Reibungskoeffizientenprüfung meistern: Erläuterung der Normen ASTM D1894 und ISO 8295

Verschiedene Branchen, wie die Fertigungs- und Textilbranche, sind für ihren reibungslosen Betrieb auf den Reibungskoeffizienten (COF) angewiesen. Zuverlässige Materialien, die den Bedingungen im realen Leben standhalten, werden durch geeignete COF-Tests garantiert, bei denen statische Reibung eine entscheidende Kraft ist. ASTM D1894 und ISO 8295 sind zwei international anerkannte Standardmethoden, die die Mittel zur Bestimmung der Gleitreibung von Materialien definieren. In diesem Dokument führen wir Sie durch diese Standards und heben ihre erheblichen Unterschiede hervor, damit Sie entscheiden können, welche Methode für Ihre Anwendung am besten geeignet ist. Gründliche Kenntnisse der COF-Tests sind für Qualitätskontrollmitarbeiter, Produktdesigner oder alle anderen in dieser Branche tätigen Personen, die verschiedene Probleme besser verstehen möchten, von entscheidender Bedeutung.

Was ist der Reibungskoeffizient und warum ist er wichtig?

Der Reibungskoeffizient ist ein numerischer Wert, der den Gleitwiderstand zwischen zwei Kontaktflächen angibt. Er wird ermittelt, indem die Reibungskraft durch die Normalkraft am Kontaktpunkt geteilt wird. Dieser Parameter ist in vielen Branchen von größter Bedeutung, da er die Funktionalität, Sicherheit und Produktivität des Materials beeinflusst. So kann beispielsweise eine hohe Reibung oder ein hoher Reibungskoeffizient für besseren Grip oder Traktion sorgen, was für Reifen oder Kletterausrüstung eine Voraussetzung ist; ein niedriger Reibungskoeffizient hingegen ist für Systeme wie Förderbänder und Schmiermittel nützlich. Kenntnisse über den Reibungskoeffizienten und dessen Handhabung gewährleisten die optimale Leistung von Materialien und Systemen in ihren jeweiligen Umgebungen.

Statische und kinetische Reibung verstehen

Haftreibung entsteht, wenn sich zwei Oberflächen nicht relativ zueinander bewegen. Sie muss überwunden werden, bevor eine Bewegung beginnen kann, und ist normalerweise größer als die kinetische Reibung. Im Gegensatz dazu tritt kinetische Reibung zwischen Oberflächen auf, die sich relativ zueinander bewegen, und ist im Allgemeinen geringer, da weniger Kraft erforderlich ist, um etwas in Bewegung zu halten, als es in Bewegung zu versetzen. Die an einem solchen Vorgang beteiligten Materialien sowie die Normalkräfte, die auf ihre Oberflächen drücken, bestimmen beide Arten der Reibung. Eine genaue Vorhersage und Steuerung von Bewegungen in mechanischen Systemen erfordert ein Verständnis dafür, wie sich Haftreibung und kinetische Reibung voneinander unterscheiden.

Anwendungen des Reibungskoeffizienten in verschiedenen Branchen

Der Reibungskoeffizient ist in zahlreichen Branchen ein wichtiger Faktor, in denen die Kontrolle oder Nutzung der Reibung aus Effizienz-, Sicherheits- und Leistungsgründen erforderlich ist.

1. Automobilindustrie

Aus Sicht der Automobiltechnik ist es von entscheidender Bedeutung, die Reibung zu kontrollieren, insbesondere bei der Konstruktion von Reifen und Bremsen. So hängt die Bremskraft beispielsweise von hohen Reibungskoeffizienten zwischen Bremsbelägen und -scheiben ab. Aktuelle Studien haben gezeigt, dass Materialien, die für typische Bremsbeläge verwendet werden, unter trockenen Bedingungen Reibungskoeffizienten von 0.3 bis 0.4 aufweisen. Reifen hingegen benötigen spezielle Gummimischungen, die eine hohe Längsreibung zum Beschleunigen und Bremsen bieten und gleichzeitig ausreichenden Seitenhalt für die nötige Kurvenstabilität gewährleisten. Dies wurde durch die Verwendung von synthetischem Gummi mit optimierten Reibungskoeffizienten aufgrund von Fortschritten in der Materialwissenschaft erreicht, wodurch sowohl Festigkeit als auch Haltbarkeit verbessert wurden.

2. Luft-und Raumfahrtindustrie

Die Luft- und Raumfahrtindustrie verlangt absolutes Reibungsmanagement bei ihren Komponenten, die extremen Drücken und Temperaturen ausgesetzt sind, wie etwa Turbinentriebwerksteile oder Fahrwerksysteme. Graphitverbundstoffe und selbstschmierende Beschichtungen sind moderne Materialien, die zur Reibungskontrolle eingesetzt werden, um den Betrieb stabiler und sicherer zu machen. Studien zeigen, dass der Einsatz dieser Materialien die Verschleißrate um fast 50 % senken und so die Lebensdauer der Komponenten verlängern und gleichzeitig die Wartungskosten senken kann.

3. Fertigung und Robotik

Die Hauptursache für Bewegung in den Prozessen zur Herstellung von Waren, wie Maschinenarbeit, Kunststoffformen oder Materialbewegung, ist Reibung. Beispielsweise beeinflusst der Reibungskoeffizient zwischen Fräser und Werkstück die Werkzeuglebensdauer und den Stromverbrauch beim Metallschneiden. In der Robotertechnologie werden künstlich erzeugte Oberflächenstrukturen und Materialien mit niedrigem Reibungskoeffizienten eingesetzt, um die Verschleißrate zu senken und die Bewegungseffizienz zu verbessern. Die Tribologie hat kürzlich Nanobeschichtungen eingeführt, die den Reibungskoeffizienten für Präzisionssysteme auf bis zu 0.005 reduziert haben.

4. Bau und Infrastruktur

Baumaterialien wie Beton, Stahl und Polymere sind für ihre strukturelle Stabilität auf einen gut verstandenen Reibungskoeffizienten angewiesen. Diese Antirutschbeschichtungen ermöglichen es, dass Böden oder Gehwege optimale Reibungskoeffizienten gegen Stürze erreichen, die im Durchschnitt zwischen 0.6 und 0.8 liegen. Darüber hinaus kann das Wissen über den Reibungskoeffizienten bei der Entwicklung sicherer Transportsysteme hilfreich sein, beispielsweise bei der Optimierung der Wechselwirkung zwischen Schiene und Rad in Gleisen, um ein Gleichgewicht zwischen Traktion und Verschleiß herzustellen.

