Oxidation Behaviour of a Novel Nanolamellar Ti0.05Al0.95N Coating

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDiplomarbeit

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Abstract

Verschleißschutz-Beschichtungen basierend auf einer neuartigen nanostrukturierten über ein “low pressure chemical vapour deposition”-Verfahren hergestellten Ti0.05Al0.95N Schicht, wurden bezüglich ihrer Oxidationseigenschaften im Temperaturbereich von 700 °C – 1150 °C in Hinblick auf Phasenzusammensetzung, Gefügeänderungen, Eigenspannungsentwicklung und Härte untersucht. Ein Vergleich mit anderen Beschichtungen, die mittels zweier unterschiedlicher “physical vapour deposition”-Verfahren abgeschieden wurden und weit verbreitet Anwendung finden, demonstrierte anschaulich den überlegenen Oxidationswiderstand der neuen Beschichtung. Die Bildung einer schützenden α-Al2O3 (Korund) Deckschicht, die für diese Eigenschaft verantwortlich gemacht wird, konnte mit Labor- und Synchrotron-Röntgendiffraktion, als auch mit Elektronenmikroskopie-Methoden dokumentiert werden. Durch den Einsatz hochauflösender Transmissions-Elektronenmikroskopie wurde eine neue lamellare Phase in der Ti0.05Al0.95N Schicht mit charakteristischen Längen im Nanometer-Bereich entdeckt. Tiefenaufgelöste Härtemessungen mittels Nanoindentation auf einem flachen Keil, der mit einem fokussierten Ionenstrahl in die Beschichtung geschnitten wurde, offenbarten eine unerwartet hohe Härte der hoch Al-haltigen Schicht, welche durch das zuvor erwähnte nano-lamellare Gefüge erklärt werden kann. Schließlich zeigte Synchrotron-Röntgendiffraktion keine besonders ausgeprägten Vorzugsorientierungen in der Beschichtung und tiefenaufgelöste Eigenspannungsmessungen belegten einen komplexen tiefenabhängigen Druckspannungszustand, welcher durch Phasenzersetzung während der Oxidation bei hohen Temperaturen teilweise relaxiert.

Details

Titel in ÜbersetzungOxidationseigenschaften einer neuartigen Ti0.05Al0.95N Beschichtung
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung13 Dez. 2013
StatusVeröffentlicht - 2013