Mikro- und makrotribologische Eigenschaften von adsorbierten Oberflächenschichten mit einer Dicke bis in den Monolagenbereich

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Dünne Adsorptionsschichten können einen entscheidenden Einfluß auf das Reibverhalten vieler Materialien haben. So kann bereits die Luftfeuchte die Reibung zwischen keramischen Oberflächen erheblich vermindern. Wegen der grundlegenden Bedeutung von Adsorbaten für Reibvorgänge soll deren Einfluß für Belegungen bis hinab zu einigen Monolagen untersucht werden. Für solche Messungen sind Ultrahochvakuum (UHV)- Apparaturen notwendig, um reine Oberflächen zu erhalten, gezielt mit Schichten zu versehen und gleichzeitig deren unkontrollierte Neubildung zu verhindern. Zunächst sollen idealisierte Systeme wie Si3N4/Wasser untersucht werden, später soll diese Methodik auch auf Werkstoffe der Mikrosystemtechnik, wie z.B. amorphe Kohlenstoffschichten, angewendet werden. Die in der BAM vorhandenen Apparaturen gestatten es, Proben über den Bereich von makroskopischen Modelluntersuchungen bis hin zu Messungen mittels Rasterkraftmikroskopie im UHV tribologisch zu charakterisieren. Durch den Einsatz dieser verschiedenen Untersuchungsmöglichkeiten soll ermittelt werden, inwieweit aus mikroskopischen Wechselwirkungen auf die makroskopisch meßbare Reibungszahl geschlossen werden kann und welchen Einfluß mechanische oder chemische Veränderungen der Reibflächen haben. Der Übergang von der Makro- zur Mikrotribologie soll also in Richtung der Oberflächennormalen erfolgen, durch einen bis in den Monolagenbereich hinein definierten Aufbau der Oberfläche.