Tribometrejä

Tribometrejä ovat laitteita, joilla mitataan tribologisia ominaisuuksia kahden kosketuksessa olevan materiaalin välillä. Niillä tutkitaan kitkaa, kulumista ja voitelun vaikutusta sekä verrataan materiaaleja, pinnoitteita ja voiteluaineita sekä ymmärretään kulumisilmiöitä erilaisten kuormitus- ja liikeolosuhteiden vallitessa.

Periaate: näyte asetetaan normaalin kuorman alle ja vastapuolelle muodostuvaan liikkeeseen. Kitkän voima Ff ja normaali kuorma N mitataan, joista voidaan laskea kitkakerroin μ = Ff/N. Kulumaa arvioidaan massan muutoksesta, kuluneen uran profiloinnista tai tilavuuden menetyksen perusteella. Kulumisen mittaamiseen voidaan käyttää wear ratea, esimerkiksi tilavuuden muutosta jaettuna kuormalla ja liikkeen pituudella.

Yleisimmät kokoonpanot ovat pin-on-disk ja ball-on-disk, joissa pienikokoinen näyte (pin tai pallomainen vastinpinta) liukuu kiertävän levyn vasten. Reciprocating- tai lineaarinen tribometri mahdollistaa takaisin- ja eteenpäin liikkeen. Mikro- ja nano-tribometrit perustuvat AFM- tai MEMS-teknologioihin. Testiolosuhteita voidaan säätää lämpötilan, kosteuden, ilmanpaineen sekä voiteluaineen syötön mukaan.

Standardeja ja viitekehyksiä ovat muun muassa ASTM G99 (Wear Testing with Pin-on-Disk Apparatus) sekä ISO-standardeja pin-on-disk -menetelmille, kuten ISO 20808. Nämä ohjeistukset määrittelevät kokeen asettelun, kuormituksen, nopeuden ja raportointivaatimukset.

Sovellukset ja rajoitukset: tribometrejä käytetään auto-, ilmailu- ja rakennusteollisuudessa sekä pinnoitteiden ja voiteluaineiden kehittämisessä. Tulokset ovat testiolosuhteiden ilmentymiä, ja niiden soveltamisen todelliseen käyttöön vaaditaan kontekstin huomiointia sekä asianmukaista kalibrointia.