Deutsche Forschungsgemeinschaft - SPP2074

Kurzfassung „Feststoffschmierung durch Kohlenstoffnanoröhren: 

Grundlegendes Verständnis der Transferschichtbildung und der Gleitmechanismen durch Atomistik und experimentelle Nanoanalytik“

Herkömmliche Festschmierstoffe besitzen oft Grenzen in ihrer Anwendbarkeit. Beispielsweise erlauben zweidimensionale Materialien wie MoS2 das leichte Abscheren molekularer Schichten, wodurch ein gutes Reibverhalten erreicht werden kann. Jedoch reagiert MoS2  sehr leicht mit Sauerstoff und sorgt dementsprechend nur in Inertgasatmosphären und im Vakuum für effektive Schmierung Andererseits basiert die Schmierfähigkeit von Graphit auf der umgebenden Luftfeuchtigkeit und Graphit ist unter trockenen Bedingungen im Allgemeinen als Festschmierstoff nicht verwendbar.

In diesem Vorhaben soll untersucht werden inwiefern mehrwandige Kohlenstoffnanoröhren (Engl.: multiwall carbon nanotubes, kurz: CNTs) als Festschmierstoff für den Einsatz in hochbelasteten Lagern aus Stahlwerkstoffen geeignet sind und ob der Anwendungsbereich gegenüber dem chemisch eng verwandten Graphit erweitert werden kann. Speziell die Fragen, ob die zylindrische Form sowie die hohe mechanische und chemische Stabilität der CNTs das Triboverhalten in einem weiten Anwendungsbereich günstig beeinflussen, sollen geklärt werden. 

Da CNTs als Festschmierstoffe noch nicht fest etabliert und wenig erforscht sind, stellen sich zahlreiche grundlegende Fragen zu den Schmiermechanismen. Um diese aufzuklären, setzt dieses Projekt auf eine Kombination aus Triboexperimenten, Oberflächenanalytik und atomistischer Simulation. Die experimentellen Arbeiten werden am 

Lehrstuhl für Funktionswerkstoffe der Universität des Saarlandes (FUWE)

und die Simulationen werden am 

Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik (IWM) durchgeführt.

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