Untersuchung des Einlaufverhaltens von laser-strukturierten metallischen Oberflächen unter trockenen Bedingungen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Frank Mücklich
• Fachliche Zuordnung: Beschichtungs- und Oberflächentechnik
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 233779427

Das Hauptziel des vorliegenden Antrags ist die grundlegende Untersuchung des Einlaufverhaltens von laserstrukturierten metallischen Oberflächen hinsichtlich der Topographie- und Mikrostrukturentwicklung unter trockenen Bedingungen. Hierzu sollen ferngeordnete Modelloberflächen mittels Laserinterferenz erzeugt werden, die es gestatten tribologische Eigenschaften zu modifizieren. Insbesondere die Strukturierung beider im Kontakt stehenden Oberflächen und das daraus ableitbare Einrastverhalten dieser in Abhängigkeit von Strukturabständen und gegenseitiger Orientierung spielen hierbei eine große Rolle. Des Weiteren soll der Einfluss unterschiedlicher Kristallstrukturen (W-krz, Ni-kfz und Ti-hex) und der Kornstruktur anhand von quasi-einkristallinen und polykristallinen, gerichtet erstarrten Proben untersucht werden.Die Analyse der Probenzustände umfasst dabei sowohl die topographische als auch die mikrostrukturelle Situation im Ausgangszustand, nach der Laserbehandlung als auch nach dem Reibexperiment. Die so gewonnenen Daten sollen wiederrum als Eingabeparameter für unsere Londoner Kollegen vom Imperial College dienen, die diese zur Verfeinerung Ihrer Modelle verwenden. Hierzu werden unsere Kooperationspartner einen Parallelantrag beim EPSRC in Großbritannien zur Begutachtung einreichen. Im Rahmen der Simulation sollen insbesondere die Einflüsse der Rauheiten auf beiden Kontaktpartnern sowie ein Plastizitätsmodell berücksichtigt werden, welches vor allem die mikrostrukturelle Situation widerspiegelt. Die in Saarbrücken angefertigten Laserstrukturen repräsentieren dabei Modelloberflächen, die sich durch homogene und ferngeordnete Muster auszeichnen und dadurch die stochastischen Gegebenheiten technischer Oberflächen umgehen.Durch eine sukzessive Iteration aufgrund der Oberflächen und Mikrostrukturergebnisse lassen sich somit gängige tribologische Modelle verfeinern und sind dadurch auch transferierbar auf weitere Materialsysteme.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Großbritannien
• Beteiligte Institution: Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC)
• Beteiligte Person: Professor Dr. Andrew V. Olver