Investigation of Brake Wear Particles

K. AUGSBURG, H. SACHSE, S. KRISCHOK, R. HORN, M. RIEKER, U. Dierks | |   39

Over the last years, brake dust has become a topic in different fields. The first research to brake dust after the abolishment of asbestos was done to understand the staining of the wheel. Since then, several attempts were made to understand the synthesis, composition and distribution of brake dust because of the growing awareness of environmental and health effects, for example with antimony and copper in the brake pads. The published measurements for the number and size of brake particles vary widely.[1-5]This is mainly because of the complex and susceptible characteristics of a brake system and the limited resolution of many measurement systems. With every change in temperature, braking speed, braking pressure, pad formulation, brake type and history of the friction partner, differences in the properties of brake dust particles will be recognizable. One approach to measure the size of the particles is to analyze a sample of collected brake dust in a scanning electron microscope. The handicap of this method is the characteristic of the debris to agglomerate and to deposit dependent on the particle size. A precise analysis of airborne particulate matter requires a more complex methodology which is known from the combustion engine particle measurement. HORIBA offers equipment to detect the particle size from ~2 nm up to 600 nm, for example the MEXA-2100SPCS*1with a DMA*23081 classifier and a CPC*33776.


過去数年間に渡り,ブレーキダストは様々な分野で話題になっている。アスベストの使用廃止後,ブレーキダストの最初の研究はホイールを汚すことを理解するためであった。その時以降,例えばブレーキパッドのアンチモンと銅のような元素の環境,健康に対する影響への意識が高まり,ブレーキダストの合成,組成,および分散について理解するためにいくつかの試みが行われた。ブレーキ摩擦微粒子の数とサイズについて公表された測定値は非常にばらつきが大きい1-5。これは主としてブレーキシステムの複雑な動作条件と多くの測定装置での限定された分解能等の分析性能による。温度,ブレーキ速度,ブレーキ圧,パッド配合,ブレーキタイプ,および摩耗ペアの履歴が変化するたびに,ブレーキダストの特性の違いが見られる。微粒子のサイズの計測の1つの方法は,集められたブレーキダストの試料を走査型電子顕微鏡で分析することである。この方法の不利な点は,ダストが凝集し易い事と粒径により堆積する事が挙げられる。空中に浮遊する粒状物質の正確な分析には,燃焼機関の粒子測定で知られる,より複雑な方法が必要である。HORIBAは約2 nmから600 nmの粒子サイズまでを測定できる,例えばDMA*23081およびCPC*33776装置と共に用いるMexa-2100SPCS*1といった測定装置を提供している。

*1: Solid Particle Counter System(固形粒子数計測システム)
*2: Differential Mobility Analyzer(微分型移動度分析装置)
*3: Condensation Particle Counter(凝縮粒子カウンター)