Einfluss des Hafnium-Gehalts auf die strukturellen und tribo-mechanischen Eigenschaften von CrAlHfN-Dünnschichten

Die Elementmodifikation mit Hafnium (Hf) ermöglicht es, die tribo-mechanischen Eigenschaften von CrAlN-Dünnschichten im Hochtemperaturbereich zu steigern. Im Rahmen dieses Forschungsprojekts wurde der Einfluss der Elementmodifikation auf die Verbesserung der tribo-mechanischen Eigenschaften sowie die Erhöhung der Temperaturbeständigkeit bei niedrigerer Wärmeausdehnung untersucht. Die Herstellung der Hf-modifizierten CrAlN-Dünnschichten erfolgte mittels der reaktiven dcMS-Kathodenzerstäubung, die ein etabliertes Verfahren zur Erzeugung von Verschleißschutzschichten darstellt. Dabei wurde die Entwicklung von ternären CrAlN- und quaternären CrAlHfN-Schichtsystemen mit unterschiedlichen Hf-Konzentrationen erforscht. Die hergestellten Verschleißschutzschichten wurden hinsichtlich ihrer Struktur und ihren tribo-mechanischen Eigenschaften bei Raumtemperatur (RT) sowie im Hochtemperaturbereich untersucht. Auf Basis der Analysen wurden Korrelationen zwischen den tribo-mechanischen Eigenschaften und der Schichtzusammensetzung bezüglich der Hf-Konzentration abgeleitet.