Entwicklung von galvanisch gekoppelten Gleitlagern zur Reduzierung von Reibung und Verschleiß

Durch Reibung und Verschleiß werden weltweit Gesamtkosten von 250 Mrd. e/Jahr verursacht und 8120 MtCO2-Emissionen freigesetzt. Die aktuellen Herausforderungen bestehen darin, die Vorteile ultraniedriger Reibung, der verschleißlosen Gleit- und Reibungskontrolle sowie der wasserbasierten Schmierung hinsichtlich Energie- und Ressourceneffizienz für technische Anwendungen zu nutzen. An dieser Problematik, der Steigerung der Energieeffizienz und Nachhaltigkeit, setzt diese Arbeit an. Vorarbeiten haben gezeigt, dass mit speziellen mesogenen Flüssigkeiten Superlubrizität (µ < 0,005) realisiert werden kann. In dieser Arbeit sollen neben der anwendungsnahen Prüfung dieser mesogenen Fluide auch die Eigenschaften von Wasser als Schmierstoff durch Additivierung mit komplexen Fluiden (ionischen Flüssigkeiten, lyotroper Flüssigkristall) und Einbringung eines elektrochemischen Schutzes durch galvanische Kopplung verbessert werden. Durch die Zugabe der komplexen Fluide in Wasser wurden Reibung- und Verschleiß in Modellreibversuchen verbessert. Gleitlagerversuche mit dem mesogenen Schmierstoff zeigen bei galvanisch induziertem Oberflächenpotenzial, durch Kopplung des Stahllagers mit Kupfer, eine Reibwertreduzierung um 60 % und eine Verschleißreduktion um 40 % im Vergleich zu einem Referenzöl.