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Untersuchung des Einflusses von Schichtarchitektur und Elementdotierung von diamantähnlichen Kohlenstoffschichten auf das Schädigungsverhalten bei zyklisch-mechanischer Beanspruchung

Amorpher Kohlenstoff, auch als diamantähnlicher Kohlenstoff (englisch: diamond-like carbon, kurz DLC) bezeichnet, reduziert die Reibung und steigert die Verschleißbeständigkeit von Werkzeugen. Allerdings verfügen amorphe Kohlenstoffschichten über hohe Druckeigenspannungen, die zu einer reduzierten Schichthaftung auf den Werkzeugen führen. Bei der Zerspanung von inhomogenen Werkstoffen erfahren die beschichteten Werkzeuge eine zyklisch-mechanische Beanspruchung, die eine Schichtdelamination infolge der geringen Schichthaftung auslösen kann und somit ein frühzeitiges Werkzeugversagen verursacht. Allerdings lässt sich die Schichthaftung sowohl durch die Modifikation der amorphen Kohlenstoffschichten durch Hinzufügen anderer Elemente als auch durch einem an dem Belastungskollektiv angepassten Schichtdesign deutlich steigern. Die wissenschaftliche Zielsetzung des Forschungsvorhabens ist somit die Untersuchung des Einflusses der Elementmodifikation und der Schichtarchitektur auf die mechanischen Eigenschaften bei einer zyklisch-mechanischen Beanspruchung sowie die Identifikation der auftretenden schädigungsrelevanten Mechanismen. Die amorphen Kohlenstoffschichten (a-C) werden hierbei durch Hinzugabe von Wasserstoff (H), Silizium (Si), Wolfram und Silber (Ag) modifiziert. Diese werden entweder als monolagige a-C oder a-C:X mit X = H, Si und Ag oder einem alternierenden Multilagenaufbau, bestehend aus a-C/a-C:X, mit einer Cr-basierten Zwischenschicht abgeschieden (siehe Abbildung 1). Die Elementmodifikation sowie die Schichtarchitektur wirken sich neben der Schichthaftung ebenfalls auf die mechanischen und tribologischen Schichteigenschaften aus, die am LWT grundlegend untersucht werden. Das Ermüdungsverhalten der Schichten wird am LWK der Universität Paderborn mit einem eigens für die dünnen Schichtsysteme entwickelten Prüfverfahren untersucht. Basierend auf die Erkenntnisse wird eine angepasste Schichtstruktur für zyklisch-mechanische Beanspruchungen entwickelt, die die Standzeit der beschichteten Werkzeuge deutlich erhöht.

Untersuchung des Einflusses von Schichtarchitektur und Elementdotierung von diamantähnlichen Kohlenstoffschichten auf das Schädigungsverhalten bei zyklisch-mechanischer Beanspruchung © LWT

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Der Campus der Technischen Universität Dortmund liegt in der Nähe des Autobahnkreuzes Dortmund West, wo die Sauerlandlinie A45 den Ruhrschnellweg B1/A40 kreuzt. Die Abfahrt Dortmund-Eichlinghofen auf der A45 führt zum Campus Süd, die Abfahrt Dortmund-Dorstfeld auf der A40 zum Campus-Nord. An beiden Ausfahrten ist die Universität ausgeschildert.

Direkt auf dem Campus Nord befindet sich die S-Bahn-Station „Dortmund Universität“. Von dort fährt die S-Bahn-Linie S1 im 20- oder 30-Minuten-Takt zum Hauptbahnhof Dortmund und in der Gegenrichtung zum Hauptbahnhof Düsseldorf über Bochum, Essen und Duisburg. Außerdem ist die Universität mit den Buslinien 445, 447 und 462 zu erreichen. Eine Fahrplanauskunft findet sich auf der Homepage des Verkehrsverbundes Rhein-Ruhr, außerdem bieten die DSW21 einen interaktiven Liniennetzplan an.
 

Zu den Wahrzeichen der TU Dortmund gehört die H-Bahn. Linie 1 verkehrt im 10-Minuten-Takt zwischen Dortmund Eichlinghofen und dem Technologiezentrum über Campus Süd und Dortmund Universität S, Linie 2 pendelt im 5-Minuten-Takt zwischen Campus Nord und Campus Süd. Diese Strecke legt sie in zwei Minuten zurück.

Vom Flughafen Dortmund aus gelangt man mit dem AirportExpress innerhalb von gut 20 Minuten zum Dortmunder Hauptbahnhof und von dort mit der S-Bahn zur Universität. Ein größeres Angebot an internationalen Flugverbindungen bietet der etwa 60 Kilometer entfernte Flughafen Düsseldorf, der direkt mit der S-Bahn vom Bahnhof der Universität zu erreichen ist.

Die Einrichtungen der Technischen Universität Dortmund verteilen sich auf den größeren Campus Nord und den kleineren Campus Süd. Zudem befinden sich einige Bereiche der Hochschule im angrenzenden Technologiepark. Genauere Informationen können Sie den Lageplänen entnehmen.