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The composition and nanostructure of a beneficial tribofilm formed during sliding of a hybrid nanocomposite against steel were characterized comprehensively. A similar nanostructure was produced by high energy ball milling of the three identified tribofilm constituents: silica, hematite and graphite. By supplying powders to a pin-on-disc test it has been shown that neither silica, nor hematite, nor a mixture of both provide the low coefficient of friction (COF) observed for the hybrid composite. Only if graphite was blended with the oxides, the low COF was obtained. Thus, a film of finely dispersed stable inorganic wear products containing 15 vol% graphite provides low friction and wear in the considered case.
Mittels lasergesteuerter gepulster Vakuumbogentechnologie (Laser-Arc) wurde eine reihe von reinen MoS2-Schichten sowie Kombinationsschichten aus MoS2 und tetraedrischem amorphen Kohlenstoff (ta-C) hergestellt. Mit diesen Schichtvarianten erfolgten tribologische Tests im Vakuum sowie in Atmosphäre. Dabei wurden im Hochvakuum reibungskoeffizienten bis zu 0,005 gemessen. Durch die Verwendung einer ta-C unterschicht konnte eine Lebensdauer von über 5×105 Lastzyklen erreicht werden. Zudem erwies sich diese unterschicht als vorteilhaft für das tribologische Verhalten der MoS2/ta-C Schichten unter atmosphärischen Bedingungen. -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
A series of MoS2 and combined MoS2/ta-C coatings were prepared by lasercontrolled arc evaporation (Laser-Arc) in order to study the tribological coating behaviour under vacuum and atmospheric conditions. Very low friction coefficients down to 0.005 were measured under high vacuum. By using a ta-C underlayer beneath the MoS2 a increased lifetime up to 5×105 load cycles could be obtained. Also under atmospheric conditions the underlayer had a beneficial effect on coating performance.
Tribologisches Verhalten der Werkstoffpaarung Polymerverbundwerkstoff/Stahl bei tiefen Temperaturen
(2005)
Die Reibeigenschaften von PEEK-Materialien gegen Stahlscheiben wurden in Luft, Vakuum und Wasserstoffumgebung untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass reines PEEK umgebungsabhängig ist und die Desorption von Gasen im Vakuum zu hohen Verschleißraten führt. Die niedrigsten Verschleißraten sowohl in Vakuum als auch in einer Wasserstoffumgebung erzielen TiO2-Partikel. Ferner treten chemische Prozesse in den Materialien und im Tribokontakt auf und interagieren miteinander.
Aim of the investigation is to characterize selected PEEK-composites in vacuum environment. Oscillating sliding friction was investigated with a pin-on-disc configuration in high vacuum (10-5 mbar) at room temperature, -40 °C, +100 °C and +160 °C. The contact pressure was 1 MPa and 7 MPa respectively , the maximum sliding velocity 0.1 m/s. Furthermore, tests in ultra high vacuum (10-9 mbar) were carried out with flat and spherical pins at 1 MPa and 60 MPa respectively. Among the tested materials MoS2 filled PEEK shows the best tribological performance in vacuum. Particularly, in the lower temperature range and at higher loads the friction behaviour is improved by MoS2 content.
Die tribologischen Eigenschaften von graphitgefüllten Polyimiden gegen Stahl 100Cr6 wurden an Luft, im Hochvakuum (l0⁻ ³ Pa) und in Wasserstoffumgebung bei verschiedenen Drücken (10³ Pa, 10⁴ Pa und 10⁵ Pa) untersucht. Zwei unterschiedliche Polyimid-Typen wurden eingesetzt, wobei Typ und Menge des Graphits variiert wurden.
Die Experimente wurden bei 3,1 MPa Kontaktdruck und einer Gleitgeschwindigkeit von 0,2 m/s bzw. 1 m/s durchgeführt. Die verschlissenen Oberflächen und die Morphologie des Materialübertrags auf die Stahl-Gegenfläche wurden mittels Lichtmikroskopie, REM, TEM und FTIR untersucht. Die Untersuchung zeigt, dass sowohl die Matrix als auch der Graphitanteil einen deutlichen Einfluss auf das Reibverhalten von Verbundwerkstoffen in Wasserstoffumgehungen haben können.