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Einfluss der Grenzflächenoxidation auf die Reibung bei struktureller Superschmierung

neuer Artikel im Journal "Tribology Letters"
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Abbildung: Alper Özogul
  • Forschung
  • Publikation

Meldung vom: 19. Juli 2021, 11:09 Uhr

Einfluss der Grenzflächenoxidation auf die Reibung bei struktureller Superschmierung

Wir präsentieren die Ergebnisse von Reibungsexperimenten, die durch Manipulation von oxidierten Platinnanoinseln auf hochorientierten pyrolytischen Graphitsubstraten (HOPG) mittels Rasterkraftmikroskopie (AFM) durchgeführt wurden. Die Oxidation der Platin-Nanoinseln, die durch milde Plasmabefeldung durchgeführt wurde, wird durch Röntgen-Photoelektronenspektroskopie (XPS) und hochauflösende energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDX) bestätigt, wobei letztere eine partielle Oxidation auf den Gleitflächen der Nanoinseln zeigt. Oxidierte Platin-Nanoinseln weisen eine höhere Reibung auf als nicht oxidierte Inseln, wobei die mittlere Schubspannung im untersuchten Kontaktgrößenbereich um etwa 70 % ansteigt. Eine Zunahme der chemischen Wechselwirkungskräfte zwischen dem oxidierten Platin und dem Graphitsubstrat wird vorgeschlagen, um die Zunahme der Reibungskräfte zu erklären. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Veränderung der Grenzflächenchemie durch Oxidation zu einer spürbaren Modulation der Reibungskräfte führt, aber nicht zu einem völligen Zusammenbruch des superschmierfähigen Zustands (wie durch die Signaturbeobachtung der abnehmenden Scherspannung mit zunehmender Kontaktgröße belegt), was eine weitere Möglichkeit für das Design von superschmierfähigen mechanischen Systemen bietet, die unter Umgebungsbedingungen betrieben werden sollen.

 

Publikation

A. Özoğul, B. R. Jany, F. Krok, E. Gnecco, M. Z. Baykara, "Influence of interfacial oxidation on friction in structural superlubricity": Tribology Letters,

doi.org/10.1007/s11249-021-01475-1

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