| Titel | Optimierung der mechanischen und tribologischen Eigenschaften von Polyetheretherketon (PEEK)- Nanoverbundwerkstoffen durch Wollastonit-Mikropartikel |
| Autor | Frank Haupert, Nicole Knör, Rolf Walter, Alois K. Schlarb |
| Infos zum Autor | Frank Haupert Institut für Verbundwerkstoffe GmbH Technische Universität Kaiserslautern Erwin-Schrödinger-Straße, Geb. 58 67663 Kaiserslautern Telefon: +49 (0)631 2017-345 Fax: +49 (0)631 2017-199 E-Mail: Frank.Haupert@ivw.uni-kl.de Rolf Walter Institut für Verbundwerkstoffe GmbH Technische Universität Kaiserslautern Erwin-Schrödinger-Straße, Geb. 58 67663 Kaiserslautern Telefon: +49 (0)631 2017-215 Fax: +49 (0)631 2017-199 E-Mail: Rolf.Walter@ivw.uni-kl.de Nicole Knör Institut für Verbundwerkstoffe GmbH Technische Universität Kaiserslautern Erwin-Schrödinger-Straße, Geb. 58 67663 Kaiserslautern Telefon: +49 (0)631 2017-347 Fax: +49 (0)631 2017-199 E-Mail: Nicole.Knoer@ivw.uni-kl.de Alois K. Schlarb Institut für Verbundwerkstoffe GmbH Technische Universität Kaiserslautern Erwin-Schrödinger-Straße, Geb. 58 67663 Kaiserslautern Telefon: +49 (0)631 2017-101 Fax: +49 (0)631 2017-199 E-Mail: Alois.Schlarb@ivw.uni-kl.de |
| Inhalt | Zusammenfassung Werkstoffe für tribologische Anwendungen sind häufig einer großen Bandbreite von Lastkollektiven ausgesetzt. Der Einfluss spezieller Wollastonit- Partikel auf die mechanischen und tribologischen Eigenschaften eines durch Nanopartikel, Fasern und Festschmierstoffe modifizierten Polyeteretherketone (PEEK)-Tribowerkstoffes wurde untersucht. In einem ersten Arbeitsschritt wurde die PEEK Matrix zunächst lediglich mit Nanopartikeln verstärkt um so separat diesen Einfluß auf das werkstoffliche Eigenschaftsprofil zu ermitteln. Als Festschmierstoff wurde im Rahmen dieser Forschungsarbeiten ein Graphit mit ganz besonderen elastischen und tribologischen Eigenschaften, ein sogenannter RGC (Resilient Graphite Carbon) verwendet. Die komplexen PEEK-Compounds wurden in einem Doppelschneckenextruder hergestellt und durch Spritzgießen weiterverarbeitet. Für die Verarbeitung bedeutende Abhängigkeiten der Viskosität von der Temperatur und der Füllstoffvariation wurden analysiert. Zugmodul und Zugfestigkeit der gefertigten Werkstoffmuster wurden als wichtigste mechanische Kennwerte ermittelt. Im Rahmen der Untersuchungen der PEEK-Modifikationen für tribologische Anwendungen, erfolgte eine Variation der Belastungsbedingungen, d.h. der Normalkraft und der Prüftemperatur. Tribologische Messungen wurden mittels einer Platte-Ring Konfiguration bei Raumtemperatur und 200°C durchgeführt. Der Verschleißwiderstand eines nanopartikelverstärkten RGC-Graphite-PEEK Kompounds konnte durch speziell optimierte Wollastonitpartikel bei deutlich verbessert werden. Abstract Composite materials for tribological applications are very often used under different loading situations, e.g. sliding speeds, pressures and temperatures. The influence of wollastonite- particles on the mechanical and tribological material properties is demonstrated in this study. The matrix material in this backround is a nano particle reinforced polyethereetherketone (PEEK) modified with reinforcing fibres and solid lubricants. In a first investigation step, the influence of the nano reinforcement on the PEEK performance was investigated. As a solid lubricant, a special elastic and tribological optimized graphite, a so called RGC (resilient graphite carbon) was used. The complex compounds were mixed in a twin screw extruder and testing specimens were made by injection moulding. Important processing parameters like the temperature dependence of viscosity were analyzed. Tensile modulus and strength were determined for all the specimens. All the tribological tests werd made in a plate on ring configuration under variation of testing parameters like normal pressure and testing temperature. Additional CaSiO3 particles could significantly reduce the wear rate of this nanoparticle reinforces RGC-graphite-PEEK compound. |
| Datum | 2008 |
