the direct semiconductor SiC and the composite compound SiC-TiC-TiB2 was investigated in respect to resulting physicochemical processes. Surface analytical techniques, such as XPS, µ-Raman, and EDX were used to identify the chemical changes between untreated and laser-treated areas. Single-pulse irradiation led to material
modifications in the condensed state in most instances. Multi-pulse results differed depending on the pulse duration. In the nanosecond case, melting of the surface and redeposited material (debris) were observed. With femtosecond pulses instead, only negligible melting and few debris could be detected. Additionally, periodic structures (ripples) appeared, with parallel orientation and in most cases two different periodicities for a particular material. Laser ablation of all the studied compound materials exhibited preferential ablation of the lighter component elements. Crystal structure changes of the irradiated surface were observed as a consequence of laser-induced melting and resolidification. An oxidation process interfered with all this processes so that unstoichiometric oxides were formed.
COMPOSITE MATERIALS OF A 99.7 % ALPHA-ALUMINA MATRIX WITH PLATELETS OF SILICON CARBIDE (SICP) HAVE BEEN PREPARED BY GELCASTING. DENSIFICATION WAS CARRIED OUT BY GAS-PRESSURE SINTERING WITHOUT FURTHER SINTERING AIDS. FIVE DIFFERENT COMPOSITIONS WITH 0, 5, 10, 15, AND 20 VOL.% SICP RESP. HAVE BEEN INVESTIGATED AND TRIBOLOGICAL PROPERTIES WERE CHARACTERIZED. INCREASING AMOUNT OF SICP AS RIGID PARTICLES IN THE FINE GRAINED MATRIX COMPLICATE THE DENSIFICATION PROCESS. WITH THE APPLICATION OF 50 BAR AR PRESSURE DURING THE FINAL SINTERING STEP AT A TEMPERATURE OF 1700 DEGREE C THE DENSITY OF THE SAMPLES COULD BE INCREASED BY 3-5%. INVESTIGATION OF THE TRIBOLOGICAL PROPERTIES AGAINST STEEL AS A COUNTERBODY UNDER UNLUBRICATED OSCILLATING SLIDING CONDITIONS SHOWED A HIGH COEFFICIENT OF FRICTION AND AN INCREASING WEAR RATE UP TO A SICP CONTENT OF 10 VOL. % . AT 15 AND 20 VOL. % SICP RESP. BOTH THE COEFFICIENT OF FRICTION AND THE COEFFICIENT OF WEAR DROP DOWN.
The gelcasting process was used for manufacturing porous ceramic bodies from nano sized powders. 3 different powders with specific surface areas between 12 and 30 m²/g were used. Solid content of the corresponding slurries was dependent on the milling procedure and the use of a suitable dispersant. For bimodal GradeA powder solid content was as high as 58 vol%. For sintering temperatures between 1250 and 1600°C the porosity varied between 45 and 20%, whereas the pore radii varied between 50 and 91nm. The grain size of crystallites in the sintered microstructures was about 1um. The reflection ratio for visible light increased in comparison to a reference sample made from conventional powder from 0.8 to 0.95 in the wavelenght range around 400nm.
Tribological Characterisation of a Sl3N4-TiN Composite Ceramic in Fretting Tests at Room Temperature
(2004)
Tribologische Prüfungen als begleitende Maßnahme zur Entwicklung von keramischen Tribowerkstoffen
(1999)
Tribological behaviour of polyurethane under oscillating sliding conditions against cast iron
(2012)
Im Vortrag wird neben der apparativen Prüftechnik das allgemeine methodische Vorgehen für Modell-Verschleißuntersuchungen im Bereich des partial slip vorgestellt. Im Detail wird für Dental-Implantat-Werkstoffe eine Rangfolge aufgestellt, die vergleichend die Verschleißresistenz unterschiedlicher Ti-basierter Werkstoffe zeigt. Wird durch die Kaubewegung eine mehrachsige Beanspruchung in die Kontaktflächen der Schraubverbindung eingeleitet, kann durch partial slip im Randbereich dieser Kontaktfläche ein Verschleißprozess initiiert werden, der die Lockerung des Implantats begünstigt. Eine gute Verschleißresistenz verhindert oder schiebt die vorzeitige Lockerung hinaus.
Um das Werkstoffverhalten in Bezug auf eine vorzeitige Lockerung der Implantatkrone bei geschraubten zweiteiligen Implantaten zu charakterisieren, wurden zylindrische Probekörper unter partial slip Fretting-Bedingungen mit Zyklenzahlen bis n = 200 000 beansprucht. Die Frequenz der aufgebrachten Tangentialkraft betrug 2 Hz, um die Kaubewegung zu simulieren.
Die tribologischen Untersuchungen wurden auf einem Eigenbau-Tribometer mit der Kontaktgeometrie „gekreuzte Zylinder“ durchgeführt. Die zylindrischen Proben wurden aus den Werkstoffen Titan Grade 4 und der Ti-Legierung Ti6AI4V gefertigt. Ein Teil dieser Ti-basierten Proben wurde oberflächengehärtet. Die bisher erzielten Ergebnisse zeigen, dass die oberflächenbehandelten Proben dazu neigen, unter der Belastung die Kontaktfläche zu vergrößern. Dies deutet auf einen Effekt bekannt als „junction growth“ und damit auf eine erhöhte Versetzungsbeweglichkeit der randschichtgehärteten Proben hin. Einen Einfluss der Zwischenstoffe konnte nicht nachgewiesen werden.