| Titel | On Structure and Tribological Behavior of a Purely Natural Composite: Black-Fiber Palm Wood |
| Autor | Klaus Friedrich, Emmanuel I. Akpan and Bernd Wetzel |
| Infos zum Autor | Prof. Dr.-Ing. Klaus Friedrich1, Dr. Emmanuel I. Akpan2, Dr.-Ing. Bernd Wetzel3 1,2,3 Institute for Composite Materials (IVW GmbH), Technical University Kaiserslautern, 67663 Kaiserslautern, Germany, friedrich@ivw.uni-kl.de; emmanuel.akpan@ivw.uni-kl.de; wetzel@ivw.uni-kl.de |
| Inhalt | Zusammenfassung Holz als natürlicher Verbundwerkstoff wurde schon über viele Jahre für Lager, Bremsbeläge und andere, abrasive Zwecke verwendet. Der vorliegende Beitrag beschäftigt sich mit Schwarz-Faser Palm Holz. Dieses besitzt eine quasi-unidirektionale Faserstruktur, aus der ein hohes, anisotropes Verhalten resultiert. Mikrostrukturelle Einzelheiten wurden mittels hochauflösender Computer-Microtomographie beschrieben. Eine thermogravimetrische Analyse ergab, dass der Abbau des Holzes bei ca. 225°C beginnt. Einachsige Druckversuche zeigten, dass die Festigkeit für Proben mit Fasern in 0° Richtung am höchsten und für solche mit 90° Richtung am niedrigsten war. Gleit- und Abrasiv-Verschleißversuche wurden in drei Hauptrichtungen durchgeführt, d.h. normal, anti-parallel (transvers) und parallel zur Faserachse. Die besten Ergebnisse wurden unter paralleler und normaler Orientierung erreicht, während die in der Ebene, anti-parallel orientierten Fasern höhere Verschleißraten mit sich brachten. Eine Imprägnierung in verschiedenen Ölen reduzierte die Gleitverschleißraten, und die Reibungskoeffizienten gegen Stahl fielen auf Werte zwischen 0,1 und 0,3. Abstract Wood is a natural composite that has been used for bearings, brake pads and other abrasive purposes for many years. The present paper focusses on black-fiber palm wood. The latter has a quasi-unidirectional fibrous structure, resulting in a highly anisotropic behavior. Microstructural details were characterized by high-resolution computer micro-tomography. Thermogravimetric analysis showed that the degradation of the wood started at around 225°C. Unidirectional compression tests gave evidence that the strength was highest for specimens with fibers in the 0° direction and lowest for those with fibers in the 90° direction. Sliding and abrasive wear tests were conducted in three major fiber orientations, i.e. normal, anti-parallel and parallel. The best results were achieved under normal and parallel orientation, whereas the in-plane, anti-parallel fiber orientation resulted in the highest wear rates. Impregnation in various oils reduced the sliding wear rates, and the friction coefficients against steel went down to values between 0.1 and 0.3. |
| Datum | 2017 |
