Bedeutung von Triboreaktionsschichten auf Reibung und Verschleiß harter Kohlenstoffschichten (diamond like carbon, DLC)

• Antragsteller: Dr.-Ing. Dieter Klaffke
• Fachliche Zuordnung: Metallurgische, thermische und thermomechanische Behandlung von Werkstoffen
• Förderung: Förderung von 2003 bis 2006
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5415732

Harte Kohlenstoffschichten, oft als Diamond Like Carbon (DLC) bezeichnet, finden von Computer-Festplatten bis zur Zerspanung breite technische Anwendung. Sie können heute mit sehr unterschiedlichen Volumen- oder Oberflächeneigenschaften (Härte oder Oberflächenenergie) hergestellt werden. Die Anpassung der Beschichtung an das Substrat, um eine gute Adhäsion zu erzielen, wird auf unterschiedlichen Wegen erreicht und kann für die Gleitreibung als technisch gelöst betrachtet werden. Das tribologische Verhalten dieser Schichten wird stark durch die Tribochemie der Oberflächen bestimmt. Dies gilt insbesondere für die Einlaufphase, in der neben einer geometrischen Anpassung beider Körper die Ausbildung einer Reaktionsschicht erfolgt. Die Entstehung dieser Schicht ist jedoch bisher wenig untersucht, ebenso wie die zeitliche Abfolge der ablaufenden Mechanismen. Konkurrierend ablaufende Reaktionen können entscheidend für das Verhalten des Gesamtsystems sein, worauf schwankende Reibungszahlen hindeuten, deren Zeitkonstante deutlich oberhalb typischer, mechanischer (stick-slip) Effekte liegt. Der Einfluß von adsorbiertem Wasser ist für viele Materialien bekannt, jedoch müssen auch ansonsten weniger reaktionsfreudige Moleküle im Fall tribologischer Aktivierung von Oberflächen beachtet werden. Selbst geringe Umsätze können bei dünnen Schichten das tribologische Verhalten drastisch ändern.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1100: Grenzfläche zwischen Werkstoff und Biosystem