A5033316748- Metal and Thin Film Mechanics
- Vacuum and Plasma Arcs
- Diamond and Carbon-based Materials Research
- Advanced materials and composites
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- Plasma Diagnostics and Applications
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- High-Temperature Coating Behaviors
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- Nanofabrication and Lithography Techniques
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- Engineering and Materials Science Studies
- Electrophoretic Deposition in Materials Science
- Aerogels and thermal insulation
- Semiconductor materials and devices
- Ion-surface interactions and analysis
- Tribology and Lubrication Engineering
Fraunhofer Institute for Material and Beam Technology
1997-2024
Fraunhofer Society
2002-2009
Institut für Innovative Technologien (Germany)
2006
Technische Universität Dresden
1998-2002
In recent years, high-entropy alloys have attracted increasing scientific interest. Due to their promising combination of properties, such as high hardness and temperature stability, they are attractive for use tool coatings machining applications, give but one example. Previous studies often focused on layer deposition using magnetron sputtering. Comparatively little research has been carried out date coating direct current cathodic vacuum arc (CAE), with higher achievable rates almost...
Abstract Classical hard coatings such as nitrides, oxides, or carbon are normally used in a thickness range of under 10 µ m. The preparation can properly be handled the industry and their coating properties well adjusted. Such for wear resistant tools components. For example, specific cutting applications only possible by using high performance coating. thicker is demanding task, among others, following reasons. Most materials have level intrinsic stress. At elevated thicknesses, tend to...
High entropy nitrides are an interesting material class for wear resistant coatings. Their fracture properties and toughness of particular interest future application in tool Therefore, situ tensile testing micro-cantilever experiments were performed on (AlCrTaTiZr)N, (AlCrNbSiTiV)N, (HfNbTaTiVZr)N (AlTi)N coatings inside a scanning electron microscope. Parallel cracks form during from which the was determined via modified Hsueh Yanaka model. For this misfit strain between coating substrate...
The edge area is especially essential for cutting tools, since this the contact zone between work piece and tool. Hard coatings (PVD or CVD coatings) can protect against wear they are commonly used. geometries of edges change during coating process, with radius increasing. Therefore, film thickness limited initial uncoated tool must be smaller than target coated edge. A new process based on vacuum arc PVD was developed to overcome limitation. growth at properly controlled by means selected...
Abstract Funktionale Oberflächen sind der Schlüssel zu innovativen Produkten. Schon heute bestimmen sie sowohl im industriellen als auch Endverbraucherbereich zunehmend Gebrauchseigenschaften, Lebensdauer und Preis meisten Güter, ganz allgemein also denWert für den Kunden. In vom BMBF geförderten Untersuchung “Produktionstechnik zur Erzeugung funktionaler Oberflächen” [1] ermittelten drei Fraunhofer‐Institute aktuellen Stand Produktionstechnologien Bereich Oberflächen, ihre...
Abstract Schätzungsweise mehrere Millionen Werkzeuge und Bauteile werden monatlich mit Hartstoffen mittels kathodischer Vakuumbogenverdampfung beschichtet. Zumeist steht dabei der Verschleißschutz im Vordergrund, aber auch dekorative‐ Oxydationsschutzbeschichtungen haben einen beachtlichen Stellenwert erlangt. Neben dem klassischen TiN kommt mittlerweile eine ganze Palette von Schichtsystemen für verschiedene Anwendungsfälle zum Einsatz. Jüngste Entwicklungen zielen sowohl auf die bessere...
Abstract Klassische Hartstoffschichten, wie z. B. Metallnitride, ‐oxide oder hartamorphe Kohlenstoffschichten werden gewöhnlich in Schichtdicken bis ca. 10 μm angewendet. Die Herstellung solcher Schichten wird industriell sehr gut beherrscht, weshalb sie zum Verschleißschutz auf Werkzeugen und Komponenten eingesetzt werden. dickerer (>10 μm) mit PVd‐Verfahren ist eine Herausforderung. Neben störenden Eigenspannungszuständen bilden sich bei dickeren oft inhomogene Schichtstrukturen aus,...
Summary Nano design for macroscopic coatings – new application potentials by PVD up to 100 μm thickness Non‐homogeneous still limit the of thicker layers due defect growth and irregular layer distribution along surface complex shaped components. Therefore, is usually limited about 10 μm. In order roughness growing layer, multilayer coating systems are deposited highly ionized plasmas. This allows significantly smoother be produced, which until now could only produced mechanical finishing....
Abstract Der Vakuumbogen stellt eine einfache und effektive Plasmaquelle dar. Beschichtungen mit ihr haben sich weitgehend als Standard‐Verfahren für die Herstellung von Hartstoff‐ Verschleißschutzschichten auf Werkzeugen etabliert. Nachteilig ist dabei Emission schmelzflüssigen Tröpfchen des Kathodenmaterials, den sog. Droplets, unvermeidlich der Erzeugung hochangeregten Plasmas verbunden ist. Deshalb wurden verschiedenste Techniken entwickelt, diesen Nachteil Bogentechnologie zu beheben...
The fracture toughness of high entropy nitride coatings (HEN) is analyzed by means micro-cantilever testing. Three different HEN (AlCrTaTiZr)N, (AlCrNbSiTiV)N and (HfNbTaTiZr)N were deposited DC cathodic vacuum arc deposition from commercially available, powder metallurgically produced targets. All three displayed single phase fcc microstructures. (AlCrTaTiZr)N (HfNbTaTiVZr)N promising combinations hardness with average values 37 31 GPa toughnesses 4.35 4.63 MPa m1/2, respectively....
Plasma generation by cathodic arc spots plays a crucial role for coating processes that make use of the Arc-PVD technology. Usually, spot motion over cathode is steered magnetic field particular distribution and magnitude to ensure continuous plasma generation, avoidance liquid droplets, proper utilization material homogeneous erosion. This study presents semi-empirical model allows an examination characterization with regard direction speed as function imposed field. considers different...
Kurzfassung Mikrostrukturierte Glasbauteile werden auf Grund der hervorragenden Materialeigenschaften und des fertigungstechnischen Potenzials verstärkt in Anwendungen Mikroreaktionstechnik Mikrooptik oder BioMEMS eingesetzt. Dabei zwingt die Funktionalität Bauteile neben Miniaturisierung Strukturabmessungen häufig zur Gewährleistung sehr geringer Bauteiltoleranzen. Diese beiden Anforderungen führen Entwicklung neuer Fertigungsstrategien, da üblichen mikrotechnischen Herstellungsprozesse...
Abstract Zur Abscheidung von Schadstoffen aus Prozessgasen bei höheren Temperaturen werden textile Filtermedien Hochleistungsfasern eingesetzt. Für die häufig geforderte antistatische Ausrüstung dieser Materialien eignet sich Metallisierung mittels Vakuum‐Arc‐Verfahren. Derart hergestellte Metallisierungen sind extrem haftfest, sehr gut leitfähig und beeinträchtigen den Gasdurchsatz nicht. Eine industrielle Umsetzung der Ergebnisse erscheint für viele Anwendungen sinnvoll.
Abstract Es wird eine neuartige Werkzeug‐ und Formenbautechnologie zur kostengünstigen Herstellung standzeitoptimierter Formwerkzeuge vorgestellt. Mit dieser Technologie ist die wirtschaftliche Fertigung von Prototypen Kleinserien auch im schwer verarbeitbaren Serienwerkstoff möglich. Das entwickelte innovative Herstellverfahren für Gießformen Spritzgießwerkzeuge basiert auf der Abformung eines Positivmodells durch Schichtverbunde. Diese, Geometrie des Modells speichernden,...