Synthese und Charakterisierung von lichtbogenverdampften Cr-Al-C-Schichten

Synthesis and Characterization of Cr-Al-C-Thin Films

  • Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Synthese von Cr Al C Schichten die mittels inertem bzw. reaktivem Lichtbogenverdampften auf einer industriellen RCS (Rapid Coating System) PVD-Anlage von Oerlikon Balzers abgeschieden wurden. Bei der inerten Versuchsreihe wurde der Argondruck von 0,05 Pa bis 1,25 Pa, bzw. bei den reaktiven Versuchen der Reaktivgasfluss des Acetylens von 75 sccm bis 200 sccm variiert. Hierbei wurde in dieser Arbeit ein besonderer Focus auf die Synthese von Cr2AlC-MAX-Phasen-Schichten gelegt. Die Charakterisierung der Schichtzusammensetzung erfolgte mittels GDOES, ERDA sowie XRD. Außerdem wurden die Schichtdicke, Rauheit, E-Modul, Härte, Reib- und Verschleiß-koeffizient, sowie die Schichteigenspannungen in Abhängigkeit zur Temperatur bestimmt. Weiterhin wurde bei allen reaktiven Versuchen die Phasenumwandlung bei Glühungen in atmosphärischer Umgebung bei 700°C untersucht. Die reaktive Probe mit den hochsten ermittelten Cr2AlC-MAX-Phasen Anteilen wurde außerdem in sechs Temperaturschritten zwischen 300°C und 700°C geglüht und jeweils auf Phasenumwandlungen untersucht.
  • This thesis is about the synthesis of Cr-Al-C layers which were coated by inert and reactive arcing on a RCS PVD by Oerlikon Balzers. Within the inert series of experiments the argon pressure was varied from 0,05 Pa to 1,25 Pa and within the reactive experiments the flow of the reactive gas acetylene was varied from 75 sccm to 200 sccm. In this connection a special focus was put on the synthesis of Cr2AlC-MAX-phases layers. The characterisation of the composition of the layers was carried out with GDEOS, ERDA and XRD. Furthermore, the layer thickness, asperity, modulus of elasticity, hardness, friction and deterioration coefficient and the residual stress of the layers were measured in dependence to the temperature. Further, within all reactive experiments the phase transformation by calcinations was analysed in an atmospheric environment at a temperature of 700°C. In addition, the reactive sample with the highest detected Cr2AlC-MAX-phases amounts was nealed in six temperature steps between 300°C and 700°C and analysed concerning the phase transformation.

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Metadaten
Author:André Richter
Advisor:Jörg Neidhardt
Document Type:Diploma Thesis
Language:German
Name:Institut für Metallkunde und Werkstoffprüfung, Montanuniversität Leoben
Institut für Metallkunde und Werkstoffprüfung, Roseggerstraße 12, 8700 Leoben, 8700 Leoben
Date of Publication (online):2008/01/22
Year of first Publication:2008
Date of final exam:2008/01/25
Tag:Cr2AlC; MAX-Phase; inertes Lichtbogenverdampfen; reaktives Lichtbogenverdampfen
Cr2AlC; MAX-Phase; inert Arc; reactive Arc
GND Keyword:PVD-Verfahren; Röntgendiffraktometrie
Page Number:50 Seiten, 30 Abb., 7 Tab., 54 Lit.
Faculty:Westsächsische Hochschule Zwickau / Physikalische Technik, Informatik
Release Date:2008/01/22