Harte und zugleich schmierfähige Mischphasen im System B-C-N

• Antragsteller: Professor Dr. Werner Goedel, seit 4/2005
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie
• Förderung: Förderung von 2000 bis 2009
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5260546

Zur Beschichtung von spanabhebenden Werkzeugen im ungekühlten und ungeschmierten Einsatz ist die Entwicklung harter und gleichzeitig schmierfähiger Schichten dringend notwendig, da alle bisherigen Hartstoffschichten im ungeschmierten Einsatz unökonomisch arbeiten. Erhöhte Schmierfähigkeit kann unter Umständen zu erhöhtem Verschleiß unter Betriebsbedingungen führen. Es gilt daher, den Werkstoff zu finden und zu optimieren, der schmierfähig und zugleich thermisch und mechanisch so belastbar ist, daß er in praktischen Tests den potentiellen Anwender überzeugt. Weiterhin besteht dringender Bedarf an chemisch resistenten Schichten mit gezielt einstellbarer Schmierfähigkeit zur Beschichtung von Fasern für die Faserverstärkung metallischer sowie keramischer Matrixwerkstoffe und damit einer gezielten Einstellung der mechanischen Eigenschaften des Verbundwerkstoffes. Borcarbonitride könnten die geforderten Eigenschaften möglicherweise erfüllen, indem sie sich unter der thermischen Belastung des ungekühlten Einsatzes im oberflächennahen Bereich unter Ausscheidung einer schmierfähigen BN-Phase zersetzen. Durch Variation des C-Gehaltes der B-C-N-Schichten können Schichten mit mechanischen Eigenschaften zwischen graphit-ähnlichem hexagonalen Bornitrid und hartem Borcarbid hergestellt werden. Im Rahmen des Projektes sollen einerseits die naturwissenschaftlichen Grundlagen der Bildung dieser Phasen mittels thermischer und plasmaunterstützter Gasphasenabscheidung untersucht werden, andererseits sollen aber auch diese physikalisch-chemisch exakt beschriebenen Schichten einer ingenieurmäßigen Untersuchung bezüglich Verschleißverhalten unter thermischer und mechanischer Beanspruchung unterzogen werden, um letztendlich einen praxistauglichen Werkstoff darstellen zu können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemaliger Antragsteller: Professor Dr. Günter Marx, bis 4/2005 (†)