Entwicklung von wasserstoffhaltigen amorphen Kohlenstoffschichten (a-C:H) für mediengeschmierte Tribosysteme

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Die Nutzung der Gezeiten zur Energiegewinnung ist von großem Interesse. Offene Wälzlager unter wässriger Schmierung bieten signifikante Vorteile zur Steigerung der Energieeffizienz, da bis zu 30 % der Reibverluste durch eine Abdichtung entfallen. Meerwasser stellt besondere Anforderungen an mechanisch hochbelastete Lager, da es stark korrodierend wirkt und ein Risiko für mikrobiellen Bewuchs darstellt. Daher sollen geeignete Beschichtungen offene Lager ohne Kapselung ermöglichen. In dieser Arbeit werden amorphe Kohlenstoffschichten (a-C:H) als vielversprechende Schichtsysteme untersucht, die Reibung und Verschleiß im Wälzkontakt senken können. Der PVD-Prozess des reaktiven Magnetron-Sputterns bietet große Flexibilität für die Herstellung dieser Schichten. Die Entwicklung von Schichtsystemen mit bioziden Eigenschaften durch die Dotierung mit antimikrobiellen Legierungselementen erfordert jedoch eine angepasste Schichtentwicklung, um die tribologischen Eigenschaften nicht negativ zu beeinflussen. Die Verbesserung der Tribokorrosionsbeständigkeit ist ein wesentlicher Bestandteil dieser Arbeit. Es werden die Einflüsse der Substratkonditionierung, der Verfahrensvarianten DC-MS und HiPIMS sowie ausgewählter Dotierungselemente in den Haftvermittler- und Funktionsschichten und verschiedene PVD-Prozessparameter hinsichtlich der tribokorrosiven Eigenschaften untersucht.