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Wir verglichen die Reib- und Verschleißeigenschaften von verschieden beschichteten CoCrMo-Proben unter Belastungen, wie sie typischerweise im Knie auftreten. Es wurden verschiedene ta-C-Beschichtungen und die in der Medizin verbreiteten TiNbN-Beschichtungen verglichen. Dabei wurden die bei Ball-on-Disk-Tribometerversuchen an der Tribometerspitze entstehenden Kalotten ausgewertet. Wir konnten feststellen, dass unsere strukturierten ta-C-Oberflächen, gegenüber den üblichen Beschichtungen, weniger als 1/40 des Verschleißes zeigen, bei einer gleichzeitigen Reibwertreduzierung um bis zu 80%.
Ziel des Projektes war es, Implantate zu entwickeln, welche langlebiger als bisher übliche Knieimplantatslösungen sind, besonders in Bezug auf Verschleiß der artikulierenden Flächen. Hierfür sollten Verschleiß mindernde
Hartstoffschichten aus biokompatiblen Kohlenstoff (ta-C) und reibungsmindernde laserinduzierte Strukturen auf neuartigen CoCrMo-Implantaten aufgebracht werden. Wir konnten in angepassten tribologischen Untersuchungen zeigen, dass unsere Schicht-Struktur-Systeme, gegenüber TiNbN-Schichten auf gleichem Substrat, deutlich verbesserte mechanische Eigenschaften aufweisen. So zeigten diese einen auf 1/40 reduzierten Reibungsverschleiß bei gleichzeitiger Reibwertreduzierung ~1/5
Im Rahmen der Masterarbeit wurden Beschichtungsversuche zur Erzeugung von superharten Kohlenstoffschichten, unter Variation einflussnehmender Prozessparameter durchgeführt, um den Einfluss dieser auf das Beschichtungsergebnis zu evaluieren. Die Experimente wurden mit einem Eximerlaser der Firma Coherent durchgeführt. Es wurden Kohlenstoffschichten erzeugt und anschließend mit verschiedenen Analysemethoden charakterisiert, um Erkenntnisse hin-sichtlich der Schichtzusammensetzung zu gewinnen. Im Vordergrund standen hierbei die Schichthärte, sowie die Ergebnisse aus den resultierenden Ramanspektren der Schichten, um Zusammenhänge zwischen den variierten Prozessparametern und resultierenden Schichtcharakteristika aufzuzeigen.
Ziel dieser Diplomarbeit ist es, Molybdändisulfid-Schichten (MoS2) mit dem Laserpulsabscheidungsverfahren (PLD) herzustellen sowie die Eigenschaften dieser Schichten mit Hilfe geeigneter Untersuchungsmethoden zu charakterisieren. Des Weiteren sollen die Schichten Molybdändisulfid und superharter amorpher Kohlenstoff (ta-C) auf ihre tribologischen Eigenschaften in Bezug auf Reibungskoeffizient- und Verschleißverhalten sowie die Haftfestigkeit näher analysiert werden. Außerdem erfolgen tribologische Untersuchungen zur Reduzierung des Reibungskoeffizienten durch eine in ta-C eingebrachte Mikro- bzw. Nanostruktur sowie durch eine Modifikation der ta-C Schichtoberfläche.