Mikrostruktur und Mikrotribologie von amorphen metallhaltigen Kohlenwasserstoffschichten

Metallhaltige amorphe Kohlenwasserstoffschichten (Me-C: H) bestehen aus einem Kohlenwasserstoff-Basismaterial, in welches metallische Partikel von wenigen Nanometern Größe eingelagert sind. Aufgrund ihrer ausgezeichneten mechanisch-tribologische Eigenschaften werden sie industriell als reibungs- und verschleißmindernde Schichten auf Bauteilen, Lagern, Werkzeugen etc. eingesetzt. n der Forschungsarbeit wird am Beispiel verschiedener Me-C: H Schichten gezeigt, wie mit Hilfe der Rastertunnelmikroskopie (STM) quantitative Informationen über Größen- und Abstandsverteilungen von Nanopartikeln in dünnen Schichten erlangt werden können. Die Ergebnisse werden verglichen mit Untersuchungen mittels Transmissions-Elektronenmikroskopie (TEM), Röntgenkleinwinkel- und Röntgenweitwinkelstreuung (SAXS, XRD). Darüber hinaus wurden mit Hilfe des Rasterkraftmikroskopes (AFM) mikrotribologische Untersuchungen an Me-C: H Schichten durchgeführt. Sie zeigen den Einfluß der Schicht-Mikrostruktur (Nanopartikel, Wachstumssäulen) auf Reibung und Verschleiß und belegen die Bedeutung der Materialermüdung bei Verschleißprozessen. Es werden Modelle vorgestellt, mit denen Reibungs- und Verschleißmessungen auf der Mikroskala quantitativ beschrieben werden können.