Tribologie amorpher Kohlenstoffschichten auf mikrostrukturierten Oberflächen

Abstract:
Diamantähnliche Kohlenstoffschichten (a-C, a-C:H) sind als reibmindernd und verschleißarm bekannt. Die tribologischen Eigenschaften der Schichten können durch Variation der Substrat-Biasspannung eingestellt werden. Durch Dotierung mit verschiedenen Elementen wie z.B. Silizium, sowie eine Mikrostrukturierung der Oberfläche wird das Reibverhalten ebenfalls verändert. Für die Schichtcharakterisierung wurden a-C und a-C:HSchichten mit unterschiedlichen Substrat-Biasspannungen untersucht. Grundlegende Untersuchungen an Fläche- Fläche Kontakten erfolgten mit dem Reibkraftmessstand und dem oszillierenden Flächenverschleißtester. Es wurden Kreisstrukturen mit unterschiedlichen Größen in Silizium strukturiert und anschließend mit 250 nm dicken a-C-Schichten beschichtet. Als Ergebnis konnte der Reibwert für eine Paarung von a-C gegen a-C mit steigender Flächenpressung reduziert werden. Ferner nimmt der Reibwert der strukturierten Oberflächen bei steigender Last deutlich ab.