5. Gesundheitswesen und biomechanische Anwendungen

Reibung ist ein wichtiger Aspekt in der Prothetik und orthopädischen Implantattechnologie. Künstliche Gelenke profitieren beispielsweise von einem extrem niedrigen Reibungskoeffizienten (COF), der durch die Verwendung von Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht (UHMWPE) erreicht werden kann. Studien zeigen, dass durch die Verringerung dieses Parameters die Wahrscheinlichkeit einer Revisionsoperation aufgrund von Materialabbau usw. bei diesen Implantaten erheblich sinkt.

6. Energie Sektor

Reibung ist beim Bohren und bei der Steuerung des Durchflusses in Pipelines für die Öl- und Gasindustrie von größter Bedeutung. Bohrflüssigkeiten werden häufig mit Polymeren versetzt, die als Reibungsminderer wirken, um den Reibungskoeffizienten zu senken und die Bohrgeschwindigkeit durch harte Materialien zu erhöhen. Ebenso können Rohre beschichtet werden, um die Oberflächenreibung zu verringern und so die Flüssigkeitsbewegungsraten zu erhöhen und den Energieverbrauch sowie die Betriebskosten zu senken.

Diese Beispiele verdeutlichen, dass eine sorgfältige Untersuchung von Reibungsfaktoren in verschiedenen Branchen dazu beiträgt, die Funktionsergebnisse und die Nachhaltigkeit über einen längeren Zeitraum zu verbessern, indem Verschleiß, Energieverbrauch und Produktionsabfälle verringert werden.

Wie sich der Reibungskoeffizient auf die Produktleistung auswirkt

Der Reibungskoeffizient (COF) ist ein entscheidender Faktor zum Verständnis der Wechselwirkung zwischen zwei Oberflächen. Sein Wert wirkt sich direkt auf die Effizienz, Langlebigkeit und Funktionalität verschiedener Produkte aus. Im Automobilsektor ist beispielsweise ein hoher Reibungskoeffizient in Bremsbelagmaterialien erforderlich, um eine maximale Bremsleistung zu gewährleisten. Aktuellen Forschungsergebnissen zufolge liegen die typischen Reibungskoeffizienten zwischen 0.3 und 0.6. Dieser Bereich ermöglicht effektives Bremsen und vorhersehbare Verschleißraten im Laufe der Zeit.

Ebenso sind in Produktionsumgebungen präzise Reibungskoeffizienten für einen effizienten und reibungslosen Materialtransport mit Förderbändern unerlässlich. Extrem hohe Reibung kann zu Verschleiß oder Staus führen, während geringe Reibung Schlupf verursachen und dadurch die Betriebsflussbedingungen stören kann. Schließlich wurden mithilfe moderner Werkstofftechnik reibungsarme Polymere entwickelt, die den Energieverbrauch von Fördersystemen um bis zu 15 % senken.

Darüber hinaus ist der COF auch bei der Verwendung von Sportgeräten sehr wichtig für die sportliche Leistung. Die Sohlen von Sportschuhen sind mit optimierter Reibung gefertigt, sodass sie Halt bieten, ohne Druck auf die Gelenke auszuüben. Labortests von Laufsohlen nasser Laufschuhe, die einen durchschnittlichen COF von 0.8-1.2 aufwiesen, zeigten eine verbesserte Traktion und Haltbarkeit im Vergleich zu trockenen Bedingungen, während gleichzeitig ein guter Halt auf Oberflächen erhalten blieb, was unter solchen Umständen mehr ist, als jeder andere sich wünschen würde.

Im Energiebereich hat die COF-Optimierung bei mechanischen Systemen zu erheblichen Fortschritten geführt. Einige Hochleistungsschmierstoffe mit einem COF von nur 0.01 ermöglichen es Industriemaschinen, bis zu 20 % ihres üblichen Stromverbrauchs einzusparen, indem sie die innere Reibung und Wärmeentwicklung verringern. Diese Entwicklung unterstreicht die Rolle des COF bei der Erzielung von Einsparungen und Nachhaltigkeit.

Durch sorgfältiges Verständnis und Kontrolle des Reibungskoeffizienten können Industrien Produktdesign optimieren, Lebenszyklen und Sicherheit bei gleichzeitiger Steigerung der Energieeffizienz und Betriebszuverlässigkeit.

Wie wird die Reibwertprüfung durchgeführt?

Übersicht über die Testmethode ASTM D1894

ASTM D1894 standardisiert diesen Test und ist ein einheitliches Verfahren zur Quantifizierung des Reibungskoeffizienten (COF) von Kunststofffolien und -platten. Dabei werden sowohl der statische COF, der sich auf den Widerstand gegen die Startbewegung bezieht, als auch der kinetische COF, der Widerstand, der auftritt, sobald die Bewegung beginnt, gemessen.

Test Himanshu

• Probenvorbereitung: Der erste Schritt besteht darin, Proben aus der Kunststofffolie oder dem Plattenmaterial auszuschneiden. Anschließend erfolgt eine Konditionierung bei normalen atmosphärischen Bedingungen, normalerweise bei 23 °C (73 °F) und 50 % relativer Luftfeuchtigkeit, um sicherzustellen, dass der Standard durchgehend erhalten bleibt.
• Testgerät: Für den Test wird eine ebene horizontale Ebene mit einem Schlitten verwendet, dessen Masse bereits bekannt ist, normalerweise 200 Gramm. Edelstahl kann als Abdeckung für den Schlitten verwendet werden, um zu zeigen, wie er aussehen würde, wenn er mit einer anderen Oberfläche in Kontakt käme.

Test Ausführung:

Die Probe wird auf die Prüffläche gedrückt und anschließend darauf abgelegt.

Durch eine Anordnung von Rollen, die den Schlitten mit einem Prüfgerät verbinden, kann eine Zugkraft in eine Richtung erzeugt werden.

Das Gerät berechnet sowohl den statischen Reibungskoeffizienten, der für die anfängliche Schlittenbewegung erforderlich ist, als auch den dynamischen oder kinetischen Reibungskoeffizienten, der für die kontinuierliche Bewegung erforderlich ist.

