ISBN 9783843921428

978-3-8439-2142-8, Reihe Werkstoffwissenschaften

Martin Steinau
Laminate auf Basis präkeramischer Polymere für tribologische Anwendungen

188 Seiten, Dissertation Universität Erlangen-Nürnberg (2014), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Polymerabgeleitete Keramiken bieten auf Grund der großen Zusammensetzungsbreite und verschiedenen möglichen Herstellungsprozesse ein sehr breites Spektrum, über Materialdesign Gefüge und Eigenschaften für verschiedene Anwendungen gezielt einzustellen. Dies kann auf mikroskopischer Ebene geschehen, indem durch bestimmte Füllstoffe besondere Phasen in Folge von Hochtemperaturreaktionen entstehen, ist aber auch eine Ebene höher, durch Erzeugung funktionell gradierter Werkstoffe möglich. In der vorliegenden Arbeit wurden beide Methoden dargestellt und untersucht. Durch die Herstellung von Materialien mit unterschiedlichen Füllstoffen und Füllstoffverhältnissen wurden deren Einfluss auf die Phasenentstehung gezeigt und Materialien mit unterschiedlichen mechanischen und tribologischen Eigenschaften hergestellt. Durch Zusatz verschiedener funktionaler Füllstoffe, z.B. Festschmierstoffen, oder grobkörnigen Partikeln wurde so das Reib- und Verschleißverhalten verbessert. Die Erzeugung der Proben erfolgt dabei durch Lamination von im Schlickerguss hergestellten Folien. Mit diesem Verfahren können homogene, monolithische Materialien, aber auch funktionell gradierte Werkstoffe mit induzierten Eigenspannungen oder unterschiedlicher Schichtfolge generiert werden. Eine Möglichkeit ist die Induzierung von Druckspannungen in bestimmten Schichten, oder die Erzeugung von Grenzflächeneffekten, die zu einer Erhöhung der Brucharbeit beitragen können. Ebenso wurde die Herstellung faserverstärkter Keramiklaminate gezigt, die ein quasiduktiles Bruchverhalten aufweisen und somit weitere Einsatzgebiet dieses Werkstoffes eröffnen. Eine mögliche Anwendung solcher Materialien findet sich in hochbelasteten Tribosystemen, wie sie in keramischen Bremsen vorkommen. Deshalb wurden Anhand der gewonnen Ergebnisse Bremsbelagsprototypen hergestellt und deren Potential für den Einsatz im Zusammenspiel mit kommerziellen C-Faserverstärkten Si/SiC-Bremsscheiben untersucht.