Zeitaufgelöste ex situ Raman/FT-IR-spektroskopische Studie der strukturellen Veränderungen in polymeren Zahnrädern während des Betriebs: Auf dem Weg zur Entwicklung von operando-spektroskopischen Systemen für Polymerzahnräder

In dieser Studie wurden zeitaufgelöste ex situ Raman- und Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie (FT-IR) durchgeführt, um strukturelle Veränderungen in einem Polyamid (PA) 66 Zahnrad während des Betriebs zu überwachen und die Versagensmechanismen des Materials aufzudecken. Ein Zahnradtest wurde mit einem im Labor gebauten Zahnradprüfstand durchgeführt, der ein Leistungsabsorptions-Typ ist. Raman- und FT-IR-Analysen wurden an den seitlichen Zahnoberflächen rund um den Wurzelbereich des Zahnrads (an der Seite des aktiven Flanks) durchgeführt, wo während des Betriebs kontinuierlich Biegekräfte eingewirkt werden. Die Ergebnisse zeigten, dass sich die Kristallinität veränderte, amidbezogene Bindungen gebrochen wurden, eine trans-gauche (TG) Transformation auftrat und sich der innere Spannungszustand des PA66 Zahnrads über die Zeit veränderte. Es wurde geschlossen, dass diese Veränderungen während des Betriebs miteinander interagieren und mit dem Versagen des PA66 Zahnrads verbunden sind, wie zum Beispiel der Initiierung der plastischen Zahnraddegradation.