TY - THES

T1 - Herstellung von Ti-Al-O-N-Schichten mittels reaktivem Magnetron-Sputterprozess

AU - Simonet Fotso, Jules

N1 - gesperrt bis null

PY - 2014

Y1 - 2014

N2 - Ti-Al-O-N Schichten wurden mit einem reaktiven unbalancierten Magnetron Sputterprozeß von pulvermetallurgisch hergestellten TiAl Targets mit einem Atomverhältnis Al/Ti von 60/40 in einer Argon/Sauerstoff/Stickstoff Atmosphäre hergestellt. Die Entwicklung der chemischen Bindungsverhältnisse und der Mikrostruktur sowie der mechanischen Eigenschaften der Schichten wurde über einen breiten Zusammensetzungsbereich von der Nitrid- bis zur Oxidseite untersucht. Die chemische Struktur und Mikrostruktur der Schichten wurde mittels energiedispersiver Röntgenspektrometrie (EDS), Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS), Ramanspektroskopie und Röntgendiffraktion (XRD) bestimmt, und die mechanischen Eigenschaften mittels Nanoindentation ermittelt. Es wurde gezeigt, dass steigender Sauerstoffpartialdruck PO2 bei konstant gehaltenem Stickstoffpartialdruck PN2 oder steigendem PN2 bei konstant gehaltenem PO2 zur Bildung einer Dualphasenstruktur führt. Diese Dualphasenstruktur besteht aus feinen kubisch flächenzentrierten TiAlNO Kristallen und einem Anteil aus amorphen Al2O3 und TiO2. Die resultierende Härte und der Elastizitätsmodul sind in einem Bereich von 10 - 23 GPa bzw. 150 - 320 GPa einstellbar.

AB - Ti-Al-O-N Schichten wurden mit einem reaktiven unbalancierten Magnetron Sputterprozeß von pulvermetallurgisch hergestellten TiAl Targets mit einem Atomverhältnis Al/Ti von 60/40 in einer Argon/Sauerstoff/Stickstoff Atmosphäre hergestellt. Die Entwicklung der chemischen Bindungsverhältnisse und der Mikrostruktur sowie der mechanischen Eigenschaften der Schichten wurde über einen breiten Zusammensetzungsbereich von der Nitrid- bis zur Oxidseite untersucht. Die chemische Struktur und Mikrostruktur der Schichten wurde mittels energiedispersiver Röntgenspektrometrie (EDS), Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS), Ramanspektroskopie und Röntgendiffraktion (XRD) bestimmt, und die mechanischen Eigenschaften mittels Nanoindentation ermittelt. Es wurde gezeigt, dass steigender Sauerstoffpartialdruck PO2 bei konstant gehaltenem Stickstoffpartialdruck PN2 oder steigendem PN2 bei konstant gehaltenem PO2 zur Bildung einer Dualphasenstruktur führt. Diese Dualphasenstruktur besteht aus feinen kubisch flächenzentrierten TiAlNO Kristallen und einem Anteil aus amorphen Al2O3 und TiO2. Die resultierende Härte und der Elastizitätsmodul sind in einem Bereich von 10 - 23 GPa bzw. 150 - 320 GPa einstellbar.

KW - Ti-Al-O-N

KW - Magnetron Sputterprozeß

KW - EDS

KW - XPS

KW - XRD

KW - nanoindentation

KW - Ti-Al-O-N

KW - magnetron sputtering

KW - EDS

KW - XRD

KW - XPS

KW - nanoindentation

M3 - Diplomarbeit

ER -