Beeinflussung von Schichtmorphologie und -geometrie beim Arc-PVD-Verfahren auf komplexen Bauteilgeometrien

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Christoph Leyens
• Fachliche Zuordnung: Beschichtungs- und Oberflächentechnik
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 258797921

Mikrostruktur und Morphologie von dünnen Schichten, die mittels Arc-Verdampfen hergestellt werden, können aufgrund des hohen Ionisierungsgrades des Beschichtungsplasmas mit Hilfe einer angelegten Bias-Spannung in weiten Grenzen variiert werden. Diese Variabilität lässt sich auf flachen Substraten vorteilhaft zur gezielten Eigenschaftseinstellung der Schichten nutzen, führt bei geometrisch komplexen Bauteilen (z.B. Fräsern) zu der Schwierigkeit, dass die Dichte des elektrischen Feldes beim Anlegen einer Bias-Spannung geometrieabhängig ist. Dadurch werden auch die Schichtstrukturen und -eigenschaften stark ortsabhängig. Insbesondere die Kantenverrundung ist in der Praxis ein Problem, das nur aufwändige Nachbearbeitung der Schichten behoben werden kann oder zu Werkzeugen mit geringerer Schneidschärfe führt.Ziel des Vorhabens ist es, Bauteilgeometrie abhängige Wechselwirkungen zwischen den lokal wirksamen physikalischen (und ggfls. auch chemischen) Effekten, der daraus resultierenden Schichtstrukturbildung (Morphologie, Mikrostruktur, Geometrie) und den Schichteigenschaften grundlegend zu untersuchen und zu verstehen. Aus diesen wissenschaftlichen Erkenntnissen heraus sollen Strategien für die Herstellung geometrie- und eigenschaftsangepasster Schichten für komplexe Bauteilgeometrien entwickelt und ansatzweise erprobt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Dr.-Ing. Otmar Zimmer