Tagungsbeitrag

Titel Tribospektroskopische Untersuchungen von Stahl-Stahl Reibpaarungen
Autor V.L. Popov, J. Starcevic, J. Thaten
Infos zum Autor Prof. Dr.rer.nat. Valentin Popov, Technische Universität Berlin, Sekr. C8-4, Str. des 17. Juni 135,
D 10623 Berlin, Germany
Dipl.-Ing. Jasminka Starcevic, Technische Universität Berlin, Sekr. C8-4, Str. des 17. Juni 135,
D 10623 Berlin, Germany
Dipl.-Ing. Johannes Thaten, Technische Universität Berlin, Sekr. C8, Str. des 17. Juni 135,
D 10623 Berlin, Germany

Inhalt Es wurde die statische Reibungskraft zwischen einer schnell oszillierenden Stahlprobe und einer Stahlplatte untersucht. Die Probe oszillierte mit einer Frequenz von 60-70 kHz im Resonanzmodus, die Amplitude der Schwingung wurde variiert. Bei einer Schwingungsamplitude zwischen Null und 0,1µm nimmt die Reibungskraft sehr schnell ab und bleibt dann annährend konstant bis zu eine Amplitude 0,7µm.
Die Ergebnisse wurden mit einem theoretischen Modell verglichen, das die Reibungskraft zwischen zwei Körpern mit einer schnell oszillierenden Bindung, die sich in einem zufälligen Potential bewegen, in Abhängigkeit von der Amplitude beschreibt. Daraus lässt sich schließen, dass die Reibungsprozesse in einer Stahl-Stahl Paarung nicht von fraktaler Natur sind, sondern auf einer charakteristischen Skala von 20-100 nm stattfinden.

The force of friction between a steel plate and a steel sample oscillating at its resonance frequency of 60-70 kHz has been studied as a function of the oscillation amplitude. When the oscillation amplitude increases from zero to 0.1µm, the static friction force rapidly decays. From this point, the force remains nearly constant as the amplitude rises up to about 0.7µm.
The experimental results are interpreted within the framework of a theoretical model describing two bodies moving in a random potential, coupled by a randomly oscillating bond. An analysis of this model confirms, that the friction processes in a steel-steel couple are not of fractal nature. The oscillation amplitude, at which the behaviour of the friction force shows a qualitative change, corresponds to a spatial scale producing a maximum contribution to the frictional force. From this, it is concluded that friction in the steel-steel couple originates on a scale of about 20-100 nm.
Datum 2005