| Titel | Mechanische und tribologische Eigenschaften von TiO2-nanopartikelverstärktem Epoxidharz |
| Autor | Markus Englert, Frank Haupert, Alois K. Schlarb |
| Infos zum Autor | Institut für Verbundwerkstoffe GmbH Technische Universität Kaiserslautern Erwin-Schrödinger-Straße 58 67663 Kaiserslautern Tel: +49 (0) 631 2017 - 348 Fax: +49 (0) 631 2017 - 196 E-mail: markus.englert@ivw.uni-kl.de Internet: www.ivw.uni-kl.de |
| Inhalt | Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit wurden duroplastische Nanoverbundwerkstoffe mit Füllstoffgehalten von 2 Vol.-% und 10 Vol.-% an Nanopartikeln aus TiO2 (Titandioxid) hinsichtlich ihres mechanischen und tribologischen Verhaltens charakterisiert. Dazu wurden die als Pulver kommerziell erhältlichen Nanopartikel in ein Epoxidharz eingearbeitet und anschließend mit einer Tauchmühle dispergiert, um die Nanopartikel homogen in der Matrix zu verteilen und vorhandene Agglomerate aufzubrechen. Während des Dispergierprozesses wurde die Dispergierqualität durch Partikelgrößenmessung mit Hilfe eines Partikelanalysegeräts überprüft. Die hergestellte Dispersion wurde zu Probekörpern weiterverarbeitet, die anhand von Dreipunktbiege- und Abrasivverschleißprüfungen untersucht wurden. Die Versuchsergebnisse wurden denen des ungefüllten Epoxidharzes als Referenzmaterial gegenübergestellt und bewertet, die Bruch- und Verschleißflächen mittels Rasterelektronenmikros-kopie und Laserprofilometrie begutachtet. Die Untersuchungen zeigen, dass die Leistungsfähigkeit von Epoxidharzen durch die Additivierung mit sphärischen Nanopartikeln signifikant gesteigert werden kann, wobei die Verbesserung vom Volumengehalt der Nanopartikel in der Epoxidharzmatrix abhängt. Abstract In the present paper thermosetting nanocomposites with contents of 2 und 10 vol.% of TiO2 (titanium dioxide) nanoparticles were characterized by their mechanical and tribological behavior. Therefore, particles that are commercially available as powder were mixed with an epoxy resin and following dispersed with a torus mill laboratory- mixing device to distribute them homogenously within the matrix and to break up nanoparticle agglomerates. During the dispersion process the grade of dispersion was checked by measurement of the particle sizes with dynamic light scattering. The manufactured dispersion was used to process the specimens that were researched by three-point bending and abrasion wear tests. Results were compared with those of the neat epoxy resin and evaluated, the fracture and wear surfaces were investigated with scanning electron microscopy and laser scanning profilometry. The investigations demonstrate that the efficiency of epoxy resins can be significantly increased by the addition of spherical nanoparticles whereas the enhancement depends on the content of nanoparticles in the epoxy resin matrix. |
| Datum | 2006 |