Was ist COF:

• Der Reibungskoeffizient wird berechnet, indem die Kraft gemessen und durch das Gewicht des Schlittens geteilt wird. Der Reibungskoeffizient beginnt mit der Spitzenkraft zu Beginn der Bewegung, während sich der kinetische Reibungskoeffizient auf die Durchschnittskraft während anhaltender Bewegung bezieht.
• Wichtige Erkenntnisse und Anwendungen in der Branche

Der ASTM D1894-Test liefert genaue COFs für Branchen wie Verpackung, Druck und Fertigung. Zum Beispiel:

• Verpackungsfolien: In automatisierten Maschinen sind niedrige Reibungskoeffizienten für Folien wünschenswert, die problemlos durchlaufen, ohne zu klemmen.
• Produktsicherheit: Genaue Messungen der COFs tragen dazu bei, ein Ausrutschen beim Stapeln oder Transportieren zu verhindern und erhöhen so die allgemeine Sicherheit.
• Daten aus aktuellen Studien zeigen, dass die statischen Reibungskoeffizienten (COF) typischer Polyethylenfolien je nach Oberflächenbehandlung und verwendeten Additiven zwischen 0.1 und 0.4 liegen. Unbehandelte Folien können dagegen etwas höhere Werte aufweisen, was zeigt, wie wichtig es ist, die Materialeigenschaften an spezifische Anwendungen anzupassen.

Durch die Anwendung des Testprotokolls ASTM D1894 können Industrien eine gleichbleibende Qualität sicherstellen, die Produktfunktionalität verbessern und strenge gesetzliche Standards einhalten.

Wichtige Erkenntnisse und Branchenanwendungen

Der ASTM D1894-Test kann die genauen COF-Werte liefern, die in der Verpackungs-, Druck- und Fertigungsindustrie benötigt werden. Wie zum Beispiel:

• Verpackungsfolien: Bei Folien, die in automatisierten Maschinen verwendet werden, ist ein niedriger Reibungskoeffizient gut für eine reibungslose Verarbeitung, da er ein Verklemmen verhindert.
• Produktsicherheit: Es ist wichtig, den Reibungskoeffizienten richtig zu messen, um ein Verrutschen beim Stapeln oder Transportieren zu vermeiden und so letztendlich die Gesamtsicherheit zu verbessern.

Jüngste Studien haben gezeigt, dass die statische Reibung typischer Polyethylenfolien ohne jegliche Modifikation je nach Oberflächenbehandlung und verwendeten Additiven zwischen 0.1 und 0.4 liegt. Unbehandelte Folien können jedoch etwas höhere Reibungskoeffizienten aufweisen, was die Notwendigkeit unterstreicht, Materialien für bestimmte Anwendungen zu entwickeln.

Durch die Anwendung des Testprotokolls ASTM D1894 können Branchen eine gleichbleibende Qualität sicherstellen, die Produktleistung verbessern und gesetzliche Standards einhalten.

ISO 8295-Norm für Kunststofffolien und -bahnen

Die Norm ISO 8295 beschreibt eine Methode zur Messung des Reibungskoeffizienten für Kunststofffolien und -bahnen. Sie wird häufig angewendet, um statische und kinetische Reibungseigenschaften zu testen und sicherzustellen, dass Materialien ihren beabsichtigten Zweck erfüllen. Eine Bahn- oder Filmprobe wird unter kontrollierten Bedingungen über eine andere geschoben, um die zum Überwinden der Reibung erforderliche Kraft zu messen.

Ein Schlitten mit einer festen Masse wird gemäß ISO 8295-Methode verwendet, um eine konstante Normalkraft auf ihn auszuüben, während das Prüfgerät die Kraft aufzeichnet, die erforderlich ist, um die Bewegung des Schlittens zu starten und aufrechtzuerhalten. Typische Prüfbedingungen umfassen eine Gleitgeschwindigkeit von 100 ± 10 mm/min und bestimmte Umgebungsvariablen wie Temperatur und Feuchtigkeit, die die COF-Werte stark beeinflussen.

Beispielsweise haben Polyethylenfolien statische COFs zwischen 0.2 und 0.4, je nach Oberflächenbehandlung und während der Produktion eingearbeiteten Additiven. Dynamische COFs sind in der Regel etwas niedriger als statische COFs, da weniger Kraft erforderlich ist, um solche Bewegungen auszulösen (Bahrami et al., 2016). Abweichungen können jedoch aufgrund von Schwankungen in der chemischen Zusammensetzung, Gleitadditiven oder Antiblockiermitteln auftreten, die bei ihrer Herstellung verwendet werden.

Durch die Anwendung von ISO 8295 können Hersteller mithilfe der gewonnenen Daten ihre Folien und Platten verbessern, um eine effizientere Handhabung beim Laminieren oder Verpacken zu gewährleisten. Dies ist wichtig bei Lebensmittelverpackungen, medizinischen Materialien und der industriellen Fertigung, wo ständige Oberflächeninteraktionen für Funktionalität und Sicherheit entscheidend sind.

Bei der COF-Prüfung verwendete Ausrüstung

Zur Durchführung von COF-Tests wird üblicherweise ein Testgerät mit einer horizontalen Ebene und einem Schlitten verwendet. Unter kontrollierten Bedingungen bietet die Ebene eine stabile Oberfläche, und der Schlitten, der immer mit seinem Abdeckmaterial versehen ist, gleitet darüber. Darüber hinaus sollte eine Lastmesszelle oder ein Kraftsensor in das System integriert sein, um den Reibungswiderstand genau zu messen. Viele moderne Maschinen für COF-Tests sind automatisch und ermöglichen so eine genaue Kontrolle der Schlittengeschwindigkeit, des Drucks und der Testbedingungen, wodurch zuverlässige und konsistente Ergebnisse garantiert werden.

Was sind die Hauptkomponenten eines COF-Testers?

Überlegungen zu Schlitten und Gewicht

Der Schlitten ist eine wichtige Komponente in einem Reibungskoeffizientenprüfgerät (COF-Tester), um die Materialkontaktfläche zwischen zwei Objekten zu simulieren. Der Schlitten, auf dem der Test durchgeführt wird, besteht normalerweise aus rostfreiem Stahl oder Aluminium, das aufgrund seiner Langlebigkeit und gleichbleibenden Funktion während der gesamten Lebensdauer ausgewählt wurde. Wenn genaue Testbedingungen eingehalten werden müssen, muss der Schlitten mit einem Standardgewicht ausgestattet sein, das während des Tests eine bereits definierte Normalkraft ausübt.

Gemäß den Richtlinien von ASTM D1894 ist es üblich, dass diese Standardgewichte 200 g wiegen. In anderen Branchen werden jedoch je nach den spezifischen Testanforderungen möglicherweise andere Gewichtsgrößen verwendet, beispielsweise von 100 Gramm bis hin zu 1 Kilogramm.

