Die Tribologie ist ein Forschungszweig, der seit Langem bearbeitet wird, auf welchem jedoch vergleichsweise wenig grundlegendes Verständnis vieler Beobachtungen erlangt werden konnte. Dieses ist nicht zuletzt auf die enorme Komplexität der Kontaktgeometrie wie auch der übrigen Phänomene zurückzuführen, die Einfluß auf die Kräfte nehmen, welche im Falle zweier relativ zueinander bewegter Körper, die sich im Kontakt befinden, auftreten.
Um dieser Komplexität Rechnung zu tragen ist es in vielen Fällen sinnvoll möglichst anwendungsnahe Testaufbauten zu verwenden um das tribologische Verhalten eines Bauteils im Einsatz zu erkunden und möglicherweise Aussagen über sein Leistungsverhalten und seine Lebensdauer gewinnen zu können.

Ansprechpartner: Thomas Degen und Thorsten Staedler

Lastvariation bei Verschleißuntersuchungen
an einer dünnen oxidischen Funktionsschicht
auf einem Polymer-Substrat

Eine Vielzahl moderner Anwendungen (Speichermedien, TFT's, MEMS, usw.) bedient sich der bzw. ist auf die Dünnschichttechnik angewiesen. Die Dicken der hier eingesetzten Schichten bewegen sich in der Größenordnung einiger Hundert Nanometer, können aber teilweise auch deutlich darunter liegen. Die meisten der konventionellen tribologischen Testverfahren stoßen bei diesen Schichtdicken und auch Bauteilmaßen an ihre Grenzen.
In diesen Fällen ist eine mechanische und tribologische Charakterisierung nur mit Hilfe einer Kombination aus Nanoindentor und Rasterkraftmikroskop möglich. Ein solches System erlaubt auch im Falle dünnster Schichten die Bestimmung der mechanischen (Härte und E-Modul) wie auch tribologischen Eigenschaften (Reibung und Verschleiß) auf einer lateralen Skala von einigen zehn Nanometern mit einer Lastauflösung von unter einem Mikro-Newton. Der experimentelle Aufbau stellt hierbei ein Modellsystem dar (single-asperity-contact) und ermöglicht es, Substrat- bzw. Rauheits- und Geometrieeffekte bei einer Messung zu berücksichtigen um so die Schichteigenschaften zu ermitteln.

Ansprechpartner: Thorsten Staedler