Reibung und Verschleiss von amorphen Kohlenstoff-Silizium-Schichten

摘要

Amorphe Kohlenstoffschichten ohne und mit Zusatzen von Silizium wurden mittels Magnetronzerstaubung auf Hartmetallsubstraten abgeschieden. Die eingesetzten speziellen Targets wurden durch Heisspressen einer homogenen Mischung von Graphit- und Siliziumcarbidpulver hergestellt. Die Abscheidung von Einlagenschichten mit drei unterschiedlichen Zusammensetzungen (100 at% C, 5 at% Si in C, 23 at% Si in C) erfolgte jeweils ohne und mit zusatzlichem Argonionenbeschuss (300 eV). Der Ionenbeschuss fuhrte zu einer Erhohung der Harte reiner Kohlenstoffschichten (von 1400 auf ca. 4000 HV0.05) und der Kohlenstoffschichten mit 5 at% Silizium (von 1400 auf ca. 2500 HV0.05). Durch die Erhohung der Siliziumkonzentration wurde der Reibwert gegen 100Cr6 (1.3505) von 0,15 auf 0,06 reduziert, jedoch war der volumetrische Verschleiss der Schicht hoher als bei reinen Kohlenstoffschichten. Durch die Abscheidung als Viellagenschichten, die aus Einzellagen aus 100 at% C und 23 at% Si in C bestehen, kann ein niedriger Reibwert (0.05) mit einer hohen Harte (2600 HV0.05) und geringem Verschleiss kombiniert werden. Diese Schichten sind sehr vielversprechend zum Einsatz als Verschleissschutzschichten.