Um Abweichungen beim Testen zu minimieren, sollte die Gewichtsverteilung gleichmäßig sein, während die Schlittenoberfläche gleichmäßig frei sein sollte. Darüber hinaus werden für Schlitten standardisierte Größen festgelegt: in vielen Fällen 63.5 mm x 63.5 mm, um alle Ansätze gleich bewerten zu können. Durch diese Standardisierung wird die Reproduzierbarkeit zwischen verschiedenen COF-Testmaschinen und den darin enthaltenen Einrichtungen möglich. Eine korrekte Kalibrierung hilft, Fehler durch Verschleiß, Umweltfaktoren und Fehlausrichtung zu vermeiden, die häufig die Reibungsleistungsmessungen beeinträchtigen, die durch Komponenten wie Schlitten und Gewicht verursacht werden.

Vorbereitung der Testoberfläche

Um zuverlässige und wiederholbare Ergebnisse zum Reibungskoeffizienten (COF) zu erhalten, muss die Testoberfläche richtig vorbereitet werden. Die Oberfläche muss frei von Schmutz, Wasser oder anderen Materialien sein, die ihr Reibungsverhalten beeinträchtigen könnten, wie Staub, Öl, Rückstände usw. Verwenden Sie zugelassene Reinigungsmittel und halten Sie die vorgeschriebenen Trocknungsintervalle ein, um Gleichmäßigkeit zu gewährleisten. Falls das Oberflächenmaterial eine Aufbereitung benötigt, z. B. Polieren oder Vorbehandlung, sollten alle diese Schritte für jede getestete Probe auf ähnliche Weise durchgeführt werden. Machen Sie sich ausreichend Notizen dazu, wie diese Vorbereitung durchgeführt wurde, um spätere Wiederholungen bei anderen Tests zu ermöglichen.

Kraftmessgeräte

Kräfte werden mithilfe von Kraftmessgeräten gemessen. Zu den am häufigsten verwendeten Geräten gehören Lastzellen, Kraftmesser und Drehmomentsensoren für bestimmte Anwendungen. Um diese Informationen zu erhalten, wird die mechanische Kraft von Lastzellen, die in der Industrie und in Laboren weit verbreitet sind, in ein elektrisches Signal umgewandelt. Es gibt digitale und analoge Versionen von Kraftmessern, die überallhin mitgenommen werden können und vor allem für schnelle Messungen vor Ort beliebt sind. Die erforderliche Genauigkeit, der erforderliche Kapazitätsbereich und der Verwendungszweck haben Einfluss auf die Auswahl eines geeigneten Geräts.

Wie interpretieren Sie die Ergebnisse des Reibungskoeffiziententests?

Berechnung statischer und kinetischer Reibungskoeffizienten

Die maximale statische Kraft (die geringste Kraft, die zum Starten einer Bewegung erforderlich ist) wird durch die Normalkraft zwischen den Oberflächen geteilt, um den statischen Reibungskoeffizienten zu berechnen, der eine einheitenlose Zahl ergibt. Die Formel lautet: Man kann die Reibung bestimmen, indem man die Kräfte analysiert, die auf Kontaktflächen wirken.

Statischer Reibungskoeffizient (μs) = Fs / N

Wobei Fs die statische Kraft und N die Normalkraft ist.

Wenn man andererseits die zur Aufrechterhaltung der Bewegung eingesetzte konstante Kraft durch die Normalwirkung dividiert, erhält man den kinetischen Reibungskoeffizienten gemäß der Formel.

Kinetischer Reibungskoeffizient (μk) = Fk / N

Wobei Fk die kinetische Kraft und N die Normalkraft ist.

Diese Berechnungen liefern quantifizierbare Messwerte für die Reibungseigenschaften von Materialien und helfen bei der Materialauswahl und Leistungsbewertung.

Faktoren, die die COF-Messungen beeinflussen

Mehrere Faktoren beeinflussen die COF-Messungen, und ich würde die folgenden Schlüsselaspekte berücksichtigen. Die Oberflächenrauheit spielt eine wichtige Rolle; glattere Oberflächen führen im Allgemeinen zu niedrigeren COF-Werten, während rauere Texturen die Reibung erhöhen. Die Materialzusammensetzung ist ein weiterer kritischer Faktor, da verschiedene Materialien an Kontaktflächen auf einzigartige Weise interagieren. Darüber hinaus können Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Feuchtigkeit und Verschmutzung die Ergebnisse beeinflussen und müssen daher während der Messungen sorgfältig kontrolliert werden. Schließlich sind die aufgebrachte Last und die Bewegungsgeschwindigkeit wichtige Parameter, die die COF-Werte bestimmen; daher ist es notwendig, eine konstante Testumgebung für zuverlässige Daten aufrechtzuerhalten.

Typische COF-Werte für verschiedene Materialien

Materialkombinationen und Bedingungen, unter denen solche Messungen durchgeführt werden, führen zu Abweichungen im Reibungskoeffizienten (COF). Nachfolgend sind die COF-Werte für einige typische Materialpaarungen aufgeführt:

Stahl auf Stahl

• Trockene Oberfläche: ~0.5 – 0.8
• Geschmierte Oberfläche: ~0.05 – 0.1
• Trockener Stahl weist aufgrund der starken Haftung an den Kontaktpunkten einen hohen Reibungskoeffizienten auf. Durch die Schmierung verringert sich die Reibung jedoch erheblich, was wiederum den Verschleiß mechanischer Komponenten reduziert.

Gummi auf Beton

• Trockene Bedingungen:~0.6 – 0.85
• Nasse Bedingungen:~0.4 – 0.6
• Die Kombination von Gummi und Beton führt häufig zu einem hohen Reibungskoeffizienten, was sich gut für Reifen und Schuhe eignet. Lebende Oberflächen reduzieren die Reibung mäßig, was sich auf Leistung und Sicherheit auswirken kann.

Holz auf Holz

• Trockene Oberfläche: ~0.3 – 0.5
• Gewachste Oberfläche: ~0.1 – 0.2
• Die Glätte der Holz-auf-Holz-Interaktion hängt von der gewachsten, geglätteten Oberfläche ab, indem die Reibung an der Schnittstelle verringert wird.

Teflon auf Stahl

• Trockene Oberfläche: ~0.04
• Aluminium auf Aluminium
• Trockene Oberfläche: ~1.05

Der Grund hierfür liegt in den hohen Reibungskoeffizienten, die Aluminium bei Trockenkontakt entwickelt. Daher ist es zwingend erforderlich, gleitende Aluminiumteile zu schmieren.

