AlCrVN - Design of high-temperature low-friction coatings

Titel in Übersetzung: AlCrVN - Design von selbstschmierenden Hartstoffschichten für Hochtemperaturanwendungen

Robert Franz

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

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Abstract

AlCrN-Schichten wurden im Rahmen dieser Arbeit mit V legiert, um die Reibeigenschaften aktueller Hartstoffschichten bei hohen Temperaturen zu verbessern. AlCrN-Schichten zeichnen sich durch ihre hohe Härte, gute thermische Stabilität und Oxidationsbeständigkeit aus, weisen aber einen hohen Reibwert bei hohen Anwendungstemperaturen auf. Andererseits ist bekannt, dass V2O5 sowohl als Flüssig- als auch als Feststoffschmiermittel im Bereich von 500-700°C wirken kann. Die neuen AlxCryVzN-Schichten wurden mittels physikalischer Gasphasenabscheidung in einer industriellen Lichtbogenverdampfungsanlage hergestellt, wobei die gewünschte kubisch-flächenzentrierte (kfz) Struktur auch bei Al-Konzentrationen von x=0,7 durch Verwendung hochenergetischer Wachstumsbedingungen stabilisiert werden konnte. Daraus resultieren Härte- und Eigenspannungswerte vergleichbar zu kfz-AlCrN, während der reibvermindernde Effekt mittels Kugel-Scheibe-Tests aufgezeigt wurde. Die Verringerung des Reibwertes von 0,7 auf 0,2 bei 700°C wurde auf die Bildung einer V2O5-Schmierschicht zurückgeführt. Glühexperimente in Luft ergaben die Bildung einer V-reichen Oxidschicht an der Oberfläche, hervorgerufen durch die Segregation des V2O5 von den anderen Oxiden (Al2O3 und Cr2O3). Frästests ohne Zusatz von Schmiermitteln, in denen mit den AlCrVN-Schichten konkurrenzfähige Ergebnisse erzielt wurden, zeigen das Potential für die Verwendung als Verschleißschutzschicht.
Titel in ÜbersetzungAlCrVN - Design von selbstschmierenden Hartstoffschichten für Hochtemperaturanwendungen
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Gradverleihende Hochschule
  • Montanuniversität
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Dehm, Gerhard, Beurteiler B (intern)
  • Mitterer, Christian, Beurteiler A (intern)
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2007

Bibliographische Notiz

nicht gesperrt

Schlagwörter

  • AlCrVN
  • Aluminium-Chrom-Vanadiumnitrid
  • Hartstoffschicht
  • Verschleißschutzschicht
  • oxidischer Schmierstoff
  • PVD
  • Lichtbogenverdampfung
  • Tribologie
  • Niedrigreibung

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