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Kohlenstoff soll Autos den Spritdurst austreiben

Im Motorenprüfstand der TU Dresden testen die Forscher díe neuen Kohlenstoff-Beschichtungen auf ihre Verschleißfestigkeit. Foto: Jürgen Jeibmann, ECEMP

Im Motorenprüfstand der TU Dresden testen die Forscher díe neuen Kohlenstoff-Beschichtungen auf ihre Verschleißfestigkeit. Foto: Jürgen Jeibmann, ECEMP

Dresdner Materialforscher entwickeln superdünne Hightech-Schichten für Motoren

Dresden, 16. Oktober 2013: Um den Spritzverbrauch von Autos zu senken, aber auch die Ökobilanz anderer Maschinen zu verbessern, beschichten Forscher der TU Dresden und des „Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf“ (HZDR) Motorenteile nun versuchsweise mit besonders harten und abriebfesten Kohlenstoff-Schichten. Ein wichtiges Ziel des Projektes „CarboFunctCoat“ sei es, nicht nur im Labor tolle Materialien zu erzeugen, sondern vor allem schnelle Beschichtungsverfahren für den breiten Industrieeinsatz zu entwickeln, betonte Prof. Sibylle Gemming vom HZDR-Institut für Ionenstrahlphysik und Materialforschung.

Wieviel weniger Benzin ein solcherart ausgerüstetes Auto später einmal verbrauche, sei noch schwer abzuschätzen, da dies einfach von zuviel anderen Fahrzeugkomponenten abhänge, räumte Gemming ein. „Aber was wir jetzt schon sagen können, dass Nockenwellen, die mit dieser Methode behandelt werden, zwei bis fünfmal weniger Reibungsverluste haben als herkömmliche Teile“, betonte sie.

Große Plasma-Kammern sollen für ein industrietaugliches Beschichtungstempo sorgen. Foto: HZDR

Große Plasma-Kammern sollen für ein industrietaugliches Beschichtungstempo sorgen. Foto: HZDR

Amorphe Kohlenstoffschichten mit Nanostrukturen

Der Stoff, aus dem Diamanten gemacht sind, wird prinzipiell zwar bereits seit geraumer Zeit in der Industrie verwendet. Bisher haben sich die Ingenieure aber darauf konzentriert, die Kohlenstoffatome auch diamantartig zu verknüpfen, was kompliziert, teuer und aufwendig ist. Die Forscher des Dresdner Material-Exzellenzclusters ECEMP fokussieren sich nun aber auf eine weitgehend freie (amorphe) Kohlenstoffvariante, die sie mit ausgewählten Metallatomen wie zum Beispiel von Nickel oder Vanadium spicken. Diese nanostrukturierten Schichten sind nur etwa 100 Millionstel Millimeter dünn, sehr hart und abriebfest und vertragen sich auch mit Kraftstoffen auf biologischer Basis gut.

Industrietaugliches Tempo nötig

Dabei setzen die Forscher derzeit noch die teuren Ionenkanonen des Rossendorfer Forschungszentrums ein. Zusammen mit der Dresdner „Von Ardenne Anlagentechnik“ wollen sie jetzt aber ein patentiertes Verfahren zur Serienreife führen, um Kolbenringe, Ölabstreifer und andere hochbeanspruchte Motorenteile in Plasmakammern in großen Mengen behandeln zu können – was für Motorenhersteller von großem Interesse sein dürfte. Heiko Weckbrodt

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