Structural investigations on TiAlN coatings alloyed with C

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Abstract

TiAlN-basierte Hartstoffschichten werden aufgrund ihrer hervorragenden mechanischen Eigenschaften und Oxidationsbeständigkeit für Schneid- und Umformwerkzeuge verwendet. Wegen der stetig steigenden Anforderungen an die Beschichtungen wird die Entwicklung verbesserter Legierungskonzepte vorangetrieben. In dieser Arbeit liegt der Schwerpunkt auf der Verbesserung des TiAlN Schichtsystems durch Legieren mit Kohlenstoff. Eine Reihe von TiAlNC Beschichtungen mit unterschiedlichen C Gehalten wurde durch Magnetron Co-Sputtern von Ti/Al und C-Targets in einer Ar-N2 Atmosphäre mit Beschichtungstemperaturen von 25 bzw. 500 °C hergestellt. Die chemische Zusammensetzung der Beschichtungen wurde mittels energiedispersiver Röntgenspektroskopie festgestellt, während die Mikrostruktur mittels Röntgendiffraktometrie untersucht wurde. Durch Röntgenphotoelektronenspektroskopie und Raman-Spektroskopie wurden die chemischen Bindungszustände detektiert. Die Härte und der Elastizitätsmodul der Beschichtungen wurde mit Hilfe der Nanoindentation untersucht, während der elektrische Widerstand mit der Vier-Punkt-Methode erforscht wurde. Es zeigte sich, dass der C Gehalt und die Beschichtungstemperatur einen signifikanten Einfluss auf die Mikrostruktur und die mechanischen und elektrischen Eigenschaften der TiAlNC Schichten haben. Mit zunehmendem C Gehalt konnte eine Veränderung der Mikrostruktur von kristallinem TiAlN zu amorphem TiAlNC beobachtet werden. Des Weiteren zeigte sich, dass ein erhöhter C Gehalt zu einem Anstieg des elektrischen Widerstandes führte. Die Erkenntnisse, die in dieser Diplomarbeit gefunden wurden, können als wertvolle Grundlage für die Weiterentwicklung zukünftiger TiAlNC Schichten dienen.

Details

Titel in ÜbersetzungEinfluss von C auf die Struktur von TiAlN Schichten
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung20 Okt 2017
StatusVeröffentlicht - 2017