Femtosekundenlaser-induzierte Oberflächenstrukturen im Nanometerbereich für tribologische Anwendungen

用于摩擦学应用的纳米范围内的飞秒激光诱导表面结构

• 批准号: 79111419
• 负责人: Dr. Jörg Krüger
• 金额: --
• 依托单位: Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Priority Programmes
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2008-12-31 至 2015-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/79111419?language=en
• 关键词: Femtosekundenlaser; induzierte; Oberfl; chenstrukturen; im

Femtosekunden-Laserpulse ermöglichen die Nanostrukturierung von Oberflächen unterschiedlichster Materialien in einem Einschrittverfahren. Durch die Erzeugung von sogenannten LIPSS (Laser-induced periodic surface structures), auch „Ripples" genannt, lassen sich sowohl Strukturen im Bereich der Wellenlänge des eingestrahlten Laserlichts als auch Nanostrukturen im sub-100-nm-Bereich gezielt erzeugen. Eine Anwendung Femtosekunden-laserinduzierter Nanostrukturen in der Tribologie wurde bisher nur in wenigen Spezialfällen (DLC-Schichten, Silizium) untersucht. Bei tribologischen Phänomenen können LIPSS eine wichtige Rolle spielen, so dass eine gezielte Kontrolle der Reibung und des Verschleißes auf der Nanometerskala vielversprechend erscheint. Bis heute existieren keine systematischen Untersuchungen zur notwendigen Gestaltung der Nanometer-LIPSS, um die Reibung zwischen zwei Bauteilen oder den Verschleiß gezielt zu verringern. Darüber hinaus kann auch eine Erhöhung der Reibungszahl von Interesse sein. Aufbauend auf dem ersten Projektteil des SPP zur kontrollierten Erzeugung von LIPSS (Regimes, Dynamik, Modellierung) sollen im zweiten Projektteil durch räumliche und zeitliche Pulsformung der Femtosekunden–Laserpulse sub-100-nm-Strukturen erzeugt und optimiert werden und ihre tribologischen Eigenschaften systematisch untersucht sowie Anwendungsmöglichkeiten demonstriert werden.

Femtosekunden-Laserpulse ermöglichen die Nanostrukturierung von Oberflächen unterschedlichster Materialien in einem Einschrittverfahren.由于激光诱导周期性表面结构（LIPSS）的产生，也就是"波纹”的产生，激光诱导的周期性表面结构也可以是100 nm以下的纳米结构。在摩擦学领域中的飞秒激光诱导纳米结构的应用仅限于特殊材料（DLC-Schichten，Silizium）。在摩擦学现象中，LIPSS是一个非常重要的角色，因此，它是一个非常重要的控制器，控制着纳米材料上的Reibung和Verschleisse。目前还没有系统地研究纳米LIPSS的制备，即两种不同的材料或不同的材料。他也可以从利益的角度来考虑问题。本文介绍了一种用于LIPSS（Regimes，Dynamik，Modellierung）控制的SPP的第一个项目，该项目是通过飞秒激光脉冲亚100 nm结构的快速和实时脉冲成形来实现的，并对其摩擦学特性进行了系统的分析。