Open Access

Roland Bennewitz

• Das Ziel dieses Verbundprojekts war es, die tribologischen Eigenschaften von Graphen-Lagen (Reibung und Verschleiß) auf Metallen und anderen Werkstoffen wie SiC zu untersuchen und die Synthese dieser Lagen im Hinblick auf sowohl die Reibeigenschaften als auch auf ihre Beständigkeit zu optimieren. Ein Schwerpunkt der Arbeiten lag auf Oberflächendefekten wie Stufen und Korngrenzen, über denen Graphenfilme besonderen mechanischen Belastungen ausgesetzt sind. Dieses Ziel sollte durch den Verbund von Expertise in den Bereichen Film¬wachstum von Graphen, Tribologie und Schadensanalyse von einzelnen Atomen bis hin zu makroskopischen Skalen sowie atomistischer Simulation von Wachstum und Reibverhalten von Kohlenstoffstrukturen erreicht werden. Der besondere Beitrag dieses Teilprojekts zu den wissenschaftlichen Arbeitszielen lag in der Analyse des tribologischen Verhaltens von Graphenfilmen auf kleinster Skala. Einerseits sollte in nanotribologischen Experimenten die Stabilität der Filme unter dem extremen Druck in nanoskaligen Kontakten erforscht werden. Dabei lag der Schwerpunkt auf strukturellen Defekten der Probenoberfläche wie mikroskopischen Stufen oder Korngrenzen. Andererseits sollte eine den mikrotribologischen Experimenten folgende Schadensanalyse auf der Nanometerskala verfolgt werden. Die hochauflösende Rasterkraftmikroskopie sollte auch dazu beitragen, die Struktur und Qualität der Graphenfilme auf SiC, auf Metallen und auf Oxiden zu charakterisieren. Die Ergebnisse sollten die Verknüpfung zwischen mikroskopischer Struktur und tribologischer Stabilität aufzeigen und damit zum technischen Gesamtziel, der Entwicklung von Schichten mit kleiner Reibzahl, die unter moderater Belastung langzeitstabil sind, beitragen.[...]