Die Modifizierung von Oberflächeneigenschaften gewinnt in der materialwissenschaftlichen Forschung und Technik zunehmend an Bedeutung. Im Rahmen dieser Entwicklung beschäftigt sich diese Arbeit mit Einflüssen von plasmapolymeren Beschichtungen auf Elastomeren.
Gegenstand der Untersuchung ist insbesondere das Reib- und Verschleißverhalten. Das Ziel ist eine Reduktion von Reibung und Verschleiß. Die Eigenschaften der Oberflächen sollen der jeweiligen Anwendung angepasst und optimiert werden.
Um einen Bezug zur technischen Anwendung herzustellen, wurden die Elastomere Fluorkarbon-Polymer (FPM), Acrylat-Polymer (ACM) und Nitril-Butadien-Polymer (NBR) ausgewählt. Diese erweisen sich als typische Werkstoffe für dynamische Dichtungen aller Art. Die Beschichtung mit Siloxan auf Basis des Monomers Hexamethyldisiloxan (HMDSO) erfolgt im PECVD Prozess. Die Abscheidung erfolgt unter Variation der Prozessparameter.
Zur Untersuchung des Reib- und Verschleißverhaltens werden beschichtete und unbeschichtete Proben translatorisch oszillierend am Tribometer belastet. Es werden Versuche mit und ohne Schmiermittel durchgeführt. Eine ausführliche Darstellung der Ergebnisse und Auswertung ist der Hauptteil dieser Arbeit.
Inhaltsverzeichnis
- 1. Einleitung
- 2. Grundlagen und Stand der Technik
- 2.1 Plasmatechnologie
- 2.1.1 Plasma
- 2.1.2 PECVD
- 2.2 Hexamethyldisiloxan
- 2.2.1 PECVD von HMDSO
- 2.3 Elastomere
- 2.3.1 Klassifizierung
- 2.3.2 Elastomerauswahl
- 2.4 Tribologie
- 2.4.1 Tribologie von Elastomeren
- 2.5 Radial-Wellendichtringe
- 3. Ziel und Methoden
- 3.1 Ziel
- 4. Versuchsaufbau und Durchführung
- 5. Darstellung der Ergebnisse und Auswertung
- 4.1 Druckverhalten des Grundwerkstoffs
- 4.2 Reibverhalten ohne Schmierung
- 4.3 Reibverhalten im geschmierten Zustand
- 4.4 Vergleich Trockenlauf und Schmierung
- 6. Fazit
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die Arbeit befasst sich mit der Reduktion von Reibung und Verschleiß an Elastomeren durch plasmapolymere Beschichtungen. Das Ziel ist es, die Oberflächeneigenschaften der Elastomere zu optimieren und auf die jeweilige Anwendung anzupassen. Die Arbeit untersucht den Einfluss von Plasmapolymerbeschichtungen auf das Reib- und Verschleißverhalten der Elastomere.
- Elastomere und deren Eigenschaften
- Plasmatechnologie und PECVD Verfahren
- Hexamethyldisiloxan als Beschichtungsmaterial
- Tribologie und das Verhalten von Elastomeren unter Reibung
- Die Reduktion von Reibung und Verschleiß durch plasmapolymere Beschichtungen
Zusammenfassung der Kapitel
Die Arbeit beginnt mit einer Einleitung, die die Bedeutung der Oberflächenmodifizierung in der Materialwissenschaft und Technik sowie die Relevanz der Untersuchung des Reib- und Verschleißverhaltens von Elastomeren unterstreicht. Das zweite Kapitel behandelt die Grundlagen und den Stand der Technik. Es beschreibt die Plasmatechnologie, das PECVD-Verfahren, das Monomer Hexamethyldisiloxan und die Auswahl der Elastomere. Außerdem wird die Tribologie und das Verhalten von Elastomeren unter Reibung erläutert.
Das dritte Kapitel behandelt das Ziel der Arbeit und die eingesetzten Methoden zur Untersuchung des Reib- und Verschleißverhaltens der Elastomere. Das vierte Kapitel beschreibt den Versuchsaufbau und die Durchführung der Experimente, während das fünfte Kapitel die Darstellung der Ergebnisse und deren Auswertung behandelt. Es werden sowohl das Druckverhalten des Grundwerkstoffs als auch das Reibverhalten ohne und mit Schmierung untersucht.
Schlüsselwörter
Plasmapolymere Beschichtungen, Elastomere, Reibung, Verschleiß, Tribologie, PECVD, Hexamethyldisiloxan, Oberflächenmodifizierung.
Häufig gestellte Fragen
Warum werden Elastomere beschichtet?
Die Beschichtung dient dazu, die Oberflächeneigenschaften zu optimieren, insbesondere um Reibung und Verschleiß bei dynamischen Dichtungen zu reduzieren.
Was ist das PECVD-Verfahren?
PECVD steht für Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition. Es ist ein Verfahren zur Abscheidung von dünnen Schichten aus der Gasphase mithilfe eines Plasmas.
Welches Material wird für die Beschichtung verwendet?
In der Arbeit wird Siloxan auf Basis des Monomers Hexamethyldisiloxan (HMDSO) zur Beschichtung eingesetzt.
Welche Elastomere wurden in der Studie untersucht?
Es wurden typische Werkstoffe für Dichtungen untersucht: Fluorkarbon-Polymer (FPM), Acrylat-Polymer (ACM) und Nitril-Butadien-Polymer (NBR).
Wie wird das Reibverhalten getestet?
Die Proben werden translatorisch oszillierend an einem Tribometer belastet, wobei sowohl trockene als auch geschmierte Zustände verglichen werden.
- Citation du texte
- Alex Friesen (Auteur), 2011, Plasmapolymere Beschichtungen zur Reduktion von Reibung und Verschleiß auf Elastomeren, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/340261
