Projektbereich D Lugscheider, Erich 383 Projektbereich D ... - SFB 289
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<strong>Projektbereich</strong> D<br />
<strong>Lugscheider</strong>, <strong>Erich</strong><br />
408<br />
Bild D-13: Rockwelleindruck bei 150 N Last Haftklasse 1<br />
Nachfolgend wurden die Materialeigenschaften E-Modul und Härte mit einem<br />
Nanoindenter bestimmt. Der Nanoindenter ermöglicht es durch eine geringe Eindringtiefe<br />
des Berkovich-Indenters die Schichteigenschaften ohne Substrateinflüsse zu messen. Die<br />
Messungen ergaben, dass der Sauerstofffluss die Schichtcharakteristik deutlich beeinflusst.<br />
Mit zunehmendem Sauerstoffanteil konnte erst eine Härtezunahme verzeichnet werden bis<br />
zu einem Härtemaximum. Die Maximalwerte der Härte konnten bei Schichten nachgewiesen<br />
werden, die mit einem Sauerstofffluss von 4,8-6,2sccm abgeschieden worden<br />
waren. Bei höheren Sauerstoffflüssen nahm die Härte wieder ab. Der Temperatureinfluss<br />
auf die Schichteigenschaften war ebenfalls mit dem Nanoindenter nachweisbar. Mit<br />
steigender Substrattemperatur stieg auch die Härte an. Bei ca. 400°C konnte ein Anstieg<br />
der Härte beobachtet werden. Dieser Anstieg kann auf eine Änderung des Gefüges zurückgeführt<br />
werden. Durch die Erhöhung der Temperatur wird die Ausbildung kristalliner<br />
Phasen wahrscheinlicher. Abschließend wurde noch der Druckeinfluss auf die Härte<br />
untersucht. Es zeigte sich, dass mit zunehmenden Druck die Härte abnimmt. Einen<br />
Gegenüberstellung von Beschichtungsparametern und erreichten Härtewerten ist<br />
Tabelle D-3 zu entnehmen.<br />
Des Weiteren wurden die abgeschiedenen Schichten mittels Rasterelektronenmikroskopie<br />
untersucht. Dabei wurden Aufnahmen von Bruchflächen der Proben angefertigt<br />
(Bild D-14a,b). Anhand der Aufnahmen kann der Grad der Kristallinität der untersuchten<br />
Schichten bestimmt werden. In Bild D-14a ist der Unterschied zwischen kristallinem<br />
Wolfram-Interlayer und amorphem Al2O3-Toplayer gut zu erkennen. Durch Änderung des<br />
Betriebspunktes konnte die kristalline Abscheidung von Al2O3 ermöglicht werden<br />
(Bild D-14b). Mit rasterelektronenmikroskopischen Untersuchungen kann eine erste<br />
Überprüfung der vorliegenden Schichtstrukturen durchgeführt werden, da hierbei visuell<br />
zwischen amorphem und kristallinem Schichtaufbau unterschieden werden kann. Einen<br />
endgültigen Beweis ob ein amorpher oder kristalliner Schichtaufbau vorliegt, kann nur mit<br />
Hilfe der Röntgendiffraktometrie geführt werden.
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