Tribologi Lab

Tribologi er et tverrfaglig fagområde som studerer friksjon, slitasje og smøring av overflater i kontakt. Forskning innen tribologi er tett knyttet til kontaktmekanikk, overflatevitenskap, smørekjemi og mange andre fagområder.

Tribologilaboratoriet ble etablert i 2008 etter et samarbeid mellom NTNU og SINTEF gjennom Gemini-senteret «Robust Material Selection and Design – Offshore Applications». Siden 2021 har tribologilaboratoriene ved NTNU og SINTEF vært fysisk adskilt, men det faglige og industrielle samarbeidet mellom forskere fra NTNU og SINTEF fortsetter som tidligere.

Forskningen i laboratoriet omfatter mange aspekter innen tribologi: tribokorrosjon; tribologiske problemstillinger knyttet til tørre og smurte systemer; formulering av smøremidler; tribokorrosjon-utmattelse og multidegradering; nanotribologi og mye mer. Forskningen i laboratoriet støtter industrien med å finne løsninger knyttet til slitasje, smøring, friksjon og vedlikehold, og laboratoriet fungerer som en møteplass for industrien og europeiske forskningssentre og universiteter.

Tribologilaboratoriet har følgende utstyr:

• Resmet tribocorr-maskin: Testrigg for tribokorrosjon med glidende kontakt, som kan utføre frem-og-tilbakegående tester ved ulike OCP- og potentiostatiske elektrokjemiske regimer.
• Rtec Universal tribometer: Universelt tribometer med roterende og frem-og-tilbakegående glidebevegelse, belastningsområde fra 1 mN til 500 N, høytemperaturmoduler opptil 1000 °C, inkludert en tribokorrosjonscelle. Systemet har et integrert 3D-mikroskop (laser-konfokalt og hvitlysinterferometer) for å følge utviklingen av slitasjevolum under intermittente tester.
• Egendesignede/egenutviklede tribometre: De siste årene har vi utviklet våre egne tribometre for å få bedre kontroll over test- og overvåkingsparametere, samt for å dekke behov som går utover det kommersielle tribometre kan tilby. Vi involverer våre svært kompetente studenter innen maskinteknikk i prosjekter der de kan bruke sin kunnskap til å bidra til design og bygging av våre egne maskiner, blant annet de som er listet nedenfor.
  • Reciprocating tribocorr: Testrigg som kan utføre frem-og-tilbakegående glidetester, inkludert tribokorrosjon med potentiostat/galvanostat.
  • Rotary tribocorr: Testrigg som kan utføre roterende glideforsøk, inkludert tribokorrosjon med potentiostat/galvanostat.
  • Small-scale Multidegradation test rig 1 (SSMD1): Testrigg for multidegradering (tribokorrosjon-utmattelse) med en tribokontakt plassert på undersiden. Rigg-en utfører frem-og-tilbakegående tribobevegelse kombinert med statisk eller dynamisk firepunktsbøying i en korrosjonscelle koblet til en potentiostat/galvanostat.
  • Small-scale Multidegradation test rig 2 (SSMD2): Testrigg for multidegradering (tribokorrosjon-utmattelse) med en tribokontakt plassert på oversiden. Rigg-en utfører frem-og-tilbakegående tribobevegelse kombinert med statisk eller dynamisk firepunktsbøying i en korrosjonscelle koblet til en potentiostat/galvanostat.
  • Dual gear test (FZG) / twin-disk tribometer: Dette rulle-glide-tribometeret kombinerer to maskiner i én. Det kan brukes som en girtestmaskin for testing av smøremidler til girapplikasjoner i henhold til FZG-girteststandardene (ISO 14635, CEC-L-07, CEC-L-084, ASTM D 5182, ASTM D 4998, FVA 243, FVA 54, FVA 2/IV, FVA 345, FVA 371). Det kan også brukes som en twin-disk-maskin for simulering av rulle-glide-kontakter, for eksempel i hjul-skinne-interaksjon, men ikke begrenset til denne anvendelsen.
  • Vakuumtribometer: Dette tribometeret ble utviklet for romfartsapplikasjoner, men kan brukes til langt mer enn dette. Dagens kapasitet omfatter høyvakuumskammer (ned til 10⁻⁶ torr), tribometer med frem-og-tilbakegående glidebevegelse, en abrasjonsmodul og kontrollert temperatur fra −150 °C til 150 °C. Neste oppgraderinger vil inkludere in-situ kjemisk analyse av overflater.

Andre tilgjengelige instrumenter i laboratoriet er:

• SVM 3001 viskosimeter/densitetsmåler: Måling av kinematisk viskositet og tetthet fra −20 °C til 100 °C.
• QSense Explorer QCM-D: Kvartskrystallmikrobalanse-system koblet til en peristaltisk pumpe. Systemet kan utføre e-QCM ved bruk av en elektrokjemisk celle og tilkobling til en potentiostat/galvanostat. Det inkluderer en mikroskopcelle for sanntidsovervåking under mikroskop og en ellipsometrisk celle for å kombinere QCM- og ellipsometrimålinger.
• QCM-I Microvacuum: Kvartskrystallmikrobalanse med impedansmålinger, som kan utføre elektrokjemiske QCM-målinger ved kontrollerte temperaturer.
• C3000 Nanosurf AFM: Overflateavbildning og nanotribologi.

I tillegg har tribologilaboratoriet tilgang til teknikker for post-mortem-analyse, som FIB/SEM, EDS, EBSD, STEM, ToF-SIMS og 3D-optisk mikroskopi, i samme forskningsgruppe.

I tillegg kan tribologilaboratoriet være din partner i utvikling av nye smøremiddelformuleringer, fra basisoljer til nye typer smøremiddeladditiver. Vi legger særlig vekt på utvikling av miljøvennlige smøremiddelformuleringer (Environmentally Acceptable Lubricants). Vi kan også hjelpe deg med å løse tribologiske utfordringer du måtte møte i ditt system, ved å utvikle forskningsbaserte løsninger. For mer informasjon om vårt forskningsarbeid innen tribologi, besøk: www.tribology.info