Durch Reibung entstehende Materialien erforschen
Dr. Lars Pastewka hat von der Deutschen Forschungsgemeinschaft DFG ein Emmy-Noether-Stipendium in Höhe von 1,4 Mio. Euro für den Aufbau einer Forschungsgruppe erhalten. Die Gruppe wird am MikroTribologie Centrum µTC in Karlsruhe angesiedelt sein und den Zusammenhang zwischen Reibung und Verschleiß aneinander reibender amorpher Oberflächen erforschen.
Atomistische Simulation einer geschmierten amorphen Kohlenwasserstoffschicht
© Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM
Verschleißschutzschichten bestehen oft aus Kohlenstoff, Kohlenwasserstoff oder Keramiken und sind häufig amorph, d.h. die Atome darin haben keine geordnete Struktur – ähnlich wie Fensterglas. Selbst unbeschichtete Oberflächen bilden solche amorphen Deckschichten durch Oxidation mit der Umgebungsluft oder durch mechanische Belastung spontan aus. »Es entsteht quasi ein neues Material, auch Tribomaterial genannt, das einen großen Einfluss auf Reibung und Verschleiß des Gesamtsystems hat – im günstigsten Fall wirkt es wie ein mehr oder weniger gutes Schmiermittel«, erklärt Pastewka.
Ein neues Material entsteht
In der Gruppe werden Computermodelle entwickeln, die beschreiben, wie Reibung und Verschleiß in solchen amorphen Schichten voneinander abhängen. Die Ergebnisse sollen helfen, die Lebensdauer von Bauteilen exakter vorherzusagen, um sie auszutauschen bevor sie versagen oder neue Verschleißschutzschichten zu entwickeln. Dazu will Pastewka seine Untersuchungen im atomaren Bereich beginnen. »Ich hoffe ein Simulationsmodell entwickeln zu können, das den Verschleiß sogar im laufenden Betrieb einer Maschine allein aus dem dabei gemessenen Reibungskoeffizient errechnet«, beschreibt er sein Vorhaben.
Lebensdauer exakter vorhersagen
Für sein Projekt »Korrelation von Reibung und Verschleiß amorpher Materialien« hat er mit dem Emmy-Noether-Programm fünf Jahre Zeit. Die DFG will damit herausragenden Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftlern einen Weg zu wissenschaftlicher Selbständigkeit eröffnen. In Verbindung mit den zugehörigen Lehraufgaben am KIT kann sich Pastewka zudem als Hochschullehrer qualifizieren. Seine Gruppe wird am MikroTribologie Centrum µTC entstehen, einer Kooperation zwischen dem Freiburger Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM und dem Institut für Angewandte Materialien (IAM) des Karlsruher Instituts für Technologie KIT.
Weitere News aus dem Ressort Wissenschaft
