New high-performance oxide-based CVD coatings

Titel in Übersetzung: Neuartige oxidische Hochleistungs-CVD-Schichten

David Hochauer

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

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Abstract

Steigende Anforderungen an die Leistungsfähigkeit von Zerspanungswerkzeugen haben einerseits ökonomische Ursachen, liegen aber auch in der Weiterentwicklung von Werkzeugmaschinen und Werkstoffen begründet. Seit den späten Sechzigern des vorigen Jahrhunderts werden Hartstoffschichten, welche oft nur einige Tausendstel Millimeter stark sind, auf Werkzeugen abgeschieden, um deren Leistungsfähigkeit zu erhöhen, also beispielsweise ihre Verschleißbeständigkeit oder die möglichen Schnittgeschwindigkeiten. Aluminiumoxid (Al2O3) wird wegen seiner hohen Warmhärte und seiner guten chemischen Beständigkeit heutzutage oft als Komponente solcher Schichtsysteme verwendet. Die Zielsetzung dieser Doktorarbeit bestand darin, den Einfluss von Dotierungs- und Legierungselementen in Aluminiumoxidschichten, die mit Chemical Vapor Deposition (CVD) Methoden abgeschieden wurden, zu erforschen. Basierend auf einem kommerziell verwendeten Schichtsystem wurden dotierte Aluminiumoxidschichten im Produktionsmaßstab abgeschieden. Die simultane Abscheidung geringer Anteile einer zweiten Phase (z.B. Titanoxid) zusätzlich zu Aluminiumoxid führte zu einem verbesserten tribologischen Verhalten, während die Dotierung von Aluminiumoxidschichten mit Bor einen leichten Härteanstieg ergab. Die simultane Abscheidung von Aluminiumoxid und Aluminiumborat ermöglichte eine höhere Schichtwachstumsrate, verringerte aber gleichzeitig die Schichthärte. Außerdem zeigten dotierte kappa-Al2O3-Schichten eine verbesserte thermische Stabilität und eine verringerte Diffusion von Substratelementen durch die Aluminiumoxidschicht. Neue Dotierungselemente und Vormaterialien wurden im Labormaßstab untersucht, wobei das Hauptaugenmerk auf deren Verflüchtigung, dem anschließenden Gastransport und der Kompatibilität mit der Abscheideatmosphäre des Aluminiumoxids lag. Darüber hinaus wurde vor allem auch das Verständnis des Abscheidevorganges von Aluminiumoxid vertieft und entscheidende Parameter identifiziert.
Titel in ÜbersetzungNeuartige oxidische Hochleistungs-CVD-Schichten
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Mitterer, Christian, Beurteiler A (intern)
  • Dehm, Gerhard, Beurteiler B (intern)
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2010

Bibliographische Notiz

nicht gesperrt

Schlagwörter

  • CVD Verschleißschutzschichten Al2O3 Aluminiumoxid Dotieren Legieren Hartmetallzerspanungswerkzeuge

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