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Makroskopische Reibwertsteuerung durch elektrochemische Potentiale mit ionischen Flüssigkeiten

 
: Gatti, F.; Amann, T.; Kailer, A.; Rabenecker, P.; Baltes, N.; Rühe, J.

Gesellschaft für Tribologie -GfT-:
Reibung, Schmierung und Verschleiß. Forschung und praktische Anwendungen : 59. Tribologie-Fachtagung, 24. September bis 26. September 2018, Göttingen
Aachen: GfT, 2018
ISBN: 978-3-9817451-3-9
4 S.
Tribologie-Fachtagung <59, 2018, Göttingen>
Deutsch
Konferenzbeitrag
Fraunhofer IWM ()
Fraunhofer ICT ()
Mischungen ionischer Flüssigkeiten

Abstract
Eine der größten Herausforderungen in der Tribologie ist die gezielte Kontrolle der Reibung zwischen zwei Reibpartnern. Durch den systematischen Einsatz von Schmierstoffen mit unterschiedlicher Viskosität oder veränderter Additivzusammensetzung kann die Abstimmung auf einen bestimmten Reibkontakt optimiert werden, solange die Anwendungsparameter konstant sind. Ändern sich die Parameter im Verlauf des Lebenszyklus, kann nur durch den Austausch des Schmierstoffs auf die ständig wechselnden Parameter reagiert werden. Unter Verwendung von ionischen Flüssigkeiten (ILs) als oberflächenaktives Schmiermittel in Kombination mit einer extern angelegten Spannung zwischen den Reibpartnern kann die Reibung insitu kontrolliert und gesteuert werden. Durch das Anlegen einer externen Spannung wird ei ne Oberflächenpolarisation der Reibpartner induziert, die je nach Polarisation eine Anlagerung der Anionen oder Kationen im Reibspalt verursacht. Dies beeinflusst die Reibung so stark, dass eine makroskopisch veränderbare Reibung erzielt wird. In dieser Arbeit wurde mit Hilfe von tribologischen Untersuchungen (Kugel-3-Stifte-Geometrie) die Beeinflussung von Reibung und Verschleiß mittels externer elektrischer Potentiale nachgewiesen. Dabei wurden leitfähige, toxikologisch unbedenkliche IL-Mischungen auf Basis von langkettigem Phosphonium eingesetzt, die eine Mischbarkeit mit Öl garantieren. Die Steuerbarkeit des Reibniveaus konnte sowohl während des Experiments nach einer Einlaufphase als auch über die gesamte Dauer eines kombinierten Versuchs, die Messung der Haftreibung, der Gleitreibung und von Stribeck-Kurven beinhaltet, nachgewiesen werden. Zusätzlich wurde durch Oberflächenanalytik (Röntgenphotoelektronenspektroskopie, XPS) der Einfluss der Potentiale auf die Beschaffenheit der tribologisch belasteten Metalloberfläche untersucht und diskutiert. Im Zuge der Weiterentwicklung könnte eine direkte Kopplung des Reibungskoeffizienten an das elektrochemische Potential genutzt werden, um das tribologische System an veränderte Umgebungsbedingungen oder Lastkollektive anzupassen.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-559178.html