Suitability of different nanocomposite concepts for self-lubricating hard coatings

Publikationen: Thesis / StudienabschlussarbeitDissertationForschung

Abstract

Schützende, auf Chromnitrid basierende, Beschichtungen finden in der Motorenfertigung aufgrund ihrer hohen Härte und ihres exzellenten Verschleißwiderstandes bereits seit Beginn der 90er Jahren vielseitige Anwendung. Der gezielte Einbau von Festkörperschmierstoffen unter Ausbildung eines nanocompositären Gefüges könnte die Eigenschaften herkömmlicher CrN-Filme jedoch deutlich verbessern und zu erwünschten Vorteilen führen, wie etwa vermindertem Kraftstoffverbrauch oder einer reduzierten Partikelemission. Im Zuge dieser Arbeit wurde die Mach- und Anwendbarkeit des reaktiven Magnetronsputterns zur Herstellung von reibungsarmen bzw. selbstschmierenden CrN-Schichten untersucht. Durch den Einbau von hexagonalem Bornitrid (h-BN), Molybdändisulfid (MoS2) und Wolframdisulfid (WS2) in eine CrN-Hartstoffmatrix konnten die Eigenschaften herkömmlicher CrN-Filme gezielt verändert werden. Anhand chemischer, morphologischer, mikroskopischer und mechanischer Untersuchungsmethoden wurden die Zusammenhänge zwischen Wachstumsbedingungen, Mikrostruktur und den resultierenden Materialeigenschaften für diese Klasse von neuen Werkstoffen aufgeklärt und beschrieben. Eine signifikante Reduktion des Reibungskoeffizienten konnte jedoch für keines der drei verwendeten Schmierstoffsysteme erzielt werden. Hauptursächlich waren dafür die ungenügend ausgeprägte Ausbildung von Bornitrid-Kristalliten sowie die nicht stöchiometrische Abscheidung von MoS2 und WS2 verantwortlich.

Details

Titel in ÜbersetzungTauglichkeit verschiedener nanokompositärer Konzepte zur Herstellung selbstschmierender Harstoffschichten
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Betreuer/-in / Berater/-in
StatusVeröffentlicht - 2009