Tribologische Systeme auf der Mikro- und Nanoskala verstehen.

Angewandte Nanotribologie

Tribologische Fragestellungen haben skalenübergreifende Ursachen auf der Nano-, Mikro- oder Makroskala. Wechselwirkungen auf atomarer Ebene charakterisieren beispielsweise das Verhalten eines Schmierstoffs mit den Oberflächen. Ebenso bedeutend sind mesoskalige Effekte, wie der Einfluss der Mikrostruktur, Rauheit und der Festigkeit von Oberflächen.

Um Verschleißmechanismen aufzuklären, verwenden wir kontinuierliche hochauflösende Reibungs- und Verschleißmessungen. Den Einfluss der tribologischen Beanspruchung auf oberflächennahe Bereiche der Werkstoffe untersuchen wir mit modernen Methoden der Oberflächenanalytik. Ein besonderes Highlight ist die Sporttribologie: Die Gruppe entwickelt z.B. Skibeschichtungen und optimiert Kufen.
 

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Leistungen

Themen

Lehre

Leistungen

Reibungs- und Verschleißanalytik an automotiven Bauteilen

Mechanochemie zur Entwicklung neuartiger Verschleißschutzadditive

Grundlagenforschung zum Verständnis von elementaren tribologischen Mechanismen

Tribologie im Leistungssport

Nanoverschleiß diamantähnlicher Kohlenstoff- und Diamantschichten

Themen

 

Motortribologie

 

Bauteile in Motoren haben nach optimalem Einlauf ultrakleine Verschleißgeschwindigkeiten im Bereich von wenigen Nanometern pro Stunde. Zur Analyse derartiger Systeme wird die Radionuklidtechnik eingesetzt, die diese kleinen Verschleißraten in Echtzeit erfasst. Damit ist es möglich, die hauptsächlichen Hebel der tribologischen Optimierung – Einlaufdynamik, Additivchemie und energetisch gesteuerte Endbearbeitung – zu bedienen...

 

Verständnis elementarer Mechanismen im Tribokontakt

 

Die elementaren Prozesse, welche die Lebensdauer und die Effizienz von Reibkontakten technischer Bauteile bestimmt, spielen sich auf den ersten hundert Nanometern unterhalb der Oberfläche ab. Dabei sind Reibung und Verschleiß hochdynamische Nichtgleichgewichtsvorgänge, die einer intensiven Rückkopplung unterworfen sind. Durch Kombination von in-situ Tribometrie, oberflächenphysikalischer und ...

 

 

 

Tribokonditionierung bei der Endbearbeitung

 

Durch eine neuartige Beschichtungstechnologie kann während der Abscheidung ohne Vorstrukturierung eine gezielte Topographie eingestellt werden. Dies führt zu wesentlichen Fortschritten bei der Reibungs- und Verschleißminderung und damit zur Reduktion von Schmier- und Trennmitteln. Die Zuverlässigkeit und Lebensdauer von Antriebs- und Anlagenkomponenten wird ...

 

 

 

Tribochemie

 

Im Resultat von Reibung und Verschleiß werden Oberflächen mechanisch aktiviert, was zu chemischen Reaktionen im oberflächennahen Bereich führt. Die tribochemischen Reaktionen beeinflussen sowohl den Einlauf des mechanischen Systems sowie dessen Langzeitverhalten. Durch geschickte Wahl der Energiedichte sowie der chemischen Umgebung können die tribochemischen Reaktionen über weite Bereiche gesteuert werden und für den Verschleißschutz nutzbar ...

 

 

 

Tribologie von Polymeren mit Nanopartikeln

 

Mithilfe von Nanopartikeln können die mechanischen Eigenschaften von Polymeren stark beeinflusst werden. Von besonderem Interesse ist die Veränderung der lokalen Schereigenschaften der Polymere im oberflächennahen Bereich und die damit verbundene Auswirkung auf Reibung und ...

 

 

 

Publikationen zum Thema Angewandte Nanotribologie


Beiträge in Zeitschriften, Büchern und auf Konferenzen sowie Dissertationen und Projektberichte...

Lehre

Vorlesung »Tribologie«, Karlsruher Institut für Technologie

Vorlesung »Nanotechnologie für Naturwissenschaftler und Ingenieure«, Karlsruher Institut für Technologie

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