| Titel | Elektrisch leitfähige Schmierstoffe für adaptive Tribosysteme Teil I: Motivation und Synthese von leitfähigen Schmierstoffen |
| Autor | Andreas Kailer, Christian Dold, Thomas Schubert, Maria Ahrens, Philipp Altmann, Stefan Grundei, Claus Enekes |
| Infos zum Autor | Andreas Kailer, Christian Dold, Fraunhofer Institut für Werkstoffmechanik IWM, Wöhlerstraße 11, Freiburg, andreas.kailer@iwm.fraunhofer.de Thomas Schubert, Maria Ahrens, Iolitec Ionic Liquids Technologies GmbH, Salzstrasse 184, 74076 Heilbronn Philipp Altmann, Stefan Grundei, Claus Enekes, Klüber Lubrication München SE & Co. KG Geisenhausenerstr. 7, 81379 München |
| Inhalt | Zusammenfassung Elektrisch leitfähige Schmierstoffe bieten eine Reihe von Vorteilen für verschiedenste Einsatzbereiche. Am offensichtlichsten ist hierbei die Möglichkeit der Vermeidung von Elektropitting, verursacht durch elektrische Entladungen zwischen Lager-Laufflächen. Ein weiterer interessanter Ansatz besteht in der Nutzung elektrisch leitfähiger Schmierstoffe für adaptive Tribosysteme, in denen die Beeinflussung tribochemischer Vorgänge durch elektrische Oberflächenpotenziale zur stark verbesserten Reibungs- und Verschleißeigenschaften führen kann. Ziele der Arbeiten waren die Entwicklung elektrisch leitfähiger Schmierstoffe mit Hilfe von ionischen Flüssigkeiten und die Ableitung von Konzepten zu deren Nutzung in tribologischen Anwendungen. In diesem Beitrag werden zunächst die Entwicklungsarbeiten zur Synthese geeigneter ionischer Flüssigkeiten und Schmierstoffe präsentiert. Im Vordergrund steht dabei die Entwicklung toxikologisch unbedenklicher Substanzen, die mit Ölen gut mischbar sind und nicht korrosiv auf Metalloberflächen einwirken. Hauptsächlich wurden dafür Phosphonium-basierte ionische Flüssigkeiten synthetisiert. Außerdem werden Ergebnisse zur tribologischen Untersuchung leitfähiger Schmierstoffe unter elektrischen Potenzialen vorgestellt, die zeigen, dass in einfachen Gleitreibungsexperimenten (Stift-Scheibe, Kugel-Scheibe, SRV) sowohl Reibung als auch Verschleiß sehr deutlich beeinflusst werden können. Untersucht wurden sowohl reine ionische Flüssigkeiten als auch Mischungen mit Ölen. Es werden auch die relevanten Mechanismen (Adsorption, Chemisorption, tribochemische Reaktionen, elektrokinetische Effekte) vorgestellt und diskutiert. Die Untersuchung von elektrisch leitfähigen Schmierstoffen zur Vermeidung elektrischer Aufladungen in Lagern sowie deren Nutzung für elektrochemisch beeinflussbare Wälzlager ist Gegenstand eines weiteren Beitrags. Abstract Electrically conductive lubricants offer a variety of benefits for both automotive applications and in the fields of power generation and industrial manufacturing technology. One obvious advantage is their possibility to avoid electric discharges that lead to bearing failures. A further idea is to use the electrical conductivity for the development of functional tribological systems, in which friction, wear and rolling contact fatigue may be influenced by electric fields or electric potentials. The aim of the present project was to develop electrically more conductive lubricants on the basis of ionic liquid additives and to evaluate their potential benefits for different applications. In this paper, we present a selection of results on the synthesis of ionic liquids and electrically conductive lubricants, which need to be non-toxic, miscible and non-corrosive. Moreover results of the investigation of electrically conductive lubricants under the influence of electric potentials are included. They show that electrochemical effects have a significant influence on friction and wear. The investigation of electrically conductive lubricants for bearings will be presented in a separate contribution. |
| Datum | 2015 |
