TY  - THES
AB  - Tribologie ist ein Forschungsfeld, das für eine lange Zeit aktiv erforscht wurde, aber nur wenig grundlegendes Verständnis der verschiedenen Beobachtungen erreicht wurde.  Der Hauptgrund dafür liegt in der enormen Komplexität der Phänomene, die auf die Kräfte zwischen zwei sich gegeneinander bewegende Körper im Kontakt zurückgeführt werden kann. Allerdings erfordert die zentrale Rolle der Tribologie in der modernen Gesellschaft eine Forschung in diesem interdisziplinären Feld im Rahmen der Optimierung der Leistung sowie der Lebensdauer vieler Produkte. Der heutige technologische Fortschritt in der Raster-Sonden- Technik eröffnet die Möglichkeit, Kontakt-Phänomene im Bereich einzelner Oberflächenunebenheiten zu studieren. In dieser Arbeit wurden die Einflüsse von Oberflächenrauheit, mechanische Eigenschaften, Adhäsionskräfte und externe Parameter (verwendete Normallast, Kratz-Geschwindigkeit und Belastungsraten) auf die Reibung identifiziert.  
In dieser Arbeit wurden mit Hilfe der Rasterkraftmikroskopie (AFM) Adhäsionskräfte zwischen unterschiedlich großen Siliziumdioxid-Mikrometer Kugeln und verschiedenen rauen Oberflächen (Silizium und Diamant-Kohlenstoff (DLC)) gemessen. Die Oberflächenrauigkeit, Rauigkeit Geometrie und die Größe der haftenden Partikel spielen eine entscheidende Rolle um die Adhäsionskräfte zu bestimmen. Die Adhäsionskraft steigt linear mit der Größe der haftenden Partikel für glatte Oberflächen.  Die anfängliche Adhäsionskraft nimmt mit steigender Oberflächenrauheit ab und steigt anschließend. Die Ergebnisse wurden mit bereits bestehenden und vorgeschlagenen Modellen verglichen.   
Es wird experimentell der Einfluss der angewandten Normallast auf das tribologische Verhalten von kugelförmiger Sonde auf verschieden rauen Oberflächen (Quarzglas, Aluminium, DLCs und Si-CBNO Beschichtungen) mittels Nanoindenter und AFM untersucht. Der Reibungskoeffizient nimmt in einem ausreichend niedrigen Normallastbereich ab, wobei der Kontakt elastisch ist. Jedoch, mit einer erhöhten normalen Belastung umfasst der Kontakt eine plastische Verformung und der Reibungskoeffizient ist konstant mit zunehmender Last gefolgt von einem steigenden Reibungskoeffizienten. Die Oberflächenrauigkeit und die mechanischen Eigenschaften (Härte und Elastizitätsmodul) haben signifikanten Einfluss auf die Reibung, da sie den Anteil der plastischen Verformung bestimmen.  Eine zusätzliche laterale Kraft verursacht von intrinsischer Adhäsionskraft ist zu erkennen. Nach dem Entfernen des zusätzlichen Adhäsionskraft-Faktors  ist der Reibungskoeffizient konstant bei einer ausreichend niedrigen aufgebrachten Normallast im elastischen Kontaktbereich. Allerdings, beinhaltet der Kontakt mit einer erhöhten normalen Belastung  eine plastische Verformung und der Reibungskoeffizient nimmt mit steigender Normallast zu. Der Reibungskoeffizient steigt mit Verringerung der Belastungsrate und Kratzgeschwindigkeit. Der kritische Lastbereich für den Übergang von vorwiegend elastisch zu elastisch-plastischen Kontakt oder elastisch- plastischen zu vorwiegend plastischer Kontakt zwischen dem Indenter und der Probe steigt mit zunehmender Größe der Spitze und der Kratzgeschwindigkeit und nimmt ab mit der Oberflächenrauigkeit und der Belastungsrate. Die Ergebnisse wurden mit bestehenden Modellen verglichen.
AU  - Kumar, Aditya
DA  - 2012
KW  - Rastersondenmikroskopie
KW  - Scanning probe microscopy
KW  - atomic force microscopy
KW  - nanoindenter
KW  - contact mechanics
KW  - tribology
LA  - eng
PY  - 2012
TI  - Accessing the tribological contact on the nanoscale by means of scanning probe techniques
UR  - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:467-6412
Y2  - 2024-11-22T02:19:46
ER  -