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The use of alternative oils for the lubrication of automobile engines has a potential of ecological and technical advantages. It requires the detailed knowledge of several thermophysical and viscometric properties in a large temperature range (mapping). Therefore, the following properties of up to twenty-eight different oils have been measured in the temperature range from 22 °C to 150 °C: density, heat capacity, thermal conductivity, viscosity at ambient pressure, viscosity under shear rates above 10 6 s-1, and the viscosity at elevated pressures (maximum 100 MPa). The last two have been measured with a substantially improved and a newly developed apparatus, respectively. The pressure- viscosity coefficient has been measured on four hydrocarbon-based, factory-fill oils, a paraffin oil and twenty-three alternative oils. Nine of the alternative oils are based partly or completely on esters, the other fourteen on polyglycols, two of them additionally on water.
Keramische Werkstoffe haben auf Grund ihrer herausragenden tribologischen Eigenschaften in verschiedenen Bereichen der Produktion Anwendung gefunden und dadurch klassische Werkstoffe verdrängt. Gegenüber Matallen bieten sie bei Mangelschmierung sowohl unter Gleit- als auch grundsätzlich unter Wälz-beanspruchung Schutz vor adhäsivem Versagen. Hohe Herstellungskosten, bedingt bei der Endbearbeitung von Konturen mit verschiedenen und veränderlichen Radien, behindern die breite Marktdurchdringung. Mit der Modellverschleißprüfung - angelehnt an die DIN 50 324 - kann der bearbeitungsbedingte Einfluss auf das tribologische Verhalten unter Wälzreibung untersucht werden.
Englische Übersetzung von BAM Forschungsbericht 237! Keramische Werkstoffe haben auf Grund ihrer herausragenden tribologischen Eigenschaften in verschiedenen Bereichen der Produktion Anwendung gefunden und dadurch klassische Werkstoffe verdrängt. Gegenüber Metallen bieten sie bei Mangelschmierung sowohl unter Gleit- als auch grundsätzlich unter Wälzbeanspruchung Schutz vor adhäsivem Versagen. Hohe Herstellungskosten, bedingt bei der Endbearbeitung von Konturen mit verschiedenen und veränderlichen Radien, behindern die breite Marktdurchdringung. Mit der Modellverschleißprüfung - angelehnt an die DIN 50 324 - kann der bearbeitungsbedingte Einfluss auf das tribologische Verhalten unter Wälzreibung untersucht werden.
Darstellung der Anwendungen und Zukunftsperspektiven keramischer Werkstoffe zur Reibungs- und Verschleißminderung und Beschreibung der Beweggründe für den Einsatz von Keramik im High-Tech-Bereich sowie deren Wandel mit fortschreitendem Entwicklungsstand. Anschließend folgen Arbeiten, die sich mit der Reaktion keramischer Oberflächen auf statische und tribologische Gleitbeanspruchungen befassen.
Gas turbine efficiency is significantly influenced by the pressure losses caused by the inevitable gap between the rotating turbine blades and the stator parts.
Because contact between rotor and stator cannot be completely avoided with a small gap, systems are designed to allow for some rubbing. Honeycombs or abradable MCrAlY stator coatings are normally used to minimize the wear of the rotor blades when rubbing occurs. But, more efficient solutions must be developed on modern engines, because both suffer temperature limitation and standard MCrAlY have usually poor abradability. For higher temperature and closer control of the gap, a thick thermal-barrier coating must be applied on the stator, but presently with no rub-tolerance.
To increase the abradability of the stator coating, its composition and structure can be modified, but such changes must be strictly limited with respect to the loss of erosion resistance.
The solution can then lie in the hardening of the rotating blade tip to permit the use of harder ceramic or metallic coatings on the stator with greater resistance to erosion. These systems typically consist, on the blade tip, of hard particles embedded in a softer metallic matrix.
In the present programme, it is therefore intended:
- to assess the present European solutions, standard or in development, for outer air seals and blade tips.
- to develop coated grits or new grits for the hardening of the blade tips, as well as to improve the matrix and the stator coating for long life systems.
- to optimize the most promising of these systems, that will be tested on development rigs and on engine.
The consortium includes several engine manufacturers, which are the potential users of the innovating solutions to be developed, companies having a large experience in the field of abradables and tip coatings
and non industrial partners involved in tribology and materials science.
Tribologisches Hochtemperaturverhalten keramischer Werkstoffe unter Festkörperreibungsbedingungen
(1988)
Der Einfluss des E-Moduls und des Grundöls auf das Wälzverhalten von DLC- und Diamantbeschichtungen
(2004)
Plusieurs essais coopératifs multilaboratoires ont été effectués en 1997, 1998, 1999, 2000 et 2001 par le groupe de travail DIN 51834 Essais tribologiques dans l'appareil translation-oscillation. Il s'agit d'essais effectués sur des machines différentes et dans différents lieux. Pour simplifier, on les dénomme essais circulaires. L'analyse statistique des résultats a examiné l'influence du choix du solvant, du modèle de l'appareil et des paramètres sur les caractéristiques tribologiques des différentes huiles. Le coefficient de frottement et les taux d'usure peuvent être classés selon les dix différents solvants utilisés: l'isopropanol donne des coefficients de frottement plutôt bas et l'isoparaffine des coefficients plutôt élevés. La variation du coefficient de frottement selon le modèle de machine se situe entre 0,2 % et 0,9 % et les taux d'usure ne sont pas non plus affectés par les solvants. Le diamètre de l'empreinte est insuffisant pour caractériser la résistance à l'usure d'une huile. Le critère pour l'adhésion a du être redéfini. La répétabilité et la reproductibilité ont été améliorées.
Raman spectroscopic investigations in tribologically stressed contacts of (Ti,Mo)(C,N) ceramics
(1997)
In the current study, the tribological properties of TiC-based coatings paired with polycrystalline alumina under unlubricated sliding conditions were investigated in order to demonstrate the technological and engineering potential of such coatings. (Ti,Mo)(C,N)-Co coatings were prepared from an agglomerated and sintered spray powder by HVOF spraying using JP-5000 equipment. Cr3C2-NiCr coatings were studied for comparison. Sliding wear tests were performed over the temperature range from 23°C to 800°C with sliding speeds in the range 0.3-3 m/s, a wear distance of 5000 m and a normal force of 10 N. Wear rates of coatings and sintered alumina counterparts were measured separately. Compared with Cr3C2-NiCr coatings, (Ti,Mo)(C,N)-Co coatings showed significantly lower total wear rates, corresponding to those found in the region of mixed/boundary lubrication. With few exceptions, the coefficients of friction were found to be lower for (Ti,Mo)(C,N)-Co coatings than for Cr3C2-NiCr coatings. After tests were performed, the coating microstructures were studied by optical microscopy and SEM. The oxide scales formed on the coating surfaces were investigated by SEM and X-ray diffraction. Comparison of the total wear rates of the couples consisting of sintered alumina and a (Ti,Mo)(C,N)-Co coating with those of other alumina-ceramic and hardmetal-hard metal tribological systems demonstrates the immense potential of TiC-based coatings for sliding wear applications.
Thermally sprayed TiO2-x coatings under mixed lubrication and unlubricated sliding conditions
(2004)