Neuartige Hartstoffschichten durch Nanotechnologie

Eine Grundvoraussetzung für einen wirksamen Verschleißschutz ist eine hinreichende Härte der Schutzschichten. Mit nitridischen und karbidischen Hartstoffen lassen sich Härten im Bereich von 20 bis 30 GPa erreichen. Diese Grenzen lassen sich durch den Übergang zu nanostrukturierten Schichtsystemen überschreiten. Durch einen Schichtaufbau aus Nanometer-Einzelschichten bzw. als Nanokompositmaterial werden Härten oberhalb 40 GPa, d.h. im superharten Bereich ermöglicht. Amorphe Kohlenstoffschichten mit überwiegend diamantartigen Bindungen (ta-C) liegen mit Härten zwischen 40 und 70 GPa bereits in diesem Bereich. Allerdings haben sie wegen der für ihre Abscheidung erforderlichen hohen Teilchenenergien und niedrigen Beschichtungstemperaturen beträchtliche Haftungsprobleme. Durch ein geeignetes nanotechnologisches Schichtdesign gelingt es, superharte amorphe Kohlenstoff-Schichten in Dicken von mehreren Mikrometern mit ausgezeichneter Haftung abzuscheiden.