Tagungsbeitrag

Titel Geometrische und mikrostrukturelle Skaleneffekte im ungeschmierten, einsinnigen Gleitkontakt von keramischen Werkstoffpaarungen
Autor Thomas Polzer, Karl-Heinz Zum Gahr, Johannes Schneider
Infos zum Autor Prof. Dr.-Ing. K.-H. Zum Gahr, Dr.-Ing. J. Schneider, M.Sc. Th. Polzer, Karlsruher Institut für
Technologie (KIT), Institut für Angewandte Materialien (IAM), Postfach 3640, 76021 Karlsruhe
Email: karl-heinz.zumgahr@kit.edu
Inhalt Zusammenfassung
Die Miniaturisierung tribologischer Systeme ist häufig nicht nur mit einer Verkleinerung der Kontaktgeometrien sondern auch mit einer Änderung der Herstellungsverfahren verbunden. Dies kann zur Größenabhängigkeit sowohl der tribologischen als auch der werkstoffspezifischen Eigenschaften der Bauteile führen. An keramischen ZrO2- und Si3N4-Selbstpaarungen wurden in ungeschmierten Kugel/Scheibe-Versuchen, unter einsinniger Gleitbeanspruchung an Luft, der Einfluss des Kugeldurchmessers auf das Werkstoffgefüge und das tribologische Verhalten untersucht. Hierbei wurden kommerzielle, polierte Keramikkugeln mit Durchmessern von 4,0 bis 10,3 mm eingesetzt. Durch größenabhängige Änderungen in den Beanspruchungsbedingungen und den Werkstoffgefügen kam es zu unterschiedlichen Reibungs- und Verschleißmechanismen.

Abstract
General tendency of miniaturization of tribological systems can offer ecological and economical advantages and frequently it is not only a question of reduction of contact geometry but also of a change of fabrication method. As a consequence, it affects both tribological and microstructural properties of the components. For studying these effects, model tests using ball-on-disc configuration were run with self-mated ZrO2 und Si3N4 sliding pairs at unlubricated, unidirectional sliding at room temperature in air. Polished balls of diameters between 4.0 and 10.3 mm fabricated from both commercial ceramics were loaded at equal Hertzian contact pressure or at equal normal load independently of their size. Results showed size and microstructure dependent effects of the balls on the tribological behaviour.
Datum 2011