Polymerwerkstoffe für Reibsysteme in der Vakuumtechnik

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In dem geplanten Forschungsvorhaben sollen polymere Werkstoffe auf ihre Eignung für Reibsysteme in der Vakuumtechnik untersucht werden. Dabei werden besondere Anforderungen an das Ausgasungsverhalten und die Abriebsfestigkeit gestellt. Ferner wird häufig ein ölfreies Vakuum gefordert; daraus ergibt sich bei Gleitanwendungen die Notwendigkeit eines trocken reibenden Systems. Außerdem lassen sich vorhandene Erkenntnisse aus tribologischen Experimenten bei Umgebungsdruck nicht ohne weiteres auf das Verhalten im Vakuum übertragen. Daher ist es das Ziel dieses Projekts, zunächst potentiell geeignete Werkstoffe (Hochleistungskomposite auf PEEK-Basis mit unterschiedlichen Gehalten der Festschmierstoffe PTFE, Graphit und MoS2) über einen großen Bereich von Drücken, Temperaturen, Relativbewegungen und Gleitgeschwindigkeiten zu charakterisieren. Aufbauend auf den Erkenntnissen aus diesen Voruntersuchungen sollen besonders geeignete Werkstoffe gezielt für den Einsatz im Vakuum weiterentwickelt werden. Da der Schmiereffekt der zugegebenen Festschmierstoffe jedoch auf einem Materialübertrag von dem Komposit auf den Gegenkörper beruht, stellt dies eine mögliche Kontaminationsquelle für das Vakuum dar. Daher sollen in einer zweiten Phase diamond-like carbon-(DLC-) Schichten auf einige PEEK-Werkstoffe aufgebracht werden. Vorteile der DLC-Schichten sind die extreme Härte, der nicht meßbare Verschleiß sowie der sehr niedrige Reibungskoeffizient. Zudem könnte dadurch auf die Füllung des PEEK mit Festschmierstoffen verzichtet werden, die immer auch eine Reduktion der mechanischen Eigenschaften des PEEK bewirkt.