{"id":7819,"date":"2020-02-11T14:38:38","date_gmt":"2020-02-11T14:38:38","guid":{"rendered":"https:\/\/nanovea.com\/?p=7819"},"modified":"2025-05-22T20:57:21","modified_gmt":"2025-05-22T20:57:21","slug":"feuchtigkeitswirkung-auf-dlc-beschichtung-tribologie","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/nanovea.com\/de\/feuchtigkeitswirkung-auf-dlc-beschichtung-tribologie\/","title":{"rendered":"Einfluss von Luftfeuchtigkeit auf die Tribologie von DLC-Beschichtungen"},"content":{"rendered":"
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Bedeutung der Abnutzungsbewertung von DLC bei Luftfeuchtigkeit
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Beschichtungen aus diamant\u00e4hnlichem Kohlenstoff (DLC) verf\u00fcgen \u00fcber verbesserte tribologische Eigenschaften, n\u00e4mlich eine hervorragende Verschlei\u00dffestigkeit und einen sehr niedrigen Reibungskoeffizienten (COF). DLC-Beschichtungen verleihen Diamanteigenschaften, wenn sie auf verschiedenen Materialien abgeschieden werden. Aufgrund ihrer g\u00fcnstigen tribomechanischen Eigenschaften sind DLC-Beschichtungen in verschiedenen industriellen Anwendungen bevorzugt, beispielsweise f\u00fcr Teile in der Luft- und Raumfahrt, Rasierklingen, Metallschneidewerkzeuge, Lager, Motorradmotoren und medizinische Implantate.<\/p>\n

DLC-Beschichtungen weisen unter Hochvakuum und trockenen Bedingungen einen sehr niedrigen COF (unter 0,1) gegen\u00fcber Stahlkugeln auf12<\/sup>. DLC-Beschichtungen reagieren jedoch empfindlich auf Ver\u00e4nderungen der Umweltbedingungen, insbesondere der relativen Luftfeuchtigkeit (RH).3<\/sup>. Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit und Sauerstoffkonzentration k\u00f6nnen zu einem erheblichen Anstieg der COF f\u00fchren4<\/sup>. Zuverl\u00e4ssige Verschlei\u00dfbewertung bei kontrollierter Luftfeuchtigkeit simuliert realistische Umgebungsbedingungen von DLC-Beschichtungen f\u00fcr tribologische Anwendungen. Benutzer w\u00e4hlen durch einen entsprechenden Vergleich die besten DLC-Beschichtungen f\u00fcr ihre Zielanwendungen aus
\ndes DLC-Verschlei\u00dfverhaltens bei unterschiedlicher Luftfeuchtigkeit.
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Messung Zielsetzung<\/p>\n

Diese Studie stellt den Nanovea vor Tribometer <\/a>Ausgestattet mit einem Feuchtigkeitsregler ist das ideale Werkzeug zur Untersuchung des Verschlei\u00dfverhaltens von DLC-Beschichtungen bei verschiedenen relativen Luftfeuchtigkeiten.<\/p>\n

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Testverfahren
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Reibung und Verschlei\u00dffestigkeit von DLC-Beschichtungen wurden mit dem Nanovea Tribometer bewertet. Die Testparameter sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Ein an der Tribokammer angebrachter Feuchtigkeitsregler regelte die relative Luftfeuchtigkeit (RH) pr\u00e4zise mit einer Genauigkeit von \u00b11%. Verschlei\u00dfspuren auf DLC-Beschichtungen und Verschlei\u00dfnarben auf SiN-Kugeln wurden nach Tests mit einem optischen Mikroskop untersucht.<\/p>\n

Hinweis: Jedes feste Kugelmaterial kann verwendet werden, um die Leistung verschiedener Materialkopplungen unter Umgebungsbedingungen wie Schmiermittel oder hohen Temperaturen zu simulieren.<\/p>\n



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Ergebnisse und Diskussion
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DLC-Beschichtungen sind aufgrund ihrer geringen Reibung und \u00fcberlegenen Verschlei\u00dffestigkeit hervorragend f\u00fcr tribologische Anwendungen geeignet. Die Reibung der DLC-Beschichtung zeigt ein feuchtigkeitsabh\u00e4ngiges Verhalten, wie in Abbildung 2 dargestellt. Die DLC-Beschichtung zeigt einen sehr niedrigen COF von ~0,05 w\u00e4hrend des gesamten Verschlei\u00dftests unter relativ trockenen Bedingungen (10% RH). Die DLC-Beschichtung weist w\u00e4hrend des Tests einen konstanten COF von ~0,1 auf, wenn die RH auf 30% ansteigt. Die erste Einlaufphase der COF wird in den ersten 2000 Umdrehungen beobachtet, wenn die relative Luftfeuchtigkeit \u00fcber 50% steigt. Die DLC-Beschichtung zeigt eine maximale COF von ~0,20, ~0,26 und ~0,33 bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50, 70 bzw. 90%. Nach der Einlaufphase bleibt der COF der DLC-Beschichtung konstant bei ~0,11, 0,13 und 0,20 bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50, 70 bzw. 90%.<\/span><\/p>\n

