Nanotribologie

© Foto Fraunhofer IWM

Mit tribologischen Simulationsmodellen werden Reib- und Verschleißprozesse an der Grenzfläche zwischen zwei Festkörpern simuliert. Dabei werden auch die Wirkungen von Schmiermitteln und unterschiedliche Oberflächenstrukturen bewertet.

Die Komplexität von Reibungsphänomenen beruht auf ihrer inhärenten Multiskaligkeit. Das computergestützte Design von Tribokontakten deckt daher alle Skalen von der atomistischen Beschreibung des Kontaktes bis hin zur Elastohydrodynamik des Schmierspaltes ab. Quantenchemische Rechnungen beschreiben mögliche Reaktionen zwischen Grundschmierstoff, Additiven, Sauerstoff und den beteiligten Oberflächen. Molekulardynamische Simulationen liefern die Randbedingungen für kontinuumsmechanische Schmiermittelsimulationen. Molekulardynamische und mesodynamische Simulationen erhellen den Einfluss von Mikro- und Nanostrukturierung der Triboflächen auf das Reibungsverhalten und geben Designregeln für die Strukturierung vor. Die mesoskopische Modellierung der Dynamik nicht-newtonscher Schmierstoffe trägt zur Optimierung der Scherströmungen bei.