| Titel | Optimierte MoS2-PVD-Schichten für wechselnde Umgebungsbedingungen |
| Autor | Thomas Schneider, Bernd Vierneusel, Thomas Gradt, Stephan Tremmel, Sandro Wartzack, Zsolt Szücs, Ingrid |
| Infos zum Autor | Thomas Gradt, Thomas Schneider BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung, 12200 Berlin Sandro Wartzack, Stephan Tremmel, Bernd Vierneusel Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Martensstraße 9, 91058 Erlangen Zsolt Szücs, Ingrid Arendt Freie Universität Berlin, Arnimallee 14, 14195 Berlin |
| Inhalt | Zusammenfassung Der Festschmierstoff Molybdändisulfid ist insbesondere für Extremanwendungen, bei denen konventionelle Öl- oder Fettschmierung nicht in Frage kommen (Vakuum, hohe Pressungen) ein gerne eingesetzter Werkstoff. Problematisch ist jedoch der negative Einfluss von Feuchtigkeit, wodurch die Einsetzbarkeit von MoS2 unter Normalbedingungen leidet. Bei mittels PVD-Verfahren abgeschiedenen MoS2-Schichten ergibt sich jedoch die Möglichkeit, durch Anpassung der Beschichtungsparameter vorwiegend basal ausgerichtete Schichten herzustellen, die auch an normal feuchter Luft ein verbessertes tribologisches Verhalten zeigen. MoS2-Schichten sind darüber hinaus auch für Anwendungen bei extrem tiefen Temperaturen interessant, da hier kein Schmierstoff zur Verfügung steht, der ähnlich günstige Reibeigenschaften aufweist. Für bewegliche Stützelemente zwischen supraleitenden Magnetspulen des Kernfusions-Experiments Wendelstein 7-X waren bis zu 7 µm dicke Schichten entwickelt worden, die jedoch durch das notwendige langsame Aufwachsen für andere Anwendungen nicht wirtschaftlich herzustellen waren. Hier sollen neue, im Rahmen eines Kooperationsprojekts entstandene MoS2-PVD-Schichten vorgestellt werden, die bei wechselnden Umgebungsbedingungen noch gute tribologische Eigenschaften liefern, jedoch durch ihre Dicke von 1- 2 µm und hoher Aufwachsrate kostengünstig sind. Abstract The solid lubricant molybdenum disulfide is a well known material for extreme conditions where conventional oil or grease lubrication is not feasible (vacuum, high pressures). Problems arise due to a negative effect of humidity which is a drawback for the suitability of MoS2 under normal conditions. However, by using a PVD process, deposition parameters can be optimized to gain coatings with a more textured structure orienting the basal planes parallel to the substrate surface. Therefore, an improved tribological behavior even under moist conditions can be achieved. MoS2-coatings additionally are interesting candidates for being applied under cryogenic temperatures, since no lubricant is available having similarly favorable frictional properties. Up to 7 µm thick coatings have been developed especially for sliding support elements between superconducting magnets of the fusion-experiment Wendelstein 7- X, however, the extremely slow deposition rate precluded its utilization on more common tribo-systems due to cost considerations. Here, new MoS2-coatings are presented which were developed in a cooperational project, giving good tribological results under variing environments but are more cost effective being only 1-2 µm in thickness and faster in film growth.. |
| Datum | 2012 |
