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ov dy Gefiigecharakterisierung von technischen Polymermatrix-Bremsbeligen 
KO Prepared 
008 Du, A Heidi Rooch*, Wolfgang Gesatzke*, Werner Österle*, Ingrid Urban*, Martina Pohl** 
dg nega! *Bundesanstalt fiir Materialforschung und-priifung (BAM), Berlin 
ons ge **Institut fiir Angewandte Chemie Adlershof (ACA), Berlin 
NW 
TR fhe gg, Problemstellung 
Technische Bremsbeläge auf Polymerbasis zeichnen sich durch eine komplexe Zusammensetzung 
aus. Der Grundwerkstoff besteht aus einem Phenolharzbinder mit einer Vielzahl von Additiven, 
passiven und aktiven Füllstoffen, sowie Kautschukanteilen und Zusätzen von freiem Kohlenstoff 
und Schwefel zur Verschleißminderung. Dieser notwendige heterogene Aufbau des Bremsmaterials 
führt dazu, dass beim Reibprozeß verschiedene Mechanismen ablaufen, die abhängig von 
Materialpaarung und Belastung zu chemischen Reaktionen, Phasenumwandlungen und somit zu 
strukturellen Veränderungen führen, die teilweise im Mikrometerbereich und teilweise im 
Nanometerbereich liegen. 
Einleitung 
Technische Bremsbeläge auf Polymerbasis werden schon seit längerer Zeit als kommerziele Beläge 
für PKW, LKW, Bahn und Flugzeug eingesetzt. Bei der Belastung erfahren die Reibwerkstoffe 
oberflächlich (in Asperiten), bedingt durch hohe Temperaturen und in Abhänigkeit von den 
jeweiligen Belastungen, eine Veränderung. Es kommt zur Ausbildung einer sogenannten „Third- 
Body-Layer“ einer Reibschicht, die sich in ihrer Chemie und ihrem Aufbau von dem 
ng 2 a0od Grundwerkstoff erheblich unterscheidet. Als weiterer Faktor muss hierbei die Wirkung des 
eed or mtd Reibpartners mit einbezogen werden (häufig Stahl, Grauguß). Bei der Aufklärung der Mechanismen 
late bestehen noch große Unsicherheiten über die am Reibkontakt vorliegenden tatsächlichen 
Bedingungen (Reaktionen, lokale Belastung, O,-Angebot, O,-Partialdruck, Temperatur), und die 
sich abspielenden heterogenen Prozesse. Es laufen derzeit Forschungsarbeiten, in denen sowohl die 
Zusammensetzung des Reibmaterials als auch die Beanspruchungsbedingungen bei 
Bremsversuchen variiert werden, um einer Aufklirung der Reibmechanismen niher zu kommen 
und eine Anwendung dieses Materials zu optimieren. 
dota pase Material und Methoden 
oss. IOC Die Bremsbeläge sind kompliziert aufgebaute Polymermatrix-Verbundwerkstoffe (PMC). Als 
MO aktive und passive Additive werden hauptsächlich einem Phenolharzbinder zugesetzt: Kautschuk, 
ting adhesion in Schwerspat (Baryt), Schichtsilikat (Vermiculit), Anitmontrisulfid, Zinkoxid, Molybdänsulfid, zum 
’ Teil metallische Zusätze und freier Kohlenstoff sowie Schwefel (C und S:Verschleifminderung).(1) 
ritzens für die Die Zusammensetzung des untersuchten Materials ist in Tabelle1l aufgeführt. 
(SBN: 3-89675- 
1521499119. Baryt | Vermi- | Phenol- | Sb2S3 | Aramid- | Kaut- S ZnO ' Chrom- 
culit harz faser schuk _eisenstein 
48.0 140 | 19.0 4.6 6.4 75 | 03 | 01 5 
Tabellel: Zusammensetzung des Reibmaterials in Vol % 
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