Herstellung neuartiger Diamant/Karbid-Nanokompositschichten und simulationsbasierte Optimierung auf Basis des Beanspruchungsverhaltens.

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Mit einer neuen Generation von Hartstoffschichten gelingt es, durch genau kontrollierte Synthese (CVD) von nanostrukturierten, diamantbasierten β-SiC-Diamant- und WC-Diamant- Kompositen die einzigartig hohe Härte von Diamant auch auf bisher nicht beherrschte Schicht-Substrat-Kombinationen zu portieren, wodurch völlig neue Industrieanwendungen denkbar werden (diamant-beschichtete Hochleistungspräzisionsbauteile durch erheblich gesteigerte Haftfestigkeit).Zum einen werden im Rahmen dieses Vorhabens aufgrund fehlender Untersuchungen zur Beschreibung der Wachstumsphänomene solcher Systeme Fragestelllungen hinsichtlich der physikalischen Wachstumsmechanismen aufgeklärt. Die Charakterisierung eines kennwertbasierten Eigenschaftsprofils erfolgt anhand vielfältiger struktureller und mikromechanischer Untersuchungen.Zum anderen wird auf Basis des ermittelten Eigenschaftsprofils eine mikro- und nanoskalierte Simulation des Beanspruchungsverhaltens mit der Methode der Finiten Elemente anhand von beanspruchungstypischen Grundfällen durchgeführt und mit dem experimentell ermittelten Realverhalten korreliert. Dazu sind neuartige Modellierungs- und Berechnungstechniken nötig. Mit diesen lässt sich in Zukunft der sehr aufwändige iterative Prozess der einzelfallbezogenen, experimentellen Auslegung von Schichtsystemen stark vereinfachen.