Rezensionen
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Thomas Schalk
Reibermüdungsverhalten ingenieurkeramischer Werkstoffe
Rezension
Die durchgeführten Untersuchungen haben deutlich gezeigt, dass Reibermüdungsbeanspruchung die Ermüdungsfestigkeit der keramischen Proben erheblich reduzieren kann und deshalb eine vorliegende Reibermüdungsbeanspruchung bei Ingenieurkeramiken im Auslegungsprozess nicht vernachlässigt werden darf. In Versuchen mit einer zyklischen Vier-Punkt- Biegebeanspruchung als Grundbeanspruchung und einer zusätzlichen Reibbeanspruchung durch ein im zugbelasteten Probenbereich aufgesetzten Reibkörper wurde nachgewiesen, dass Reibermüdungsbeanspruchung die Ermüdungsfestigkeit von keramischen Proben aus AI2O3 und Si3N4 signifikant reduziert. Aus den Versuchsergebnissen wird ersichtlich, dass Siliziumnitrid wesentlich sensibler auf Reibermüdung reagiert als Aluminiumoxid. Reibermüdung tritt nicht nur im Kontakt mit Werkstoffen gleicher Härte und Festigkeit auf. Der lebensdauerverkürzende Effekt kann beim Einsatz ´weicherer´ Materialien, wie z.B. 100Cr6-Stahl als Reibpartner sogar ausgeprägter sein. Es konnte gezeigt werden, dass der Einsatz von destilliertem Wasser den Einfluss des Reibkörpers auf die Ermüdungsfestigkeit stark vermindern kann. Es sind allerdings noch weiterführende Experimente nötig, um Auslegungsrichtlinien zu erarbeiten und verlässliche Lebensdauervorhersagen für reibermüdungsbeanspruchte Bauteile zu ermöglichen. Um das Versagensverhalten bei Reibermüdung zu charakterisieren, wurde die FIB-Methode eingesetzt. Sie zeichnet sich dadurch aus, dass zielgenaue Probenpräparationen möglich sind. Es wurde damit aufgezeigt, dass die FIB-Methode eine hervorragende Ergänzung zu rasterelektronenmikroskopischen Untersuchungen der Probenoberfläche für die Analyse der bei Reibermüdungsbeanspruchung entstehenden Werkstoffschädigung darstellen.
