Jacques P. Tardif

Technische Leitung

NEAR ZERO-QUANTUM FRICTION

Bei der Verbindung von mehreren untereinander nicht mischbaren Materialien zu einer Resultante mit Eigenschaften, die die einzelnen Bestandteile nicht haben, entsteht ein Verbundwerkstoff.

Verbundwerkstoffe gibt es bereits seit vielen Jahren: Stahlbeton seit 1848, glasfaserverstärktes Polyesterharz seit 1950.

Heutzutage sind sie bekannter, wenn sie mit einer Epoxid-, Polyester- oder Polyurethanmatrix hergestellt werden, aber es gibt sie auch mit Metallmatrizen. Die SAFRAN-Gruppe mit ihren 16.000 Patenten und 450 Patentanträgen pro Jahr reichte ein Patent für eine Erfindung ein, bei der Phosphor, Nickel und Talk (seit der Antike bekannt) für Schrauben in der Luftfahrt verwendet werden, sowie ein weiteres Patent für eine Ni-Ag-MoS2-Beschichtung, die bis zu einer Temperatur von -253°C gegen flüssigen Wasserstoff beständig ist.

So wie man in der Strömungslehre in erster Linie nach möglichst geringen Wasser- und Luftwiderstandskoeffizienten sucht, so suchen die Formulierer in der Reibungslehre nach Schmiermitteln mit Reibungskoeffizienten, die so nah wie möglich an 0 liegen, ganz gleich, welche Substrate, Geschwindigkeiten, Lasten, Temperaturen oder Umgebungen vorhanden sind.

Dazu werden Festschmiermittel verwendet, wobei keines von ihnen über die erforderlichen Leistungen verfügt, um für alle Anwendungsfälle geeignet zu sein. Die Struktur, Adsorption (ihre Affinität zu Oberflächen), die physikalisch-chemischen Eigenschaften spielen dabei eine wichtige, aber keine entscheidende Rolle.

Einige Beispiele:

Bornitrid

Polykristallin und kubisch (CBN). Bornitrid zählt zusammen mit Diamant zu den Superschleifmitteln und wird für die Herstellung von Schleifscheiben verwendet.

Dieser Festschmierstoff hat eine sechseckige Form (Hex.BN). Er besitzt einen mittleren statischen oder kinetischen Reibungskoeffizienten ab 0,4.

In beiden Fällen weist Bornitrid eine sehr gute Temperaturbeständigkeit auf: 900°C unter oxidierenden Bedingungen, 1200°C unter neutralen Bedingungen.

MoS₂

Dieser Stoff erlebte aufgrund seiner bemerkenswerten Metallaffinität in den 1960er Jahren einen rasanten Aufschwung.  Er hat eine lamellare Form, einen anfänglichen Reibungskoeffizienten von 0,04, d. h. 10 Mal kleiner als Hex.BN, und eine Temperaturbeständigkeit zwischen -180°C und +450°C. An der Luft zerfällt er in Gegenwart von Chlor, Basen und Oxidationsmitteln, und er kann Oberflächen korrodieren.

PTFE

PTFE hat einen sehr durchschnittlichen Reibungskoeffizienten von 0,2 und eine außergewöhnliche chemische Trägheit. Seine Beständigkeit bei hohen Temperaturen ist jedoch nicht sehr hoch. Ab 260°C scheidet es Fluorwasserstoff ab, was seinen Anwendungsbereich auf mittlere Temperaturen begrenzt.

Zur Erinnerung: Graphit hat einen anfänglichen coef von 0,1, Graphitfluorid (Cfxn) von 0,01 und Wolframdisulfid (WS2) von 0,03.

Die Reduzierung des Reibungskoeffizienten, des Verschleißverhaltens und der Energie sind ein ständiges Anliegen.

Zu neuen Festschmierstoffen wie den Fullerenen C60, C540, die NDP, Graphen Nanoscroll oder DLC (Diamond Like Carbon mit einem COF von 0,001) wird in HI-TECH-Bereichen umfangreiche Anwendungsforschung betrieben.

Der SHELL-Marathon hält den Rekord mit einer Strecke von 1.017 km, die mit 1 Liter Kraftstoff zurückgelegt wurde. Dabei spielte die Verringerung des Reibungskoeffizienten eine bedeutende Rolle. Diese Initiative führte und führt noch immer zu Fortschritten in der Wissenschaft, die den zahlreichen teilnehmenden Professoren und Studenten zu verdanken sind. Einige fortschrittsfeindlich eingestellte Personen werden sagen, dass diese Fortschritte nicht marktfähig sind. Ihnen möchte ich entgegnen, dass die zahlreichen Erfindungen von Eric Tabarly, dem ich als leidenschaftlicher Meeresliebhaber meine allergrößte Hochachtung aussprechen möchte, heute zu unserem Alltag gehören.

Montage und Demontage von Schrauben mit hoher und wiederholter

Schlagbeanspruchung und kritischen Schwingungen

Langzeitschmierung von Verschlüssen von heißen Formen

und von Ofenscharnieren

CERAM 900 verfügt über eine extrem hohe Temperaturbeständigkeit,

die durch die Duktilität (Verformbarkeit) der Metalle, einschließlich Edelstahl, begrenzt wird

Wolkenkratzer 101 Taipei 509.2 m

Montage der Aufspannplatten der Lagen der Tragseile (funktechnische Mikrokontakte) des Schwingungsdämpfers (Kugel mit 660 Tonnen), mit dem die Bewegungen des Gebäudes bei Taifunen oder Erdbeben zwischen 30 und 40% absorbiert und reduziert werden.