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In Abbildung 3 werden die Verschlei\u00dfspuren der SiN-Kugel und in Abbildung 4 die Verschlei\u00dfspuren der DLC-Beschichtung nach den Verschlei\u00dftests verglichen. Der Durchmesser der Verschlei\u00dfnarbe war kleiner, wenn die DLC-Beschichtung einer Umgebung mit geringer Luftfeuchtigkeit ausgesetzt war. W\u00e4hrend des wiederholten Gleitvorgangs an der Kontaktfl\u00e4che sammelt sich eine DLC-Schicht auf der SiN-Kugeloberfl\u00e4che an. In dieser Phase gleitet die DLC-Beschichtung gegen ihre eigene Transferschicht, die als effizientes Schmiermittel die Relativbewegung erleichtert und den durch Scherverformung verursachten weiteren Massenverlust eind\u00e4mmt. In der Verschlei\u00dfnarbe der SiN-Kugel wird in Umgebungen mit niedriger Luftfeuchtigkeit (z. B. 10% und 30%) ein \u00dcbertragungsfilm beobachtet, der zu einem verlangsamten Verschlei\u00dfprozess der Kugel f\u00fchrt. Dieser Verschlei\u00dfprozess spiegelt sich in der Morphologie der Verschlei\u00dfspur der DLC-Beschichtung wider, wie in Abbildung 4 dargestellt. Die DLC-Beschichtung weist in trockenen Umgebungen eine kleinere Verschlei\u00dfspur auf, was auf die Bildung eines stabilen DLC-\u00dcbertragungsfilms an der Kontaktfl\u00e4che zur\u00fcckzuf\u00fchren ist, der die Reibung und die Verschlei\u00dfrate erheblich verringert.
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Schlussfolgerung<\/p>\n


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Luftfeuchtigkeit spielt eine entscheidende Rolle f\u00fcr die tribologische Leistung von DLC-Beschichtungen. Die DLC-Beschichtung verf\u00fcgt \u00fcber eine deutlich verbesserte Verschlei\u00dffestigkeit und eine \u00fcberlegen niedrige Reibung unter trockenen Bedingungen aufgrund der Bildung einer stabilen Graphitschicht, die auf das gleitende Gegenst\u00fcck (in dieser Studie eine SiN-Kugel) \u00fcbertragen wird. Die DLC-Beschichtung gleitet auf ihrer eigenen \u00dcbertragungsschicht, die als effizientes Schmiermittel fungiert, um die Relativbewegung zu erleichtern und weiteren Massenverlust durch Scherverformung einzud\u00e4mmen. Mit zunehmender relativer Luftfeuchtigkeit wird auf der SiN-Kugel kein Film beobachtet, was zu einer erh\u00f6hten Verschlei\u00dfrate der SiN-Kugel und der DLC-Beschichtung f\u00fchrt.<\/p>\n

Das Nanovea Tribometer bietet wiederholbare Verschlei\u00df- und Reibungstests im ISO- und ASTM-konformen Rotations- und Linearmodus, wobei optionale Feuchtigkeitsmodule in einem vorintegrierten System verf\u00fcgbar sind. Es erm\u00f6glicht Benutzern die Simulation der Arbeitsumgebung bei unterschiedlicher Luftfeuchtigkeit und bietet Benutzern ein ideales Werkzeug zur quantitativen Bewertung des tribologischen Verhaltens von Materialien unter verschiedenen Arbeitsbedingungen.<\/p>\n



Erfahren Sie mehr \u00fcber das Nanovea Tribometer und den Laborservice
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1 C. Donnet, Surf. Coat. Technol. 100-101 (1998) 180.
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2 K. Miyoshi, B. Pohlchuck, K.W. Street, J.S. Zabinski, J.H. Sanders, A.A. Voevodin, R.L.C. Wu, Wear 225-229 (1999) 65.
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3 R. Gilmore, R. Hauert, Surf. Coat. Technol. 133-134 (2000) 437.
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4 R. Memming, H.J. Tolle, P.E. Wierenga, Thin Solid Coatings 143 (1986) 31
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Haben Sie eine \u00e4hnliche Anwendung?<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Bedeutung der Verschlei\u00dfbewertung von DLC bei Feuchtigkeit Diamant\u00e4hnliche Kohlenstoffschichten (DLC) besitzen verbesserte tribologische Eigenschaften, n\u00e4mlich eine hervorragende Verschlei\u00dffestigkeit und einen sehr niedrigen Reibungskoeffizienten (COF). DLC-Beschichtungen verleihen Diamantcharakteristiken, wenn sie auf verschiedenen Materialien aufgebracht werden. Aufgrund ihrer g\u00fcnstigen tribomechanischen Eigenschaften werden DLC-Beschichtungen bevorzugt in verschiedenen industriellen Anwendungen eingesetzt, z. B. bei Teilen f\u00fcr die Luft- und Raumfahrt, Rasierklingen, [...]<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":11695,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[7,382,349,372,373,336],"tags":[],"class_list":["post-7819","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-application-notes","category-humidity-gases-tribology","category-laboratory-testing","category-linear-tribology","category-rotational-tribology","category-tribology-testing"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/nanovea.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/7819","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/nanovea.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/nanovea.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=7819"}],"version-history":[{"count":33,"href":"https:\/\/nanovea.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/7819\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":24791,"href":"https:\/\/nanovea.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/7819\/revisions\/24791"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/11695"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/nanovea.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=7819"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=7819"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/nanovea.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=7819"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}