Development of a ta-C diamond-like carbon (DLC) coating by magnetron sputtering for use in precision glass molding

Diamond-like carbon (DLC) coatings have become the most versatile class of coatings in various applications. However, most methods are not practical for industrial fabrication chains. The work presented here the deposition of ta-C (tetrahedral amorphous carbon = ta-C) coatings on molding tools for use in precision glass molding by Magnetron Sputtering Ion Plating (MSIP). The coating properties are analyzed by Scanning Electron Microscopy (SEM), Raman spectroscopy and molding tests. By using ion plating, carbon bonds can be induced to change towards the sp3 form by increasing the internal coating stress. Using this technique, it was possible to increase the sp 3 ratio to about 60%, whereas 40% or less is often reported for conventional sputtering.

Diamantähnliche Kohlenstoffschichten (Diamond-like-carbon Schichten (DLC)) haben sich zur vielseitigsten Werkstoffklasse in verschiedensten Anwendungsbereichen entwickelt. Dennoch sind die meisten Prozesse für industrielle Fertigungsketten ungeeignet. Die hier präsentierten Arbeiten zielen auf die Magnetron-Sputtering-Ion-Plating Abscheidung (MSIP) von ta-C-Beschichtungen auf Glasformeinsätze ab, die im Präzisionsblankpressen eingesetzt werden sollen. Die Schichteigenschaften wurden mittels Rasterelektronenmikroskopie (REM), Ramanspektrometrie und Presstests analysiert. Durch das Ionenplattieren werden die Kohlenstoffbindungen über erhöhte Filmspannungen zur Bildung höherer sp3-Anteile angeregt. Dadurch war es möglich den sp3-Anteil auf rund 60% zu steigern, gegenüber bisher konventionell erreichten 40% oder weniger.