tribochemische

Tribochemie ist ein Teilgebiet der Tribologie, das sich mit chemischen Reaktionen an Reibungs- und Kontaktflächen beschäftigt. Tribochemische Prozesse entstehen, wenn mechanische Energie durch Reibung, Druck und Scherung lokal in Wärme und Stress umgewandelt wird, wodurch chemische Bindungen gebrochen und neue Verbindungen gebildet werden. Typische Ergebnisse sind die Bildung oder Veränderung von Grenzfilmen, Oberflächenoxidationen, Sulfidierungen oder Karbonisierungen sowie die Zersetzung von Schmierstoffen und Additiven an der Kontaktstelle.

Die Mechanismen umfassen die Bildung schichtbildender Grenzfilme, die Migration von Spezies auf die Oberfläche, Reaktionen durch erhöhte Oberflächeneinheiten und die Wechselwirkung mit Gasen oder Schmiermitteln. Tribochemische Reaktionen können sowohl vorteilhaft als auch nachteilig wirken: Gepflegte Grenzfilme verringern Reibung und Verschleiß, während ungünstige Reaktionen zu Oberflächenschäden oder ungünstigen Schmierzuständen führen können.

In der Technik spielen tribochemische Prozesse eine Rolle in Motoren, Getrieben, Lagern, Festplatten und anderen bewegten Systemen, wo die Lebensdauer der Bauteile durch chemische Veränderungen an Grenzflächen beeinflusst wird.

Zur Untersuchung werden Oberflächenanalytik wie XPS (Röntgen-Photoelektronenspektroskopie), Raman-Spektroskopie, Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) eingesetzt, ergänzt durch tribologische Tests und theoretische Ansätze (DFT, ReaxFF), um Reaktionspfade zu verstehen. Das Feld verbindet Chemie, Physik und Materialwissenschaften, um Auskunft über Reaktionsmechanismen unter Belastung zu erhalten.