Mechanische Eigenschaften von Schichtsystemen aus amorphem Kohlenstoff

Ziel der vorliegenden Arbeit war die Entwicklung eines wasserstofffreien Kohlenstoffschichtsystems, abgeschieden mit der Laser-Arc Technologie, das ein breites mechanisches und tribologisches Anwendungsspektrum aufweist. Dabei lag der Entwicklungsschwerpunkt bei der Ermittlung eines geeigneten Schichtsystems, bestehend aus einem Einfach- oder Mehrlagenschichtaufbau, das neben einer hohen Schichthärte und guter Haftung auch ein entsprechend hohes Verschleißpotential besitzt. <BR>Durch das Abscheiden von metallischen Haft- und Zwischenschichten aus Aluminium bzw. Titan konnten bei harten amorphen Kohlenstoffschichtsystemen Gesamtschichtdicken bis zu 1,5 µm erreicht werden. Dabei besitzen diese Schichtsysteme hohe E-Moduli um 400 GPa (entsprechender Härte von 40 GPa) in Verbindung mit geringen Eigenspannungswerten um 1 GPa. Bei den mechanischen und tribologischen Schichteigenschaften treten jedoch deutliche Unterschiede zwischen den aluminium- und den titanhaltigen Systemen auf. So zeigen die aluminiumhaltigen Einfach- und Mehrlagenschichten überwiegend gute Hafteigenschaften bei statischer Verformung, dagegen eignen sich für dynamisch wechselnde Schichtbeanspruchungen vor allem die titanhaltigen Einfach- und Mehrlagenschichten. Aus den verschiedenen tribologischen Untersuchungen geht hervor, dass die titanhaltigen Schichtsysteme ein breiteres tribologisches Anwendungsspektrum aufgrund der besseren Oberflächenbeschaffenheit abdecken.