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Organisationseinheit der BAM
Zero wear (Null Verschleiß)
(2013)
Untersucht wurden Verschleißpartikel als elektronentransparente Proben auf dünnen Trägerfolien mit einem hochauflösendem Rasterelektronenmikroskop und energiedispersiver Röntgenspektrometrie im Transmissionsmodus.
Die hohe laterale Auflösung dieser modernen Methoden ermöglicht eine morphologische Charakterisierung der Verschleißpartikel bis in den nm-Bereich. Die hochauflösende Elementanalyse erlaubt eine Interpretation der Zusammensetzung und damit Rückschlüsse auf die Verschleißpartikelbildung. Die tribologischen Untersuchungen sind an einem Modell-Verschleißtribometer nach DIN 51834-2 geschmiert, aber ohne Ölkreislauf, durchgeführt worden. Die Präparation der Verschleißpartikel über eine Entnahme und Übertragung einer geringen Schmierstoffmenge mit einer Mikropipette auf eine TEM-Trägerfolie ist mit einem geringen Aufwand möglich. Der präparative Aufwand ist relativ gering. Das benötigte Schmierstoffvolumen beträgt wenige Mikroliter (0,001 ml).
Die Untersuchung zeigt die geringe geometrische Größe der Verschleißpartikel und bestätigt indirekt die These der Reaktionsschichtbildung mit einer geringen Schichtdicke, die ständig verschleißt und sich stetig neu bildet. Die beschriebenen Verschleißprozesse sind in der Modell-Verschleiß-Prüfung mit sehr hohen Pressungen am Versuchsbeginn nachweisbar.
The sintering behaviour of one microcrystalline and several nanocrystalline TiN powders was investigated by means of a gas pressure furnace with an integrated dilatometer. The investigated nanocrystalline powders strongly differ in the sintering activity. It can be concluded from the experiments, that small grain size, narrow grain size distribution and a low oxygen content are the most important prerequisites for high sintering activity of the nanocrystalline TiN powders.
The extraordinary sintering activity of the best TiN powder makes it possible to produce a dense (< 2 % porosity), pure (no sintering aids) and nanostructured (mean diameter of crystals about 100 nm) TiN bodies.
The tribological behaviour of different monolithic and composite ceramics was evaluated in the temperature range between room temperature and 750°C. The test method was oscillating sliding with a ball-on-disk arrangement in an SRV machine. Alumina balls were used as counter body. The friction behaviour was determined on-line, and the wear behaviour was determined from calculations on the basis of wear scar dimensions and profilometric measurements. The friction depends on temperature and shows an increase for most materials for increasing temperature; the smallest friction at all temperatures is found for monolithic TiC. The wear behaviour shows different trends for the different materials. In tests against SiC a maximum of wear is found at 500°C, for TiC at 200°C and for TiB2 at 750°C. The composite ceramics suffer the smallest wear of all materials in the range from 200°C to 500°C.