Bildung eines kohlenstoffhaltigen Films auf der Oberfläche von Cu in einer Rinderserumalbuminlösung

Die tribochemische Reaktion zwischen Metallionen und Proteinen kann zur Bildung einer kohlenstoffhaltigen Triboschicht auf der Oberfläche von künstlichen Metall-auf-Metall-Gelenken (MOM) führen. Dieser kohlenstoffhaltige Film kann das Tribopaar schmieren und die Korrosion des Metalls reduzieren. Ziel dieser Arbeit ist es, die Katalyseeffizienz von Cu- und Co-Ionen bei der Bildung kohlenstoffhaltiger Filme an den Kontaktbereichen zu untersuchen. Für die Verschleißtestexperimente wurde ein Kugel-auf-Scheibe-Reibungsmodus (Al2O3-auf-Cu- und Al2O3-auf-Co-Legierung) in Rinderserumalbumin (BSA) -Lösung gewählt. Nach dem Verschleißtest wurde die auf dem Verschleißfleck (auf der Al2O3-Kugel) und der Verschleißspur (Metallscheibe) gebildete Triboschicht gesammelt und charakterisiert. Die Ergebnisse zeigen, dass die bei Reibung freigesetzten Cu-Ionen die Adsorption von BSA an der Verschleißbahn von Cu zu einem Proteinfilm förderten, der unter der Scherkraft zwischen dem Al2O3-Cu-Tribopaar weiter in eine kohlenstoffhaltige Triboschicht umgewandelt wurde. Bei der Wahl der Al2O3-Kugel und der Co-Legierung als Tribopaar wurde jedoch nach dem Verschleißtest keine kohlenstoffhaltige Triboschicht auf der Co-Legierung beobachtet. Dies bedeutet, dass die Katalyseeffizienz des Cu-Ions zur Bildung einer kohlenstoffhaltigen Triboschicht stärker ist als die des Co-Ions.