| Titel | Superlubricity: Phänomenologische Untersuchung des tribologischen Verhaltens tetraedischer amorpher Kohlenstoffschichten mit organischen Fluiden |
| Autor | L. Krell, S. Makowski, V. Weihnacht, J. Rausch, R. Luther, J. Schnagl |
| Infos zum Autor | L. Krell*, S. Makowski**, V. Weihnacht, ** J. Rausch***, R. Luther ***, J. Schnagl* * Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft, Petuelring 130, 80788 München ** Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik, Winterbergstr. 28, 01277 Dresden *** Fuchs Europe Schmierstoffe GmbH, Friesenheimer Straße 15, 68169 Mannheim |
| Inhalt | Zusammenfassung Amorphe Kohlenstoffschichten vereinen Verschleißbeständigkeit und reibungsmindernde Eigenschaften, so dass sie bereits in zahlreichen technischen Anwendungsgebieten wie z.B. Werkzeugbeschichtung oder Beschichtungen im Ventiltrieb Einsatz finden. Eine Gattung dieser Kohlenstoffschichten, die wasserstofffreien tetraedisch amorphen Kohlenstoffschichten (ta-C) zeigen an Luft in Kombination mit bestimmten Reibminderern - teilweise Reinstchemikalien - eine drastische Reibungsreduzierung, die weit jenseits des erwarteten reibmindernden Potentials amorpher Kohlenstoffschichten liegt. Dieser Zustand ist als ″Superlubricity″ [1], [2], [3] bekannt und bevorzugt in Labortests nachweisbar. Typische Reibwerte dieses Schmierungszustandes liegen bei ca. einem Achtel dessen, was man in Tribometerprüfläufen bei gleichem Beanspruchungskollektiv im Stahl-Stahl-Kontakt mit typischen Motorenölen erreicht. Im Rahmen des durch das BMWi geförderten PEGASUS-Projektes (Progressiver Energieeffizienz-Gewinn im Antriebsstrang durch Schichtwerkstoffe und Schmierstoffe) werden unter anderem Grundlagenuntersuchungen zu Superlubricity durchgeführt. Die Projektpartner Fuchs Europe Schmierstoffe GmbH, Fraunhofer IWS und die BMW AG zeigen eine Zwischenbilanz ihrer gemeinsamen Untersuchungen. Dabei steht die Phänomenologie dieses Effektes im Vordergrund. Basis dieser Untersuchung bilden tribologische Versuchsreihen, die das Eintreten von Superlubricity in Abhängigkeit der Schichteigenschaften, des angewendeten Beanspruchungskollektives und der verwendeten Fluide aufzeigen. Die bisherigen Versuche heben die Bedeutung des chemischen Anteils einer Wechselwirkung hervor. Die daraus resultierenden Herausforderungen an die Umsetzbarkeit dieses Effektes auf eine technische Anwendung werden diskutiert. Abstract Amorphous carbon coatings are widely known for their excellent tribological properties as low fricition and high wear resistance when lubricatet with engine oil or under dry conditions. However under certain circumstances some coatings reveal overwhelmingly low friction coefficients of a fractional amount compared to these observed with engine oil. This effect is known as superlubricity [1], [2], [3]. Especially tetrahedal amorphous carbon coatings (tac) in combination with OH containing lubricants like GMO (glycerol monooleate) or glycerol show these characteristics. In industrial application engine oils are tailored mostly for steel-steel contacts special lubricants using this effect might have a huge potential in saving energy and for this reason CO2. This study presents some results of the government-financed PEGASUS project where the determining factors of this effect are evaluated. |
| Datum | 2012 |
