materialabtragender

Materialabtragender ist ein Begriff, der sich auf Eigenschaften, Prozesse oder Zustände bezieht, die eine Materialabtragung an einer festen Oberfläche in Kontakt mit einer weiteren verursachen oder begünstigen. Er wird vor allem im Kontext tribologischer Systeme verwendet, in denen Reibung, Belastung und Umweltbedingungen zu Verschleiß führen.

Zu den maßgeblichen Mechanismen materialabtragender Vorgänge zählen mechanischer Verschleiß (Adhäsionsverschleiß, Abrasivverschleiß, Oberflächenermüdung), chemischer Verschleiß (chemische Abtragung durch Umgebungseinflüsse), und erosiver Verschleiß durch Partikel- oder Fließeströmungen. Oft treten auch tribokorrosive Effekte auf, bei denen Korrosion und Verschleiß gemeinsam wirken. Bereits geringe Veränderungen der Oberflächenbeschaffenheit, Schmierung oder Umgebung können den Grad der Materialabtragung deutlich beeinflussen.

Zur Quantifizierung materialabtragender Prozesse dienen Kennzahlen wie der Verschleißgrad oder der Volumenverlust V bzw. Massenverlust m. Modelle wie Archards Verschleißgesetz verknüpfen Verschleiß mit Normalkraft N, Reibungsweg L und Härte H der beteiligten Materialien (V = k · (N·L)/H), wobei k der Verschleißkoeffizient ist. Praktisch wird der Koeffizient experimentell bestimmt und hängt von Materialpaarung, Oberflächenrauheit, Temperatur und Schmierung ab.

Typische betroffene Werkstoffe umfassen Metalle, Keramiken und Polymere; Schutzmaßnahmen reichen von harten Oberflächenbeschichtungen (z. B. Nitride, Carbide, Diamond-Like-Carbon) über geeignete Wärme- und Oberflächenbehandlungen bis hin zu sinnvollen Schmiermittelausnutzung und konstruktiver Auslegung. Anwendungen finden sich in Lagern, Zahnrädern, Turbinenschaufeln und Schneidwerkzeugen. Methoden der Bewertung umfassen Profilometrie, Gravimetrie sowie Mikroskopie und 3D-Oberflächenmessung.