Chemische, werkstoffwissenschaftliche und technologische Untersuchungen an chromhaltigen CVD-Schichten

Für die Bearbeitung neuer Werkstoffe ist das Design leistungsfähiger Verschleißschutzschichten mit hoher Härte und Oxidationsbeständigkeit essentiell. Dazu ist es notwendig etablierte Schichten zu modifizieren und neuartige Schichten zu erzeugen. Gegenstand dieser Arbeit ist die Darstellung eines neuen Precursors auf Basis ternärer Aluminium-Chrom-Chloride. Mittels chemischer Transportreaktionen werden Untersuchungen im geschlossenen sowie im offenen System durchgeführt um den Existenzbereich der ternären Verbindung zu bestimmen. Auf der Basis dieser Untersuchungen erfolgt die technologische Entwicklung eines Verdampfersystems für die Dosierung des Precursors in einem CVD-System. Unter Zugrundelegung von thermodynamischen Berechnungen werden mit dem entwickelten Precursor zahlreiche neue Schichttypen in drei Abscheidungssystemen hergestellt. Die Abscheidungssysteme unterscheiden sich in der Wahl des Sauerstoffprecursors (CO2, CO und N2O). Die Ergebnisse der Schichtcharakterisierung bezüglich Mikrohärte, Schichtmorphologie und Phasenbildung werden in Korrelation zu den Abscheidungsparametern betrachtet sowie mit den Ergebnissen der thermodynamischen Berechnungen verglichen. Das Leistungspotential der erzeugten Schichten wird durch Verschleißtests mit den Werkstückstoffen Stahl 42CrMo4V und GGG70 ermittelt.