Eis auf Eis

• ~0.01 – 0.1 (temperaturabhängig)
• Die niedrigen Reibungskoeffizienten von Eis resultieren aus einer dünnen Wasserschicht, die durch Druck und Temperatur entsteht und als Schmiermittel fungiert. Wenn die Temperaturen nahe dem Gefrierpunkt liegen, können erhebliche Veränderungen auftreten.

Diese Werte dienen nur als ungefähre Richtwerte und können auch von bestimmten Oberflächenbehandlungen, Umgebungsbedingungen und verwendeten Testmethoden abhängen. Bei genauer Anwendung wird empfohlen, die einzelnen Materialien unter kontrollierten Bedingungen zu testen.

Was sind die häufigsten Herausforderungen bei der Prüfung des Reibungskoeffizienten?

Sicherstellung gleichbleibender Testbedingungen

Um genaue und reproduzierbare Messungen des Reibungskoeffizienten (COF) durchführen zu können, müssen die Testbedingungen konstant sein. Mögliche Schwankungen der Umgebungsfaktoren, z. B. Temperatur und Luftfeuchtigkeit, sowie die Sauberkeit der Oberfläche können die COF-Werte erheblich beeinflussen. Untersuchungen haben gezeigt, dass selbst kleinste Temperaturschwankungen die Schmiereigenschaften von Oberflächen beeinträchtigen können, insbesondere bei Materialien wie Eis oder Polymeren, was zu Testabweichungen führt. Beispielsweise ist eine kontrollierte Luftfeuchtigkeit beim Testen hygroskopischer Substanzen wichtig, da die Wasseraufnahme die Oberflächeneigenschaften verändern und damit die Reibung beeinflussen kann.

Darüber hinaus muss auch bei Prüfgeräten und -verfahren die Genauigkeit gewährleistet sein. Derzeit sind Tribometer und Reibungsprüfstände mit automatisierten Systemen ausgestattet, die Parameter wie Kontaktwinkel, Belastungskraft und Geschwindigkeit steuern, um Abweichungen zu minimieren. Untersuchungen zeigen, dass die Variabilität um 20 % reduziert wird, wenn diese Faktoren innerhalb enger Toleranzen gehalten werden. Darüber hinaus wird durch die Vereinheitlichung von Techniken wie Reinigungs- oder Schleifprotokollen sichergestellt, dass bei verschiedenen Tests ein ähnliches Niveau der Oberflächenvorbereitung besteht.

Die Einhaltung anerkannter Prüfrichtlinien wie ASTM G115 oder ISO 19239 vereinfacht die Prozesse und bietet Vergleichsmaßstäbe. Konsistenz verbessert die Zuverlässigkeit der COF-Daten, insbesondere in Branchen wie der Luft- und Raumfahrtindustrie und dem Automobilbau, in denen Präzision gewährleistet sein muss.

Umgang mit Materialabweichungen

Materialunterschiede können die Funktionalität und Zuverlässigkeit des Systems erheblich beeinträchtigen. Daher ist es wichtig, die Eigenschaften von Materialien zu verstehen, indem Standardprüfmethoden wie Zugfestigkeitsprüfungen und Härtebewertungen, um Einheitlichkeit der Daten sicherzustellen. Qualitätskontrollmaßnahmen wie regelmäßige Inspektionen und Chargenproben sollten umgesetzt werden, um Abweichungen frühzeitig zu erkennen. Das Risiko eines unvorhersehbaren Materialverhaltens könnte durch die Wahl von Lieferanten mit geprüften Qualitätsstandards eliminiert werden. Daher erfordern kritische Anwendungen umfangreiche Vergleichstests alternativer Materialien, um Kompatibilität und gleichwertige Leistung sicherzustellen.

Kalibrierung und Wartung von Prüfgeräten

Genaue und zuverlässige Ergebnisse hängen von ordnungsgemäß kalibrierten und gewarteten Testgeräten ab. Gemäß den Empfehlungen des Herstellers oder den Industrienormen sollten Kalibrierungen regelmäßig durchgeführt werden. Dies bedeutet, dass die Geräte mit einem anerkannten Referenzstandard verglichen werden, um etwaige Abweichungen festzustellen und zu beheben. Es wird empfohlen, dass Wartungsroutinen auch das Reinigen, Überprüfen auf Verschleiß und Ersetzen von Verbrauchsmaterialien nach einiger Zeit umfassen. Ein ausführliches Kalibrierungs- und Wartungsprotokoll hilft bei der Leistungsverfolgung, da es die Einhaltung der Qualitätssicherungsprotokolle gewährleistet. Wenn diese Praktiken zur Gewohnheit werden, werden Fehler reduziert, während die Lebensdauer der Instrumente länger als erwartet sein kann.

Wie können Sie die Genauigkeit von COF-Messungen verbessern?

Bewährte Verfahren zur Probenvorbereitung

Um die Genauigkeit der Reibungskoeffizientenmessung (COF) durch Probenvorbereitung zu verbessern, beachten Sie die folgenden Richtlinien:

1. Reinigen Sie die Proben gründlich – Stellen Sie sicher, dass alle Testoberflächen frei von Verunreinigungen wie Staub, Ölen und Rückständen sind, die die Messgenauigkeit beeinträchtigen könnten. Verwenden Sie für jedes Material geeignete Reinigungsmittel.
2. Sorgen Sie für einheitliche Oberflächenbedingungen – Überprüfen Sie, ob alle Proben hinsichtlich Oberflächenstruktur, Ebenheit und Rauheit gleichmäßig sind. Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche führen zu Abweichungen bei den Messungen.
3. Kontrollieren Sie die Umweltfaktoren – Bereiten Sie Proben unter kontrollierten Umweltbedingungen wie stabiler Temperatur und Luftfeuchtigkeit vor, um externe Einflüsse auf die Ergebnisse zu minimieren.
4. Gehen Sie angemessen mit den Proben um – Vermeiden Sie das Einbringen von Verunreinigungen durch direkten Kontakt, indem Sie beim Umgang mit den Proben Handschuhe oder Werkzeuge verwenden.

Dadurch werden Inkonsistenzen reduziert und die Messungen zuverlässiger.

