Zwischenschichten zur Entwicklung haftfester CVD-Diamantbeschichtungen auf Stahl

CVD-Diamantschichten sind sehr vielversprechende Verschleißschutzschichten für Stahl. Um diese große industrielle Anwendungsmöglichkeit der Diamantschichten zu realisieren, muß vor allem das Haftungsproblem der Diamantschichten auf Stahl gelöst werden. Der Lösungsweg ist in der Anwendung von Zwischenschichten zu finden. In der vorliegenden Arbeit wurden Zwischenschichten für die CVD-Diamantabscheidungen auf Stahl sowohl mit der Finite-Elemente-Methode (FEM) als auch experimentell untersucht. Hier stand die Haftung der CVD-Diamantschichten im Vordergrund. Beim Abkühlen von der Beschichtungstemperatur auf Raumtemperatur entstehen hohe thermische Spannungen in den Diamantschichten. Durch die Zwischenschichten werden die Schubspannungen in den Ecken der Probe umverteilt und die Schubspannungsspitzen im Diamant-Zwischenschicht-Stahlsubstrat-System reduziert. Damit wird die Haftfestigkeit der Diamantschichten verbessert. Die FE-Rechnungen zeigen, daß eine dicke Gradientenschicht mit einer kontinuierlichen Variation der Eigenschaften zwischen Stahl und Diamant als Zwischenschicht für den Abbau der Schubspannungsspitzen im gesamten Diamant-Zwischenschicht-Stahlsubstrat-System am besten geeignet ist. Die in der Arbeit neu entwickelten Diamant-TiC-Gradientenschichten bringen das Haftungsproblem einer Lösung näher.