Tagungsbeitrag

Titel Tribologisches Verhalten von innovativen Si3N4-SiC Kompositwerkstoffen
Autor P. Schreiber, P. Zielonka, J. Schneider, G. Schell, C. Bucharsky, R. Oberacker, M.J. Hoffmann
Infos zum Autor Paul Schreiber M.Sc.
Paul Zielonka M.Sc.
Dr.-Ing. Johannes Schneider
Dr.-Ing. Günther Schell
Dr. rer.nat Claudia Bucharsky
Dr.-Ing. Rainer Oberacker
Prof. Dr. Michael J. Hoffman

Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Institut für Angewandte Materialien (IAM-CMS) und MikroTribologie Centrum µTC
MZE-Geb. 30.48
Straße am Forum 7
76131 Karlsruhe
Inhalt Zusammenfassung
Mit Hilfe von Modellversuchen wurde das tribologische Verhalten verschiedener Si-basierter Keramiken in Selbstpaarung charakterisiert. Die reversierende Gleitbeanspruchung mit 5 bzw. 10 mm Hub bei verschiedenen Frequenzen wurde unter Isooctan-Schmierung realisiert, einer reinen Kohlenwasserstoffverbindung ohne Additive, mit benzinähnlichen physikalischen Eigenschaften. Neben zwei kommerziellen Keramiken (SSiC und Si3N4), wurden neuentwickelte Kompositkeramiken, bestehend aus einer Si3N4-Matrix mit variierenden Mengen an eingebetteten SiC-Partikeln untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass SSiC-Paarungen unter bestimmten Bedingungen zu sehr niedrigen Reibzahlen führen, das Tribosystem aber empfindlich auf Änderungen bzgl. der kinematischen Randbedingungen reagiert. Weiter konnte ein reibungsmindernder Effekt durch das Beimengen von SiC Partikeln in eine Si3N4-Matrix im Vergleich zu reinen Si3N4-Paarungen nachgewiesen werden.

Abstract
Different Si-based ceramics have been characterized by means of self-paired tribological model experiments. Specimens were tested under reciprocating sliding motion with stroke lengths of 5 and 10 mm respectively, while being submerged in an isooctane bath. In addition to two commercial ceramics (SSiC and Si3N4), newly developed ceramic composites, consisting of a Si3N4-matrix with varying amounts of embedded SiC particles, were examined. Results show that self-paired SSiC can result in very low friction coefficients under certain circumstances, however the tribo-system might react very sensitive to changes in kinematics during testing in terms of sudden increase in friction. Further could be shown that the embedding of SiC-particles in a Si3N4 matrix has a friction reducing effect when compared to self-paired pure Si3N4.
Datum 2017