Testparameter optimieren

Um Testparameter effektiv zu optimieren, ist es wichtig, Konfigurationen zu wählen, die Präzision, Effizienz und Wiederholbarkeit maximieren. Häufig zu berücksichtigende Parameter sind Messgeschwindigkeit, Auflösung und zulässiger Variationsbereich. In einer aktuellen Studie zur Materialprüfung führte die Festlegung solcher Parameter entsprechend den Eigenschaften der Proben zu einer besseren Leistung während der Tests, was die Genauigkeit erhöht. Zum Beispiel:

1. Messgeschwindigkeit – Hochgeschwindigkeitsmessungen sind für größere Probenmengen wünschenswert, können jedoch die Genauigkeit beeinträchtigen. Wenn detaillierte Ergebnisse erforderlich sind, sollten die Messgeschwindigkeiten reduziert und die Auflösungen erhöht werden, um Änderungen im Mikronbereich festzustellen.
2. Auflösung – Die Auflösung muss auf Grundlage der Toleranzwerte des jeweiligen Tests gewählt werden. Studien zu in der Nanotechnologie verwendeten Materialien zufolge ist es entscheidend, dass eine Auflösung von mindestens 0.1 nm eingehalten wird, um leichte Abweichungen auf Oberflächen leicht erkennen zu können.
3. Abweichungsschwellenwerte – Legen Sie akzeptable Abweichungsgrenzen fest, je nachdem, was der Test erreichen soll. Bei Hochleistungsmaterialien wie Legierungen in Luftfahrtqualität, die für Qualitätskontrollzwecke verwendet werden, liegen die Toleranzen jedoch normalerweise zwischen ±0.01 % und ±0.02 %. Werden diese Schwellenwerte nicht eingehalten, kann dies auf Inkonsistenzen in der Materialzusammensetzung oder Mängel in der Prozesssteuerung hinweisen.
4. Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen – Um konsistente und reproduzierbare Testergebnisse zu erzielen, ist es wichtig, dass die kontrollierte Umgebung die Parameter optimiert. Untersuchungen haben gezeigt, dass Temperaturschwankungen bei jeder Änderung von 0.05 °C zu Unterschieden bei den Testergebnissen von etwa 10 % führen können, was die Bedeutung stabiler Bedingungen unterstreicht.

Durch die Anwendung dieser optimierten Parameter wird außerdem die Zuverlässigkeit des Testverfahrens und seine Kompatibilität mit ASTM-Standards erhöht. Eine Kalibrierung in Kombination mit Anpassungen dieser Faktoren kann dazu beitragen, immer wieder einheitliche Ergebnisse zu erzielen.

Mit statistischer Analyse zu verlässlichen Ergebnissen

Um die Zuverlässigkeit und Konsistenz von Tests sicherzustellen, gilt die statistische Analyse als wichtiges Instrument. Regressionsanalyse, ANOVA und Hypothesentests sind fortgeschrittene Methoden, mit denen Fehler und Inkonsistenzen präzise identifiziert und kontrolliert werden können. Die Regressionsanalyse beispielsweise liefert Einblicke in die Korrelation von Variablen, um Schlüsselparameter zu optimieren.

Die jüngsten Fortschritte in der Datenanalyse haben die Bedeutung angemessener Stichproben unterstrichen. Nach der allgemein anerkannten Formel von Cochran reicht für die meisten industriellen Prozesse im Allgemeinen eine Stichprobengröße von 30 oder mehr aus, um statistische Signifikanz zu erreichen. In einigen Branchen mit hohem Risiko, wie der Pharmaindustrie oder der Luft- und Raumfahrt, können jedoch größere Stichprobengrößen von über 100 erforderlich sein, um Fehler erster und zweiter Art zu minimieren.

Darüber hinaus erleichtern statistische Prozesskontrollmethoden (SPC) wie Kontrollkarten die kontinuierliche Überwachung von Testdaten. Six Sigma-Standards werden häufig in realen Anwendungen eingesetzt, bei denen Prozesse innerhalb eines Grenzwertes von 3.4 Fehlern pro Million Möglichkeiten (DPMO) gehalten werden, um optimale Qualität aufrechtzuerhalten. Es wurde festgestellt, dass dieser Grad an Genauigkeit die Variabilität bei Materialien und Verfahren verringert und es ihnen ermöglicht, strenge Branchenvorschriften direkt einzuhalten. Statistische Analysen können Organisationen dabei helfen, Störvariablen zu verwalten, Ausreißer zu kontrollieren und ihre Methoden sicher zu testen. Diese Abhängigkeit von Daten erleichtert die Identifizierung von Unsicherheitsbereichen in der Forschung und reduziert das Risiko und die Einhaltung internationaler Normen für Zuverlässigkeit und Wiederholbarkeit.

Was sind die neuesten Fortschritte bei der Prüfung des Reibungskoeffizienten?

Automatisierte COF-Testsysteme

Fortschritte bei automatisierten Reibungstestern haben deren Genauigkeit und Effizienz verbessert. Heutzutage verwenden sie fein abgestimmte Sensoren und hochentwickelte Software, die dabei hilft, Ergebnisse in Echtzeit zu liefern (Stokes 2002). Das bedeutet, dass Hersteller, die solche Systeme verwenden, in der Lage sind, die ständig steigenden Qualitätsstandards ihrer Produkte einzuhalten. So hat die Automatisierung von Tests es beispielsweise möglich gemacht, reale Anwendungen noch besser nachzubilden, indem unter anderem Variablen wie Kontaktflächen, Druck und Geschwindigkeit berücksichtigt werden.

Eine Verbesserung ist die Implementierung von Algorithmen des maschinellen Lernens für adaptive Tests. Diese Algorithmen sparen Zeit, die bei manuellen Wiederholungstests verloren geht, wenn die ersten Ergebnisse bestätigen, dass auch andere Bedingungen getestet werden sollten. Die Entscheidungsfindung wird zudem durch die schnelle Integration dieser systemgenerierten Daten in branchenübergreifende Standardstatistiksoftware beschleunigt.

Einige dieser Maschinen können jetzt gemäß den jüngsten Leistungsbenchmarks eine Messgenauigkeit von ±0.001 für COF-Werte erreichen, eine Präzision, die bis vor kurzem mit manuellen Methoden nicht erreicht werden konnte (Kratz 2005). Außerdem hat die Automatisierung die Testdauer erheblich verkürzt, wobei einige Maschinen weniger als eine halbe Minute benötigen, um einen vollständigen Testzyklus abzuschließen (van der Houwen et al., 2001). Dadurch werden Hochleistungsproduktionslinien mit schneller Qualitätssicherung bereitgestellt, die den internationalen Vorschriften, d. h. ASTM D1894 oder ISO 8295, entsprechen.

