LUBRICOAT

Motivation

Festschmierstoffe, insbesondere Übergangsmetall-Dichalcogenide, darunter der populärste Vertreter MoS₂, sind die einzige Lösung, wenn keine flüssigen Schmiermittel verwendet werden dürfen, zum Beispiel bei Mechaniken in kritischen Produktionsbereichen wie in der Lebensmittelindustrie, in Maschinen, die im Vakuum laufen oder bei Weltraumanwendungen. Diese Stoffe werden seit Jahrzehnten erforscht, auch in der Beschichtungstechnik und mittlerweile sind einige darauf basierende Lösungen im industriellen Einsatz. Trotzdem sind sie bisher auf einige wenige Nischenanwendungen beschränkt. Der Grund dafür liegt darin, dass Festschmierstoffe von Natur aus weich sind und sich schnell abnutzen. Eine Dotierung mit anderen Elementen kann ihre Härte verbessern, aber ihre Schmierfähigkeit beeinträchtigen. Ein Durchbruch in der Anwendbarkeit würde gelingen, wenn die Schichten deutlich robuster und auch unempfindlicher gegen äußere Einflüsse wie zum Beispiel Luftfeuchtigkeit gestaltet werden können.

Ziele

Das Hauptziel des Verbundprojekts ist die simulationsgestützte Entwicklung ultraharter Festschmierstoffbeschichtungen, die unter verschiedenen Gleitbedingungen eine geringe Reibung aufweisen. Die Schwerpunkte des Fraunhofer IWS liegen dabei in der kombinierten Abscheidung von extrem harten diamantartigen Kohlenstoffschichten (ta-C) mit Festschmierstoff (MoS₂) mittels Laser-Arc Technologie. Es werden verschiedene Hybridschicht-Konzepte untersucht und die erzeugten Schichtvarianten in struktureller, mechanischer und tribologischer Hinsicht charakterisiert. Die schließt auch vakuumtribologische Untersuchungen mit ein.