Fraunhofer-Gesellschaft

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Neuartige Hartstoffschichten durch Nanotechnologie

Novel hard coatings using nanotechnology
 
: Schultrich, B.

Galvanotechnik 97 (2006), Nr.3, S.696-704
ISSN: 0016-4232
Deutsch
Zeitschriftenaufsatz
Fraunhofer IWS ()
Nitrieren=Härten; metallisches-Carbid; Hartstoff; Verschleiß; verschleißfeste Beschichtung; Reibung; Nanostruktur; nanokristalliner Werkstoff; Schicht=Belag; Temperatur; Adhäsion; Schicht=nach-Material

Abstract
Nitridische und carbidische Hartstoffe sind mit Härten zwischen 20 und 30 GPa als Verschleißschutz gut geeignet. Durch Übergang zu nanostrukturierten Schichten beispielsweise in Form von Nanometer-Einzelschichten bzw. als Nanokompositmaterial, sind Werte oberhalb von 40 GPa erreichbar. Amorphe Kohlenstoffschichten mit überwiegend diamantartigen Bindungen liegen mit Härten zwischen 40 und 70 GPa bereits im superharten Bereich. Allerdings besitzen dies Schichten wegen der für die Abscheidung notwendigen hohen Teilchenenergien und niederen Beschichtungstemperaturen häufig eine geringe Haftung. Dieses Problem lässt sich durch einen angepassten nanotechnischen Schichtaufbau beheben.

 

Hard coatings based on nitrides or carbides exhibit hardness values between 20 and 30 GPa and are thus well-suited for wear-resistance applications. By moving to nano-structured coatings such as those based on nanometer individual layers or to composites incorporating nanoparticles, values in excess of 40 GPa can be attained. Amorphous carbon coatings with predominantly diamond-type bonds have hardness values in the range 40 to 70 GPa and are thus classified as super-hard coatings. However it should be noted that these coatings have relatively low adhesion values, as a result of the very high particle energies and low temperature conditions at which they are formed. This can be mitigated by optimising the multilayer coating sequence used.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-54351.html