Auf den ersten Blick sieht dies recht einfach aus, da man davon ausgeht, dass man diese Informationen in den entsprechenden Datenblättern oder Konstruktionszeichnungen finden kann. In der Praxis stößt man aber schnell auf Probleme. Bei den Zwischenstoffen enthalten die Datenblätter der Schmierstoffe aus Geheimhaltungsgründen häufig nicht die Informationen, die man für eine wissenschaftliche Bewertung benötigt. Auch die Stoffeigenschaften von Grund- und Gegenkörper sind nicht einfach zu finden. Aus den Konstruktionsunterlagen erhält man sicherlich Informationen, was für ein Material eingesetzt werden soll und wie der Vergütungszustand sowie die Form- und Rauheitseigenschaften der Oberfläche sind. Hierbei handelt es sich allerdings um theoretische Daten und Werte. Schaut man sich einmal eine reale metallische Oberfläche an - was heute dank moderner oberflächenanalytischer Verfahren möglich ist (siehe Kapitel 9) - so erkennt man, dass die für die tribologische Beanspruchung wichtige Oberfläche in ihrer Zusammensetzung und ihren Eigenschaften nicht dem Grundmaterial entspricht (Abbildung 6).
2.2.2 Aufbau metallischer Oberflächen
Jede reale Oberfläche ist in der Praxis von einer Adsorptionsschicht bedeckt, die nur wenige Nanometer dick ist, aber bereits einen signifikanten Einfluss auf das tribologische Verhalten hat.
Abbildung 6: Aufbau metallischer Oberflächen.
Ein bekannter Tribologe, der GfT-Vogelpohl-Ehrenpreisträger Werner Stehr, bezeichnet diese Schicht gerne als „Schlonz“. Dieser schwäbische Begriff verdeutlicht sehr schön, wie wenig man in der Praxis über die Zusammensetzung dieser oberflächennahen Schichten weiß.
Untersuchungen an Pressverbänden von Turboladern am Kompetenzzentrum Tribologie haben gezeigt, dass bereits das Berühren von zuvor gereinigten metallischen Bauteilen Haftreibwerte um den Faktor zwei reduzieren können. Für die praktische Anwendung bedeutet dies, dass der Reinigungszustand sehr genau beschrieben werden muss. Für anwendungsnahe tribologische Versuche muss man sich Gedanken machen, wie der Oberflächenzustand in der Praxis ist. Eine chemisch optimal gereinigte Oberfläche ist für die Wiederholbarkeit eines Laborversuchs vielleicht vorteilhaft, kann aber vollkommen andere Ergebnisse liefern als real kontaminierte Bauteile.
Unterhalb dieser Adsorptionsschicht findet man bei Metallen eine Oxid- oder Reaktionsschicht, die man heute beispielsweise im TEM oder im FIB/XB gut nachweisen kann (Abbildung 7 und Abbildung 8).
Abbildung 7 TEM-Darstellung einer Reaktionsschicht [Quelle: NMI Reutlingen]
Abbildung 8 FIB/XB-Darstellung des OF-nahen Gefüges
