Dresden 2003 – wissenschaftliches Programm

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O: Oberflächenphysik

O 6: Nanostrukturen I

O 6.2: Vortrag

Montag, 24. März 2003, 11:30–11:45, M\"UL/ELCH

Adhaesion an strukturierten Oberflaechen — •Kerstin Meine, Heinz Kloss, Thomas Schneider und Dirk Spaltmann — Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung, 12200 Berlin

Das tribologische Verhalten wird neben den chemischen und physikalischen Eigenschaften der Reibpartner auch von deren Oberflaechentopographie bestimmt. Um deren Beitrag auf die Reibkraft zu untersuchen, wurden daher definierte Rauheitsstrukturen in Siliziumwafer geaetzt. Reibversuche mit einem Mikrotribometer [1, 2] gaben Aufschluss ueber den Einfluss dieser Strukturen auf das Deformationsverhalten im Kontaktbereich. Mit Hilfe der gewonnenen Daten wurde ein Deformationsmodell entwickelt, das eine Abschaetzung der Reibkraft in Abhaengigkeit von der Rauheit erlaubte. Treten starke Adhaesionskraefte im Reibkontakt auf, ist ein inverter Einfluss der Rauheit auf die Reibkraft zu verzeichnen. Um diesen Verlauf weiter zu charakterisieren, wurden mit einem UHV-AFM Adhaesionsmessungen an strukturierten Siliziumwafern durchgefuehrt. Diese zeigen den Verlauf der Adhaesionskraft in Abhaengigkeit von der Groesse der Kontaktflaeche auf. Ein Vergleich dieser experimentell gefundenen Korrelation mit den klassischen Kontaktmodellen machte dabei den Einfluss der Oberflaechenrauheit auf die Groesse der Adhaesionskraft deutlich. Danach ergab sich, dass bei gleicher Kontaktflaeche, aber unterschiedlicher Rauheit sich die Adhaesionskraefte um bis zu einem Faktor 3 unterscheiden. [1] K. Meine, T. Schneider, D. Spaltmann, E. Santner, Wear, 253, 2002, 725-732 [2] K. Meine, T. Schneider, D. Spaltmann, E. Santner, Wear, 253, 2002, 733-738