Erschließung von Si/(X)/C/N-Beschichtungen zum Schutz vor tribologischer, thermischer und korrosiver (Komplex)-Beanspruchung

开发 Si/(X)/C/N 涂层以防止摩擦、热和腐蚀（复杂）应力

• 批准号: 14085811
• 负责人: Dr.-Ing. Holger Hoche
• 金额: --
• 依托单位: Fachgebiet und Institut für Werkstoffkunde
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2004-12-31 至 2006-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/14085811?language=en
• 关键词: Erschlie; ung; von; Si; Beschichtungen

Nicht-oxidische Materialien bestehend aus den leichten Hauptgruppenelementen B,C,N und/oder Si werden in den verschiedensten Bereichen als Funktions- und Strukturwerkstoffe eingesetzt. Der vermutlich bekannteste Vertreter dieser Stoffklasse ist Diamant, das mit Abstand härteste Material mit höchsten Werten für den Brechungsindex, die thermische Leitfähigkeit oder den E-Modul, um nur einige herausragende Eigenschaften zu nennen. Diamant lässt sich seit einigen Jahren auch kontrolliert als Schicht auf unterschiedlichen Substraten abscheiden, jedoch kann er aufgrund seiner geringen Oxidationsbeständigkeit und wegen der Carbidbildung beim Bearbeiten vieler metallischer Werkstoffe vielfach nicht zum Einsatz kommen. Andererseits lässt sich das oxidationsbeständigere kubische Bornitrid bislang aufgrund der hohen Eigenspannungen noch nicht als brauchbare Schicht abscheiden.Weitere binäre Verbindungen des Systems Si/B/C/N wie Siliziumnitrid (Si3N4), Siliziumcarbid (SiC) und Borcarbid (B4C) werden kommerziell hergestellt und z.T. auch in Form von PVD- oder CVD-Schichten erforscht bzw. eingesetzt.Aus dem ternären System Si/C/N bzw. aus dem quarternären System (SI/B/C/N werden Stoffe mit extremen Eigenschaften hinsichtlich Härte, Reibung, Verschleiß, temperatur- und Korrosionsbeständigkeit erwartet. Bisher liegen jedoch zu wenige Daten, insbesondere über die tribologischen Eigenschaften, vor.Im Mittelpunkt des Vorhabens steht die Erschließung von PCD-Schichten aus dem System Si/(X)(C/N wobei als X neben dem bereits genannten Element Bor noch Aluminium, Zirkon und weitere interessante Schicht-Legierungselemente erprobt werden. Die tribologischen Eigenschaften werden in einem breiten Temperaturbereich von Raumtemperatur bis 900°C eingehend geprüft, um mögliche Anwendungen für die Schichtsysteme abzugrenzen. Es wird eine signifikante Verbesserung der Hochtemperatureigenschaften (Verschleiß, Oxidation, Korrosion, thermische Degradation) gegenüber konventionellen Hartstoffschichten (z.B. TiAlN) erwartet.

非氧化性材料由主要元素B、C、N和/或Si韦尔登组成。Der vermutlich bekannteste Vertreter dieser Stoffklasse ist Diamant，das mit Abstand härteste Material mit höchsten Werten für den Brechungsindex，die thermische Leitfähigkeit oder den E-Modul，um努尔einige herausragende Eigenschaften zu nennen. Diamant lässt sich seit einigen Jahren auch kontrolliert als Schicht auf untermendelichen Substraten abscheiden，jedoch kann er aufgrund seiner geringen Oxidationsbeständigkeit and wegen der Carbidbildung beim Bearbeiten vielmetallischer Werkstoffe vielfach nicht zum Eintermendelkommen.此外，最好的硼氮氧化物比其他本征氮化物的氧化物还要高，但还没有明显的缺陷。Si/B/C/N体系的其他二元混合物如氮化硅（Si 3 N4）、碳化硅（SiC）和硼碳（B4 C）韦尔登可用于工业生产。也可采用PVD或CVD-Schichten erforscht bzw形式。Eingesetzt.Aus dem ternären System Si/C/N bzw.四元制（SI/B/C/N韦尔登制）具有极高的本征值Härte，Reibung，Verschleiffe，temperatur- und Korrosionsbeständigkeit erwartet。在摩擦学特性研究中，本文首先对Si/（X）（C/N和X）体系中PCD-Schichten的摩擦学特性进行了研究，发现X体系中的PCD-Schichten的摩擦学特性与铝、锆和其他有利害关系的Schicht-Legierungselemente韦尔登有关。摩擦学特性韦尔登在室温至900°C的温度范围内进行测量，以确定摩擦系统的最佳工作温度。Es wird eine signifikante Verbesserung der Hochtemperatureigenschaften（Verschleiden，Oxidation，Korrosion，thermische Degradation）gegenüber conventionellen Hartstoffschichten（z.B. TiAlN）。