PVD-Mehrlagen-Eigenspannungsanalyse

In PVD-Schichten bilden sich sehr hohe Eigenspannungen aus, die das Einsatzverhalten und die Lebensdauer von Schutzschichten entscheidend beeinflussen. Im Rahmen des beantragten Forschungsvorhabens soll untersucht werden, wie die Schichteigenspannungen durch den Schichtaufbau und die technologischen Parameter des Herstellungsprozesses eingestellt werden können, um gezielt ungünstige Eigenspannungszustände zu verhindern. Zur Charakterisierung des Eigenspannungszustands der hergestellten Proben wird eine Herangehensweise gewählt, die dadurch gekennzeichnet ist, dass nicht nur einzelne Eigenspannungswerte der Schicht, sondern ein Eigenspannungstiefenprofil der Probe ermittelt und der Eigenspannungsverlauf im Substrat sowohl vor als auch nach dem Schichtabscheiden in die Untersuchung mit einbezogen werden. Darüber hinaus sollen der Spannungszustand unter Last sowie die Härte und der Verschleiß untersucht werden. Parallel dazu werden mittels FE-Simulation Modelle entwickelt, um die Eigenspannungs-profile unterschiedlicher Schichtdesigns zu ermitteln. Eine Validierung und Verifikation der Modelle erfolgt durch die Eigenspannungsmessungen an derartigen Schichtdesignen. Damit wird eine iterative Anpassung zwischen Theorie und Experiment erreicht.

Projektpartner

  • Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt. Ing. Wolfgang Tillmann, Lehrstuhl für Werkstofftechnologie, TU Dortmund

Gefördert durch

Deutsche Forschungsgemeinschaft