Der Verschleißmechanismus von CVD-Diamant in flächigen Tribokontakten im Trockenlauf

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Stefan Rosiwal
• Fachliche Zuordnung: Materialien und Werkstoffe der Sinterprozesse und der generativen Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung von 2001 bis 2006
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5349305

Ultraharte CVD-Diamantschichten bieten ein großes innovatives Potential für Anwendungen im Verschleißschutz besonders bei ungeschmierten Bedingungen. Der prinzipielle Verschleißmechanismus von CVD-Diamantenschichten im Trockenlauf ist jedoch nicht vollständig geklärt und für flächige Reibkontakte, wie sie z.B. in Gleitlagern auftreten, nicht untersucht. Eigene Untersuchungen des Antragstellers weisen auf deutliche Unterschiede des Reibverhaltens von CVD-Diamantschichten bei flächiger (Ring-Ringversuch) im Vergleich zu punktförmiger (Stift-Scheibeversuch) Belastung hin. Insbesondere der Einfluß des Abriebs auf die Tribologie von Diamantschichten ist bisher nicht geklärt. Ziel der Untersuchungen ist es, den Verschleißmechanismus von CVD-Diamantschichten im Trockenlauf zu beschreiben und zu verstehen. Mit den gewonnenen Erkenntnissen sollen durch eine Variante der Oberflächeneigenschaften der CVD-Diamantschicht (Wachstumstextur, Oberflächenzustand Strukturierung) deren Verschleißverhalten gezielt beeinflußt und eine technische Lösung für den Einsatz von CVD-Diamantschichten in Gleitlagern bei Trockenlauf erreicht werden. Dazu werden systematisch Ring-Ringversuche an CVD-diamantbeschichteten Siliciumkarbid-Ringen im Trockenlauf durchgeführt. Es werden die tribologischen Testbedingungen (Flächenpressung, Relativgeschwindigkeit, Umgebungsfeuchte) und die Eigenschaften der CVD-Diamantschicht (s.o.) variiert. Größe und Kristallstruktur des Abriebs (sp2-sp3-Hybridisierungsanteile) werden mit Raman- und TEM-Messungen charakterisiert und mit den zeitabhängigen Reibeigenschaften im Triboversuch korreliert.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen