Mikrotribologie

Aktive Mikrosysteme erfreuen sich zunehmender Bedeutung und finden in immer weiteren Bereichen Anwendung. Hieraus erwachsen besondere Anforderungen an deren Zuverlässigkeit und Langzeitstabilität. Ein Fokus der Forschung liegt hierbei auf der Untersuchung des Reib- und Verschließverhaltens auf der Mikrometerskala, der Mikrotribologie. Hinsichtlich der Beschichtung wurden mit Kohlenstoff- basierten Schichten die besten Resultate erzielt. In Abhängigkeit von der angelegten Biasspannung während der Beschichtung konnten die mikromechanischen und mikrotribologischen Eigenschaften modifiziert werden. Neben der Beeinflussung durch die Beschichtung konnte gezeigt werden, dass auf das Substrat bzw. der verwendete Schichtaufbau einen wesentlichen Einfluss auf das mikrotribologische Verhalten hat. Hierzu wurden Multilagen untersucht, wobei zum einen eine Reduktion des abrasiven Mikroverschleißes und andererseits eine Steigerung der Schichthaftung realisiert werden konnte. Der Mikroreibwert wird auf der Mikroskala maßgeblich durch die resultierende Flächenpressung, die Geometrie de Mikrostrukturen und die verwendete Schicht beeinflusst. Am Beispiel von a-C konnte der Mikroreibwert durch die Erhöhung der Flächenpressung von 12,5 auf 600 kPa von 0,09 auf 0,04 reduziert werden. Ferner zeigte sich, dass bei ansiotropen Strukturen die Laufrichtung eine entscheidende Rolle für den resultierenden Mikroreibwert spielt.