Comparison of Ti1-XAlXN coatings deposited by reactive magnetron sputtering from powder metallurgical targets and from mosaic targets

Titel in Übersetzung: Vergleich von reaktiv gesputterten Ti1-XAlXN Schichten abgeschieden mit pulvermetallurgisch hergestellten Targets beziehungsweise mit Mosaiktargets

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDiplomarbeit

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Abstract

Im Rahmen dieser Arbeit wurden pulvermetallurgisch hergestellte TiAl-Targets mit TiAl-Mosaiktargets hinsichtlich des Beschichtungsprozesses sowie einiger Charakteristiken der erhaltenen Schichten verglichen. Nach Entwicklung eines geeigneten Beschichtungsprozesses für die pulvermetallurgischen Targets durch Optimierung der Sputter-Leistung und des Stickstoffpartialdruckes wurde dieser Prozess mit dem für Mosaiktargets industriell angewandten Prozess durch Berücksichtigung der Sputter-Yields von Ti und Al sowie der jeweiligen Beschichtungsraten verglichen. Die Schichten wurden in Bezug auf Schichtdicke, Mikrostruktur, Domänengröße, Schichthaftung, Härte, E-Modul, Eigenspannungen und tribologische Eigenschaften untersucht. Die durchgeführten Experimente zeigten, dass zur Durchführung eines stabilen Beschichtungsprozesses mit pulvermetallurgischen Targets ein um 7 % höherer Stickstoffpartialdruck erforderlich ist als mit den Mosaiktargets. Weiters konnte mit den pulvermetallurgischen Targets eine um 30 % höhere Beschichtungsrate als mit den Mosaiktargets erzielt werden. Die Charakteristiken der Schichten, die mit den beiden verschiedenen Targets abgeschieden wurden, waren im Wesentlichen ähnlich. Der Aluminiumgehalt der mit den pulvermetallurgischen Targets erzeugten Schichten war geringfügig höher als der in der mit den Mosaiktargets erzeugten Schicht. Die mit den Mosaiktargets erhaltene Domänengröße der kubischen Ti1-XAlXN-Phase war wesentlich kleiner war als mit den pulvermetallurgischen Targets. Die Härte der mit den Mosaiktargets abgeschiedenen Schicht war etwas höher als jene der anderen Schichten. Tribologische Untersuchungen zeigten, dass sowohl der Reibungs- als auch der Verschleißkoeffizient der mit den pulvermetallurgischen Targets erzeugten Schichten etwas niedriger war als der mit den Mosaiktargets erzeugten Schicht. Zusammenfassend zeigten die Untersuchungen, dass mit den pulvermetallurgischen Targets Schichten mit vergleichbaren Eigenschaften wie mit den Mosaiktargets erzielt werden können, wobei der Beschichtungsprozess mit den pulvermetallurgischen Targets, bei gleichzeitig längerer Target-Lebensdauer, deutlich verkürzt werden konnte.
Titel in ÜbersetzungVergleich von reaktiv gesputterten Ti1-XAlXN Schichten abgeschieden mit pulvermetallurgisch hergestellten Targets beziehungsweise mit Mosaiktargets
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Weirather, Thomas, Mitbetreuer (intern)
  • Mitterer, Christian, Betreuer (intern)
Datum der Bewilligung25 Juni 2010
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2010

Bibliographische Notiz

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Schlagwörter

  • PVD Kathodenzerstäubung Hartstoffschichten Ti1-XAlXN Targets Mikrostruktur Tribologie

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