Verschleiß- und feuchteresistente MoS2- Festschmierstoffschichten für den Gleit- und Wälzkontakt

Typ: Fortschritt-Berichte VDI
Erscheinungsdatum: 13.11.2017
Reihe: 1
Band Nummer: 440
Autor: Dipl.-Ing. Bernd Vierneusel
Ort: Haßfurt
ISBN: 978-3-18-344001-6
ISSN: 0178-949X
Erscheinungsjahr: 2017
Anzahl Seiten: 220
Anzahl Abbildungen: 90
Anzahl Tabellen: 21
Produktart: Buch (paperback, DINA5)

Produktbeschreibung

Die vorliegende Arbeit wendet sich an Ingenieure und Wissenschaftler, die sich mit der Entwicklung trockenlaufender Tribosysteme unter extremen und wechselnden Umgebungsbedingungen befassen. Angetrieben durch das Ziel ein leistungsstarkes, vakuumfähiges und zugleich feuchteresistentes Dünnschichtsystem bereitzustellen, befasst sich die Arbeit mit der inneren Beschaffenheit von Molybdändisulfid-(MoS2) Schichten, welche als Bindeglied zwischen dem Herstellungsprozess und den gewünschten Schichteigenschaften systematisch untersucht und weiterentwickelt wurde. Eine ausführliche Werkstoffcharakterisierung verschiedener Schichtmodifikationen sowie deren tribologische Validierung in der realen Anwendung von Axial Rillenkugellagern dienen dazu, Aufbau und Verhalten von MoS2-Schichtsystemen besser nachvollziehen und beurteilen zu können. Darüber hinaus können die experimentell gewonnenen Erkenntnisse in Verbindung mit der erarbeiteten Simulation des Zerstäubungs- und Transportprozesses von Beschichtungsteilchen als Grundlage zur zielgerichteten Herstellung verschleißfester MoS2-Schichten dienen.

Kurfassung

Der Schlüssel zu leistungsstarken, trockenlaufenden Gleit- und Wälzlagerungen sind innovative Festschmierstoffsysteme. Dünne Schichten aus Molybdändisulfid (MoS2) kommen zur reibungsarmen Trennung gegeneinander bewegter Kontaktflächen zwar häufig zum Einsatz, allerdings verhalten sie sich äußerst sensibel gegenüber den Umgebungsbedingungen. So ist das tribologische Verhalten von MoS2 im Vakuum zwar ausgezeichnet, unter der oxidativen Wirkung hoher Feuchtigkeits- und Sauerstoffkonzentrationen
in normaler Luft verschleißt es dagegen sehr stark. Dieses bislang unbewältigte Problem führt in Anwendungen, in denen Komponenten über den gesamten Produktlebenszyklus sowohl im Vakuum als auch in Luft betrieben werden, zu erheblichen Herausforderungen bei der funktionssicheren Auslegung. Es gilt dies durch Weiterentwicklung des Werkstoffs zu bewältigen.

Das hieraus abgeleitete Ziel der Arbeit ist ein leistungsstarkes, vakuumfähiges und zugleich feuchteresistentes MoS2-Festschmierstoffsystem. Die systematische Prozessanalyse und der daraus abgeleitete Beitrag zum nachhaltigen Systemverständnis des tribologischen Schichtverhaltens und dessen Verknüpfung mit der Mikrostruktur und den Herstellungsbedingungen bilden den wissenschaftlichen Kern der Arbeit. Es wird angestrebt, den Nutzen der so entwickelten Schichten durch Übertrag in eine konkrete technische Anwendung zu bestätigen.

Keywords: Dünnschichttechnologie, Festschmierstoff, Verschleißfestigkeit, Umgebungsbedingungen, Gleit-/Wälzlager, Dünnschichttechnologie, Festschmierstoff, Verschleißfestigkeit, Umgebungsbedingungen, Gleit-/Wälzlager

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Der Schlüssel zu leistungsstarken, trockenlaufenden Gleit- und Wälzlagerungen sind innovative Festschmierstoffsysteme. Dünne Schichten aus Molybdändisulfid (MoS2) kommen zur reibungsarmen Trennung gegeneinander bewegter Kontaktflächen zwar häufig zum Einsatz, allerdings verhalten sie sich äußerst sensibel gegenüber den Umgebungsbedingungen. So ist das tribologische Verhalten von MoS2 im Vakuum zwar ausgezeichnet, unter der oxidativen Wirkung hoher Feuchtigkeits- und Sauerstoffkonzentrationen
in normaler Luft verschleißt es dagegen sehr stark. Dieses bislang unbewältigte Problem führt in Anwendungen, in denen Komponenten über den gesamten Produktlebenszyklus sowohl im Vakuum als auch in Luft betrieben werden, zu erheblichen Herausforderungen bei der funktionssicheren Auslegung. Es gilt dies durch Weiterentwicklung des Werkstoffs zu bewältigen.

Das hieraus abgeleitete Ziel der Arbeit ist ein leistungsstarkes, vakuumfähiges und zugleich feuchteresistentes MoS2-Festschmierstoffsystem. Die systematische Prozessanalyse und der daraus abgeleitete Beitrag zum nachhaltigen Systemverständnis des tribologischen Schichtverhaltens und dessen Verknüpfung mit der Mikrostruktur und den Herstellungsbedingungen bilden den wissenschaftlichen Kern der Arbeit. Es wird angestrebt, den Nutzen der so entwickelten Schichten durch Übertrag in eine konkrete technische Anwendung zu bestätigen.

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