Grundlageneigenschaften und Verschleißverhalten von HfB2‐ und Hf(B,N)‐Schichtsystemen

Abstract

Dünne Schichten aus HfB₂ und Hf(B,N) wurden mit einer Ti‐Zwischenschicht in einer Hochfrequenz‐Sputteranlage auf Stahlsubstrate aufgebracht. Dabei wurden die Beschichtungsparameter Bias‐Spannung und Gasgesamtdruck im Fall von HfB₂ so wie der Stickstoffluß bei Hf(B,N) systematisch variiert. Zur Charakterisierung der Schichtsysteme dienten die grundlegenden Eigenschaften Schichtdicke, Schichthärte, Haftfestigkeit, Kristallstruktur, Morphologie und Schichteigenspannungen sowie das Verhalten unter tribologischer Beanspruchung im Platte‐Walze‐Modellverschleißversuch.Die mit der vickers‐ und der Eindringtiefenmethode (Universalhärte) ermittelten Härtewerte waren besonders hoch bei HfB₂‐ Schichten, die bei geringem Gasgesamtdruck oder hoher Bias‐Spannung am Substrat abgeschieden wurden. Dies ist vermutlich auf die Eigenspannungen in den Schichten zurückzuführen. Die härtesten Schichten zeigten auch die besten Verschleißeigenschaften.