Entwicklung von gradierten PVD-Si/(X)/C/N-Beschichtungen für thermisch höchst beanspruchte Bauteile

为承受最高热应力的组件开发分级 PVD-Si/(X)/C/N 涂层

• 批准号: 78989099
• 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: 2008
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2007-12-31 至 2012-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/78989099?language=en
• 关键词: Entwicklung; von; gradierten; PVD; Si

Zum Verschleißschutz von Werkstoffen kommen in der Regel PVD-Beschichtungen zum Einsatz, deren Eigenschaften sich mit steigender Temperatur verschlechtern. Stand der Technik sind ternäre oder quaternäre Hartstoffschichten auf Basis von TiAl(Y)N oder CrAl(Y)N, die bis 1000°C relativ stabil sind. Für höhere Einsatztemperaturen existieren keine geeigneten Konzepte auf Basis konventioneller Schichtsysteme. Daraus ergibt sich die Forderung nach der Entwicklung neuer Schichtkonzepte, die auch bei extremen (thermischen) Beanspruchungen den Grundwerkstoff zuverlässig schützen. In diesem Zusammenhang haben sich amorphen aus dem System Si/C/N als vielversprechend erwiesen. Es konnten Schichten synthetisiert werden, die bis 1300°C eine hervorragende Beständigkeit gegen Oxidation, chemische Zersetzung und Strukturänderungen aufwiesen. Durch gezielte Variation der chemischen Zusammensetzung konnten darüber hinaus im Hinblick auf die Trockenbearbeitung reibungsmindernde Schichten durch den Einbau von sp2-hybridisiertem Kohlenstoff abgeschieden werden. Die Schichteigenschaften sind sehr stark von der Zusammensetzung abhängig und der damit verbundenen Struktur des amorphen Netzwerkes. In diesem Vorhaben sollen daher durch die Gradierung von SiCN Schichten die guten mechanisch-technologischen Eigenschaften von siliziumreicheren SiCN-Schichten mit den niedrigen Reibwerten kohlenstoffreicher SiCN-Schichten kombiniert werden. Durch die Legierung mit Bor wird eine weitere Verbesserung des Hochtemperaturverhaltens angestrebt, um durch die Bildung von BN niedrigste Reibwerte auch bei sehr hohen Temperaturen zu gewährleisten.

在 Regel PVD-Beschichtungen zum Einsatz 中的 Werkstoffen kommen，是与 steigender Temperatur verschlechtern 相关的特征。以 TiAl(Y)N 或 CrAl(Y)N 为基础的技术标准或四项标准，在 1000°C 下相对稳定。 Für höhere Einsatztempieren keine geeigneten Konzepte auf Basis konventioneller Schichtsysteme。 Daraus ergibt sich die Forderung nach der Entwicklung neuer Schichtkonzepte, die auch bei Extremen (thermischen) Beanspruchungen den Grundwerkstoff zuverlässig schützen。在这个过程中，Si/C/N 系统中的非晶态物质也被广泛应用。在 1300°C 的温度下，它可以合成最佳氧化、化学和结构。化学变化的变化是由于 sp2-hybridisiertem Kohlenstoff abgeschieden werden 造成的。 Die Schichteigenschaften sind sehr stark von der Zusammensetzung abhängig und der damit verbundenen Struktur des amorphen Netzwerkes。在本系列中，SiCN Schichten 的分级是由 siliziumreicheren SiCN-Schichten 和 niedrigen Reibwerten kohlenstoffreicher SiCN-Schichten kombiniert werden 组成的机械技术特征。在温度调节过程中，应遵循 BN niedrigste Reibwerte 的规定，以提高温度。