Die verarbeitenden Komponenten der Kunststoffextrusion sind einem komplexen Beanspruchungskollektiv ausgesetzt, das zu Schäden und einer verringerten Produktivität führt. Das Ziel dieser Arbeit ist daher die Auslegung neuer Hartstoffschichten mittels Physical Vapour Deposition (PVD), zum Schutz der Komponenten vor adhäsivem Verschleiß und Korrosion. Um den mechanischen Beanspruchungen zu widerstehen, soll die Beschichtung zusätzlich vor abrasivem Verschleiß schützen, also eine hohe Festigkeit und Bruchzähigkeit aufweisen. Die Wirtschaftlichkeit der Schichtherstellung soll gleichzeitig durch möglichst hohe Schichtwachstumsraten verbessert werden. Die teilweise gegensätzlichen prozessseitigen und werkstoffseitigen Anforderungen können durch die Auslegung des Beschichtungsprozesses, des Werkstoffsystems und der Schichtarchitektur erfüllt werden. Um die hohen Schichtwachstumsraten des direct current Magnetron Sputtering (dcMS) mit den überlegenen Schichteigenschaften des High Power Pulsed Magnetron Sputtering (HPPMS) zu vereinen, wird für die Schichtherstellung der neue hybride dcMS/HPPMS-Prozess verwendet. Die Auslegung der Beschichtungen erfolgt im Werkstoffsystem Cr-Al-O-N. Als Architektur der Hartstoffschicht ist ein mehrlagiger Aufbau vorteilhaft, bei dem jeder Einzellage bestimmte Funktionen zugeordnet werden. Sie besteht aus einem duktilen, metallischen und nitridischen (Cr + CrN)-Haftvermittler zum Stahl, einem hochfesten und zähen CrN/AlN-Nanolaminat als tragender Zwischenschicht und einer dünnen (Cr,Al)ON-Decklage. Abschließend erfolgt die Synthese der vielversprechendsten Einzellagen zu einem mehrlagigen Schichtsystem, das innerhalb eines einzigen Beschichtungsprozesses durch Variation der Parameter generiert wird.
Aktualisiert: 2020-07-13
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Die Carbide und Nitride - und selbstverständlich auch deren Mischungen die Carbonitride - sind nicht nur für Strukturforscher und Werkstoffwissenschaftler sehr interessante Materialien, sondern bieten auch Ingenieuren und Festkörperphysikern bemerkenswerte Aspekte. Das beruht letztlich auf einigen ihrer Eigenschaften, von denen die extremen Härten, die hohen Schmelzpunkte, die gute Verschleißbeständigkeit sowie einige ungewöhnliche Varianten im elektrischen und thermischen Verhalten beachtenswert sind. Die Zahl der Berichte über die carbidischen und nitridischen Verbindungen ist in jüngster Zeit schnell angewachsen und - bedingt durch die Zerstreuung auf die verschiedensten Fachorgane - kaum noch zu übersehen, so daß der Wunsch nach einer zusammenfassenden Darstellung immer dringlicher wurde. Dieser Wunsch ist mit dem vorliegenden Band in Erfüllung gegangen. Damit hat auch die Materialkundlich-Technische Reihe ihre Bemühungen fortgeführt, Spezialgebiete der Werkstofftechnik durch anerkannte Fachleute darzustellen. Die vorgelegte kritische Zusammenfassung ist das Ergebnis einer jahrelangen Forschungstätigkeit, die zu einem vertieften Verständnis grundlegender Phasenbeziehungen in den binären und ternären Systemen der Übergangsmetallcarbide und -nitride geführt hat. Dabei kommt den Gleichgewichtszuständen zwischen den Verbindungen und den metallischen Komponenten, die häufig - z.B. in den Hartmetallen - als duktile Matrix für die Hartstoffe genutzt werden, eine enorm wichtige technische Bedeutung zu. Über den rein bibliographischen Wert hinausgehend werden allgemeingültige Bauprinzipien und grundlegende Gesetzmäßigkeiten der behandelten Verbindungen zu Regeln verdichtet, die als empirisch-theoretische Sonden die zukünftige Erforschung dieses sehr komplexen und entwicklungsfähigen Werkstoffsektors erleichtern werden.
Aktualisiert: 2022-02-28
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