Einsatz einer Diamant/SiC Mischphasenschicht
als Haftvermittler

Um das große industrielle Anwendungspotential der CVD-Diamantschichten für Werkzeuge und Bauteile umsetzen zu können, werden Diamant/Karbid- Kompositgradientenschicht-strukturen dringend benötigt, da das Problem ungenügender Haftung der Diamantschichten, insbesondere auf metallischen Substraten einer erfolgreichen Anwendung in vielen Fällen noch im Wege steht.
Die größte Hürde ist in der Differenz der thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Diamant und Substrat zu sehen, wodurch bei einer Abkühlung von der Abscheidungstemperatur auf Raumtemperatur sehr hohe thermische Druckspannungen in den Diamantschichten entstehen. Diese Druckspannungen können je nach Substratmaterial und Substrat-temperatur bis zu 10 GPa betragen. Eine Ablösung der Diamantschichten ist auf diese hohen thermischen Spannungen zurückzuführen und erfolgt in den meisten Fällen an der Schneidkante. Auf Grund ihrer innigen mechanischen Verankerung zwischen der Diamant- und der Kompositphase sowie der guten Haftung der Karbidphase auf dem metallischen Substrat sind Kompositschichten mit einem definierten Gradienten in der Zusammensetzung äußerst vielversprechender Haftvermittler.
Wir haben mittels CVD-Verfahren Diamant/Karbid-Mischphasen-Komposit-Schichten entwickelt, welche eine gute Haftung auf dem metallischen Substrat ermöglichen. Solche Mischphasen wurden bislang nur bei ß-SiC und TiC erzielt. Weitere Nano-Kompositschichten wie z. B. Diamant/WC- oder Diamant/CrC-Schichten mit Zusammensetzungsgradienten sollen entwickelt werden.

Ansprechpartner: Xin Jiang