- Nanotribologie
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Tribologische Versuche von
Leonardo da VinciTribologie (griech.: Reibungslehre) umfasst das Forschungsgebiet und die Technologie von wechselwirkenden Oberflächen in relativer Bewegung. Tribologie wird interdisziplinär von Maschinenbauern, Werkstoffwissenschaftlern, Physikern und Chemikern betrieben. Sie befasst sich mit der wissenschaftlichen Beschreibung von Reibung, Verschleiß und Schmierung sowie der Entwicklung von Technologien zur Optimierung von Reibungsvorgängen. Zur mathematischen Beschreibung dient der Reibungskoeffizient.
Inhaltsverzeichnis
Aufgaben der Tribologie
Die Tribologie untersucht z. B. Reibung, Schmierung und Verschleiß von Lagern, Führungen, Getrieben, Motoren und anderen Maschinenelementen. Neben der Entwicklung geeigneter Schmierstoffe stehen Fragen der Werkstoffauswahl, der Oberflächenbeschichtung und der Oberflächentopografie im Vordergrund aktueller Entwicklungen. Neben den maschinenbaulichen Fragestellungen gibt es zahlreiche weitere Gebiete, bei denen Reibung und Verschleiß von großer Bedeutung sind beispielsweise in der Endoprothetik (künstlicher Gelenkersatz).
Organisationen, die sich mit Tribologie befassen, sind in Deutschland der gemeinnützige Verein Gesellschaft für Tribologie (internationale Fachtagung Reibung, Schmierung und Verschleiß), in Österreich die Österreichische Tribologische Gesellschaft und in der Schweiz die Swiss Tribology. Gemeinsames Fachorgan ist die Zeitschrift Tribologie und Schmierungstechnik.
Bedeutung der Tribologie
Durch Reibung und Verschleiß entstehen den jeweiligen Volkswirtschaften der Industrieländer jährliche Verluste in Höhe von etwa 5% des Bruttosozialproduktes; das bedeutet für Deutschland ca. 35 Milliarden EUR/Jahr [1]. Durch konsequente Umsetzen des bereits vorhandenen tribologischen Wissens könnten lt. Schätzungen ca. 5 Milliarden EUR/Jahr eingespart werden. Durch weitere tribologische Forschung kann dieses Sparpotential noch gesteigert werden. Die verstärkte Berücksichtigung tribologischer Kenntnisse bewirkt beträchtliche Einsparungen bei Energie- und Materialeinsatz, Produktion und Instandhaltung. Energie- und Rohstoffressourcen werden geschont, Umweltschäden vermieden und der Arbeitsschutz verbessert.
Begriff
Der Begriff wurde ab etwa 1966 in England als Fachterminus verwendet:
- Nach Peter Jost 1966: Tribologie ist die Wissenschaft und die Technologie der aufeinander einwirkenden, in Relativbewegung befindlichen Oberflächen und der damit zusammenhängenden praktischen Vorgänge.
- Nach DIN 50323 (Norm wurde zurückgezogen): Tribologie ist die Wissenschaft und Technik von aufeinander einwirkenden Oberflächen in Relativbewegung. Sie umfasst das Gesamtgebiet von Reibung und Verschleiß, einschließlich Schmierung, und schließt entsprechende Grenzflächenwechselwirkungen sowohl zwischen Festkörpern als auch zwischen Festkörpern und Flüssigkeiten oder Gasen ein.
- Nach Horst Czichos 1992: Tribologie ist ein interdisziplinäres Fachgebiet zur Optimierung mechanischer Technologien durch Verminderung reibungs- und verschleißbedingter Energie- und Stoffverluste.[2]
Unter Nanotribologie wird die Untersuchung der Reibung im Nanometerbereich verstanden. Dabei sind entweder spezielle Reibungseffekte in der Mikro- oder Nanotechnologie (Rasterkraftmikroskope, Festplattenköpfe, etc.) oder die Untersuchung von Reibung an sich auf atomarer Ebene Forschungsgegenstand.
Wichtige Persönlichkeiten
- Leonardo da Vinci
- Guillaume Amontons stellte die zwei Amontonsschen Gesetze auf: Die Reibungskraft ist proportional der Normalkraft und unabhängig von der scheinbaren Kontaktfläche; da Vinci waren sie schon 100 Jahre früher bekannt.
- Richard Stribeck entdeckte die nach ihm benannte Stribeckkurve, die den Reibungskoeffizienten in geschmierten Lagern beschreibt.
- Frank Philip Bowden und David Tabor verfassten 1950 das erste "moderne" Buch zur Tribologie.
- Horst Czichos
Einzelnachweise
- ↑ Gesellschaft für Tribologie
- ↑ Czichos, Habig: Tribologie Handbuch, Vieweg-Verlag, 1992
Literatur
- Bowden, Tabor: Friction and Lubrication of Solids (Oxford:Clarendon Press 1950) - engl. Originalausgabe [1]
- Bowden, Tabor: Reibung und Schmierung fester Körper (Springer-Verlag 1959), ASIN B0000BGR8B
- Theo Mang, Wilfried Dresel: Lubricants and Lubrication, , Wiley-VCH, Weinheim, 2001
- Klamann, D. (Herausgeber): Schmierstoffe und verwandte Produkte, Verlag Chemie Weinheim, 1982
- Uwe J. Möller, Udo Boor: Schmierstoffe im Betrieb, VDI-Verlag, Düsseldorf, 1987
- Wilfried Bartz und 17 Mitautoren: Reibung und Verschleiß, expert verlag, 1992
- Pigors, Oltwig: Werkstoffe in der Tribotechnik - Reibung, Schmierung und Verschleißbeständigkeit von Werkstoffen und Bauteilen, Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig/Stuttgart, 1993
- Werner Stehr / Klaus Dobler: "Die Bratwurst und der Lagerschaden - Tribologie zum Staunen, Anfassen und Experimentieren", ISBN 978-3-00-019479-5
- Persson, Bo N.J.: Sliding Friction. Physical Principles and Applications. Springer, 2002, ISBN 3540671927. (In diesem Buch werden viele Reibungsinstabilitäten in geschmierten und trockenen Reipaarungen untersucht).
- Rabinowicz, Ernest: Friction and Wear of Materials. Wiley-Interscience, 1995, ISBN 0471830844.
- Popov, Valentin L.: Kontaktmechanik und Reibung. Ein Lehr- und Anwendungsbuch von der Nanotribologie bis zur numerischen Simulation, Springer-Verlag, 2009, 328 S., ISBN 978-3-540-88836-9.
Siehe auch
Weblinks
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