Integration mit anderen Materialprüfmethoden

Zweifellos verbessert die Integration von Reibungskoeffiziententests (COF) in andere Materialtestmethoden das allgemeine Verständnis der Materialeigenschaften. Ein Beispiel hierfür wäre, wenn ich COF-Tests mit Tests der Zugfestigkeit und Abriebfestigkeit kombiniere, um die Gesamtleistung eines Materials unter verschiedenen Bedingungen zu beurteilen. Dadurch habe ich die Möglichkeit zu sehen, wie sich Materialien bei realen Anwendungen verhalten, und kann durch die Zusammenführung der Daten aus diesen Techniken intelligentere Design- und Fertigungsentscheidungen treffen.

Neue Standards und Testprotokolle

Im Bereich der Testreibungskoeffizienten (COF) werden weiterhin weltweit neue Standards entwickelt und Testprotokolle verbessert. Organisationen wie ISO und ASTM überarbeiten ihre bestehenden Standards, um sie an die aktuellen Herstellungsprozesse anzupassen. So hat ASTM beispielsweise in jüngster Vergangenheit Richtlinien entwickelt, die eine genauere Kontrolle der Umgebungsbedingungen während der COF-Prüfung ermöglichen, einschließlich Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen, die die Ergebnisse beeinflussen. Auch die mehrdimensionale Reibungsanalyse wurde gemäß ISO 13155 weiterentwickelt und ermöglicht komplexere Auswertungen der Materialinteraktion bei dynamischen Belastungen.

Zu den modernen Fortschritten gehört die Anwendung tribologischer Modelle, mit denen sich Verschleißmuster modellieren lassen, die für bestimmte Branchen wie die Automobil- oder Luftfahrtindustrie charakteristisch sind. So lässt sich die resultierende Reibungskraft berechnen, um die Leistung vorherzusagen. Diese Modelle kombinieren COF-Werte mit prädiktiven Algorithmen, die das langfristige Materialverhalten bei längerer Nutzung vorhersagen. Darüber hinaus sind KI-gestützte Datenanalysen zu einem festen Bestandteil automatisierter Testgeräte geworden und ermöglichen so die Identifizierung von Mustern oder Abweichungen mit außergewöhnlicher Präzision. Dies ermöglicht nicht nur die Einhaltung strengerer gesetzlicher Rahmenbedingungen, sondern verbessert auch die Produktzuverlässigkeit bei gleichzeitiger Reduzierung von Testschwankungen.

Die Einführung aktualisierter Protokolle kann für die Verbesserung von Tests sehr wichtig sein. So wurde beispielsweise festgestellt, dass automatisierte Mehrprobensysteme die Variabilität im Vergleich zu manuellen Methoden um 25-40 % reduzieren und gleichzeitig ihren Durchsatz um über 50 % erhöhen. Mit diesen Verbesserungen wird es notwendig, immer neue Standards einzuhalten, da dies es Unternehmen ermöglicht, der Konkurrenz einen Schritt voraus zu sein und regulatorische Herausforderungen auf dem Weltmarkt zu vermeiden.

Häufig gestellte Fragen (FAQs)

F: Welche Bedeutung hat die Bewertung des Reibungskoeffizienten bei Kunststoffprüfungen?

A: Das Maß für die Kraft zwischen zwei Oberflächen wird als Reibungskoeffizient (COF) bezeichnet. Bei Kunststoffprüfungen ist es wichtig, herauszufinden, wie viel Reibung bei Kunststofffolien und -platten vorhanden ist. Einerseits kann ein hoher COF auf eine starke Haftung zwischen Oberflächen hinweisen, während ein niedriger Wert ein leichtes Gleiten bedeuten kann. Kenntnisse über den COF sind für die Qualitätskontrolle, die Produktentwicklung und die Gewährleistung einer guten Produktleistung in verschiedenen Bereichen von entscheidender Bedeutung.

F: Welche Beziehung besteht zwischen den Normen ASTM D1894 und ISO 8295 und der Prüfung des Reibungskoeffizienten?

A: Die Reibungskoeffizienten werden nach ASTM D1894 und ISO 8295 getestet. Dabei handelt es sich um Testmethoden zur Messung statischer Reibung, wie sie beispielsweise bei Folien oder Platten aus Polyvinylchlorid (PVC) auftritt. Diese Protokolle werden in dieser Branche weithin verwendet und dienen neben der Charakterisierung von Materialien auch der Standardisierung, da sie auch Regeln für Testverfahren, Gerätespezifikationen und Berechnungsmethoden enthalten, um in jedem Testzentrum einheitliche Ergebnisse zu gewährleisten. Diese Kriterien werden in den jeweiligen Branchen weltweit zur Qualitätssicherung und Materialspezifikation akzeptiert.

F: Was unterscheidet den statischen Reibungskoeffizienten (COF) vom kinetischen COF?

Der statische Reibungskoeffizient (statischer Reibungskoeffizient) ist das Verhältnis zwischen der Kraft, die erforderlich ist, um eine Bewegung zwischen zwei Oberflächen einzuleiten, und der Kraft, die senkrecht zu ihnen steht. Er weist auf die Schwierigkeit hin, eine Bewegung einzuleiten. Der kinetische Reibungskoeffizient (kinetischer Reibungskoeffizient) hingegen misst die Kraft, die erforderlich ist, um eine Bewegung zwischen zwei sich berührenden Oberflächen aufrechtzuerhalten, geteilt durch ihre jeweiligen Normalkräfte. Dies beschreibt den Widerstand beim Gleiten, allgemein bekannt als Oberflächen- oder Gleitwiderstand. Im Allgemeinen bleibt der statische Reibungskoeffizient höher als der kinetische Reibungskoeffizient.

F: Welche Art Prüfmaschine wird zum Testen des Reibungskoeffizienten verwendet?

A: Eine spezielle Prüfmaschine, die häufig zur Prüfung des Reibungskoeffizienten verwendet wird, kombiniert Elemente eines Zugprüfgeräts mit einem Gleitmechanismus. Typischerweise besteht eine solche Maschine aus einer stationären Oberfläche, auf die ein beweglicher Schlitten mit einem bekannten Gewicht Druck ausübt und so gleichzeitig sowohl statische als auch dynamische Formen auf der zu prüfenden Probe erzeugt. Das Gerät berechnet auch sowohl die statische als auch die dynamische Reibung, während es sich mit seinem Schlitten über die Prüfprobe bewegt.

F: Wie wird der Reibungskoeffizient bei diesen Tests berechnet?

