Mikrotribologie

Microtribological tests.
© Fraunhofer IST

Mit einem speziellen Zusatz zum AFM (Firma Hysitron) lassen sich auch Reibungs- und Verschleißtests auf Mikrometerflächen durchführen. Dabei wird eine konische Diamantspitze mit definierter Last lateral über die Oberfläche geführt und Reibung und Verschleiß bestimmt. Darüber hinaus sind Ritztests mit steigender Last (siehe Graphik), oszillierende Tests mit konstanter Last oder Flächenverschleißtests möglich. Mit diesem Verfahren können auch an sehr dünnen Schichten (Dicke 5–500 nm) Scratch- und Verschleißtests durchgeführt werden, was mit konventionellen Ritz- oder Tribotests nicht möglich ist. 

Mikroscratchtest mit steigender Last auf AF45 Glas, Maximallast 3,6 mN.

Mikroscratchtest mit steigender Last auf AF45 Glas.
© Fraunhofer IST

Das Beispiel zeigt zunächst die Topographie der intakten Oberfläche vor dem Scratch, die Eindringtiefe der Spitze während des Tests, sowie die verbleibende Resttiefe in der Oberfläche nach dem Scratch. Aus letzteren beiden lässt sich auf den Anteil elastischen Rückfederns und plastischer Verformung des Materials schließen. Der Reibungskoeffizient während der Belastung kann zusätzliche Informationen über das Versagen der Schicht (z. B. Durchreiben, Rissbildung) geben.