Verformungsverhalten nanostrukturierter HPPMS-Hartstoffschichten: Untersuchung von Hartstoffbeschichtungen im System M-AI-O-N (M = Cr,V) mittels Nanoindentation und Nanoscratchtests

摘要

Die nitridischen Hartstoffbeschichtungen hergestellt mittels HPPMS (High Power Pulsed Magnetron Sputtering) - oder HiPIMS (High Power Impulse Magnetron Sputtering)-Verfahren finden aufgrund ihrer hervorragenden Verschlei.- und Korrosionsbestandigkeit unter anspruchsvollen Bedingungen ein breites Anwendungsfeld in tribologischen Anwendungen. Im Einsatz konnen erhebliche mechanische Beanspruchungen auf die beschichteten Werkzeuge oder Bauteile ausgeubt werden. Daher ist das Verformungsverhalten der Beschichtungen unter mechanischen Belastungen fur die Anwendung entscheidend. Das Ziel dieser Arbeit war es, das Verformungsverhalten von nitridischen Hartstoffbeschichtungen im System M-Al-O-N (M = Cr, V) umfassend mittels Nanoindentation und Nanoscratchtests zu erforschen. Dabei wurden sowohl nanoskalige Multilayer-Schichtsysteme (Nanolaminate) als auch einlagige Beschichtungen im HPPMS-Verfahren hergestellt und untersucht. Entgegen den Erwartungen an das sprode Werkstoffverhalten keramikartiger Beschichtungen weisen die Ergebnisse auf ein ausgepragtes plastisches Verformungsverhalten der untersuchten Hartstoffbeschichtungen hin. Des Weiteren zeigen die eingesetzten Schichtsysteme neben einer hohen Festigkeit auch eine signifikante Rissbestandigkeit unter mechanischen Beanspruchungen.