A: Die Reibungskraft in Pfund geteilt durch die Normalkraft (Gewicht des Schlittens) ergibt den Reibungskoeffizienten. Eine anfängliche Maximalkraft, die zum Starten einer Bewegung erforderlich ist, wird normalerweise als statischer Reibungskoeffizient verwendet. Er wird im Durchschnitt als kinetischer Reibungskoeffizient während des Gleitens verwendet. Somit ist Reibungskoeffizient = Reibungskraft / Normalkraft. Manchmal wird diese Berechnung automatisch von der Prüfmaschine anhand der Kraftmessungen des Schlittens und des bekannten Gewichts durchgeführt.

F: Welche Faktoren können die Reibungskoeffizientenmessung bei Kunststoffprüfungen beeinflussen?

A: In diese Kategorie fallen verschiedene Faktoren wie Oberflächenrauheit, Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Testgeschwindigkeit, aufgebrachte Last und Probenvorbereitung. Auch die Kontaktbeschaffenheit der beteiligten Oberflächen, beispielsweise Film zu Metall oder Film zu Film, ist relevant. Um konsistente und reproduzierbare Ergebnisse zu erzielen, muss sichergestellt werden, dass sie gemäß den von ASTM oder ISO festgelegten Standards kontrolliert werden.

F: Wie unterscheiden sich die Testverfahren von ASTM D1894 und ISO 8295?

A: Obwohl ASTM D1894 und ISO 8295 den Reibungskoeffizienten für Kunststofffolien bestimmen, gibt es einige Unterschiede in ihren Methoden. Beispielsweise wiegt der Schlitten nach ASTM D1894 200 g bei einer Testgeschwindigkeit von 150 mm/min, während der Schlitten nach ISO 8295 bei Folien mit einer Dicke von weniger als 200 mm 0.075 g und bei dickeren Folien bei einer Testgeschwindigkeit von 500 mm/min 100 g wiegt. Darüber hinaus können zwischen diesen beiden Standards leicht unterschiedliche Berechnungsmethoden und Berichtsanforderungen auftreten.

Referenzquellen

1. Beschorner et al. (2019) „Vorhersage von Rutschgefahr auf Grundlage des STM 603-Ganzschuh-Tribometers unter verschiedenen Testbedingungen für Reibungskoeffizienten“ (Beschorner et al., 2019, S. 668–681).

Hauptergebnisse:

• Bei Tests mit flüssigen Verunreinigungen konnte das Reibungsmessgerät STM603 von SATRA Technology menschliche Ausrutscher vorhersagen.
• Im Vergleich zum ASTM F2913-Standard verbesserte eine Erhöhung des Schuh-Boden-Testwinkels auf 13° und der vertikalen Kräfte auf 400 oder 500 N die Rutschvorhersagen etwas.

Methodik:

• Ein einzelnes Paar Schuhe wurde mit einer Auswahl von neun Schuhdesigns unter zwölf verschiedenen Versuchsbedingungen getestet, die hinsichtlich vertikaler Kraft, Geschwindigkeit und Schuhwinkel anhand des verfügbaren Reibungskoeffizienten variierten.
• Sie berechneten anhand von menschlichen Gangdaten, wie häufig es zum Ausrutschen kam und ermittelten den jeweils erforderlichen Reibungskoeffizienten; hierfür analysierten sie 124 Fälle, in denen Personen Flüssigkeiten ausgesetzt waren.

2. Iragi et al. (2018), „Parameter zur Bewertung des Reibungskoeffizienten und ihre Beziehung zur Vorhersage von Ausrutschern von Menschen“ (Iraqi et al., 2018, S. 118–126).

Ergebnisse:

• Es wurde festgestellt, dass der ACOF erheblich von den Testbedingungen beeinflusst wurde. Es herrschten ideale Bedingungen, unter denen das Rutschrisiko bei Gangstudien mit einer regulären Kraft von 250 N, einem Schuh-Boden-Winkel von 17 Grad und einer Gleitgeschwindigkeit von 0.5 m/s bestimmt werden konnte.

Anleitung:

• Zur Messung des ACOF wurden unterschiedliche Testbedingungen verwendet und mit Daten zum Rutschrisiko aus Studien zum menschlichen Gang verglichen.

3. Borawski (2022) „Wie sich die Dauer der Prüfung der Nutzungsdauer von Bremsbelägen eines Personenkraftwagens auf die Werte des Reibungskoeffizienten und der abrasiven Verschleißrate auswirkt, die mit der Stift-auf-Scheibe-Methode ermittelt wurden“ (Borawski, 2022).

Wichtigste Ergebnisse:

• Mit zunehmendem Verschleiß der Bremsbeläge verringern sich deren Reibungskoeffizienten und die Abriebrate.

Methodik:

• Zur Messung des Reibungskoeffizienten und der abrasiven Verschleißrate wurden Proben von neuen und abgenutzten Bremsbelägen entnommen und mit einem tribologischen Stift-auf-Scheibe-Test geprüft.

4. Lomas et al. (2018) „Tribologische Prüfung von metallurgischem Koks: Reibungskoeffizient und Beziehung zu Kohleeigenschaften“ (Lomas et al., 2018)

Die wichtigsten Ergebnisse:

• Die Autoren führten tribologische Tests und Analysen durch. Die Oberflächenbeschaffenheit von metallurgischem Koks wurde anhand seines Einflusses auf die Abriebfestigkeit des Kokses erklärt.

Methodik:

• Mehrere Proben metallurgischen Kokses wurden tribologischen Tests hinsichtlich Reibungskoeffizienten und Verschleißraten unterzogen.

5. Gao und Liu (2020) „Wie der Reibungskoeffizient bei der Kratzprüfung von Kupfer mit konstanter Belastung und einem sphärischen Eindringkörper durch die Neigung der Probe beeinflusst werden kann“ (Gao und Liu, 2020)

Die wichtigsten Ergebnisse:

• Bei kleinen Neigungswinkeln stiegen die experimentell gemessenen Reibungskoeffizienten mit der Neigung der Oberfläche, der Höhe oder dem Neigungswinkel der Oberfläche. Wenn der Eindringkörper die Probenoberfläche durchquerte, stiegen sie sogar noch mehr.

Methodik:

• Ein Kupfer-Mikrokratztest wurde an einem sphärischen Eindringkörper durchgeführt, der ständig mit Kupfer beladen war, um zu untersuchen, wie sich die Neigung der Probe auf die Messung des Reibungskoeffizienten auswirkt.