Reibung am Totpunkt
Wo immer sich Bestandteile von Maschinen bewegen, spielt Reibung eine Rolle. Egal ob es Lager, Führungen, Dichtungen und Getriebe in Pumpen oder Motoren betrifft - die Reibung führt zu Materialverschleiß und erhöht den Energieverbrauch. »Um Reibung und Verschleiß zu minimieren, kommt es wesentlich auf die richtige Einstellung der strukturellen Besonderheiten des Werkstoffs an«, erklärt der Materialwissenschaftler Christian Greiner vom »Institut für Angewandte Materialien - Zuverlässigkeit von Bauteilen und Systemen« des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT).
Christian Greiner leitet die Emmy-Noether-Nachwuchsgruppe, die Mikrostrukturen von Metalloberflächen im Zusammenhang mit Reibung untersucht.
Dabei konzentrieren sich die KIT-Forscher auf die Reibung bei Bewegungen in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung. An den Totpunkten - wo die Richtung wechselt - ist die Gleitgeschwindigkeit kurzzeitig null, sodass es trotz Schmierstoffen zu einem direkten Kontakt kommt. »Diese Totpunkte sind nicht nur für die Grundlagenforschung, sondern auch aus industrieller Sicht äußerst interessant«, erklärt Greiner. »An Zylinderlaufbahnen von Verbrennungsmotoren beispielsweise tritt dort der höchste Verschleiß auf.« Wie Greiner weiter erläutert, treten vor dem Verschleiß aber bereits Strukturänderungen im Werkstoff unter der Oberfläche auf. Um diese zu untersuchen, nahmen die Forscher unlängst ein speziell dafür konzipiertes hochauflösendes Zweistrahl-Ionenmikroskop in Betrieb. Damit entstand nebenstehendes Bild einer Kupferprobe. Die verschiedenen Grautöne stehen für unterschiedliche Ausrichtungen der Kupferkristallite im Material. StS
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