Projektbereich D Lugscheider, Erich 383 Projektbereich D ... - SFB 289

Projektbereich D
Lugscheider, Erich
400
Weiterhin fiel auf, dass die Schichthaftfestigkeit bei Vergleich der einzelnen Phasen von
ZrO2 untereinander variierte. So zeigten Schichten der tetragonalen Phase geringere
kritische Lasten von 30N im Vergleich zur monoklinen Phase auf, die kritische Lasten von
50N aufwies (Bild D-6). Die erreichte kritische Last bei der monoklinen Phase lag damit
100% über der erreichten kritischen Last von Al2O3 aus dem vorigen Antragszeitraum.
Wie sich in anwendungsnahen Untersuchungen und Modelltests zeigte, ist die erreichte
Schichthaftung vollkommen ausreichend.
50N
Bild D-6: Scratchtest einer monoklinen ZrO2 Schicht
ZrO2 Schicht auf
Hartmetall
Zur Bestimmung der Phasen wurde die Röntgendiffraktometrie eingesetzt. Im Rahmen der
durchgeführten Versuchsreihe konnte mittels Röntgenbeugungsspektren nachgewiesen
werden, dass alle vier Phasen von ZrO2 erzeugt wurden (Bild D-7). Zum einen traten bei
niedrigen Sauerstoffvolumenströmen Schichten mit hohen metallischen Anteilen auf, zum
anderen bildeten sich bei hohen Sauerstoffvolumenströmen Schichten mit ausschließlich
monokliner Phase. Zwischen diesen beiden Extremen befindet sich ein extrem kleines
Prozessfenster, in dem Schichten aus tetragonaler Phase oder Mischphasen, bestehend aus
monokliner und tetragonaler Phase, in Erscheinung traten. Alle Phasen zeichneten sich
durch hohe Kristallinität aus. Dadurch konnte die chemische Beständigkeit entscheidend
verbessert werden, da im vorigen Antragszeitraum mittels DC-Magnetron Sputtern
großteils nur amorphe Schichten abgeschieden wurden.