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Einfluss verschiedener Pulsparameter auf die Abscheidung von Al 2 O 3
Author(s) -
Bobzin K.,
Bagcivan N.,
Ewering M.
Publication year - 2010
Publication title -
materialwissenschaft und werkstofftechnik
Language(s) - English
Resource type - Journals
SCImago Journal Rank - 0.285
H-Index - 38
eISSN - 1521-4052
pISSN - 0933-5137
DOI - 10.1002/mawe.201000653
Subject(s) - materials science , nanoindentation , pulsed dc , sputter deposition , analytical chemistry (journal) , metallurgy , thin film , composite material , sputtering , chemistry , nanotechnology , chromatography
Oxide PVD‐coatings like crystalline γ‐Al 2 O 3 offer great potential for their use in cutting operations. They enable high resistance against abrasive wear, chemical inertness and high hot hardness. The pulsed Magnetron Sputter Ion Plating is a promising technique for applying oxide coatings onto cutting tools. The pulse duration and the duty cycle influence the stability of the deposition process. On the one hand pulse parameters can affect the ionization, on the other hand “target poisoning” and arcing can be reduced by choosing the right pulse values. In the present work the influence of different pulse parameters was investigated using optical emission spectroscopy (OES). It can be revealed that longer t rev ‐pulse times as well as lower duty cycles increase the aluminum ion density. With the chosen pulse parameters different coatings were deposited. The analysis was done using common thin film test equipment such as calo‐test, nanoindentation or scratch test. The results show that an increasing pulse frequency decreases the hardness, but improves adhesion of the coating. Oxidische PVD‐Schichten wie kristallines Al 2 O 3 versprechen großes Potenzial für die Anwendung in der Zerspanung. Sie ermöglichen eine hohe Beständigkeit gegen abrasiven Verschleiß, chemische Inertheit und ein hohe Warmhärte. Das gepulste Magnetron Sputter Ion Plating Verfahren ist eine viel versprechende Technik zur Abscheidung oxidischer Schichten auf Zerspanwerkzeuge. Zum einen können die Pulsparameter die Ionisation beeinflussen, zum anderen können “Targetvergiftung” und “Arcing” durch die Wahl der richtigen Pulsparameter reduziert werden. In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss unterschiedlicher Pulsparameter mit Hilfe von optischer Emissionsspektroskopie untersucht. Es kann gezeigt werden, dass längere t rev ‐Zeiten sowie geringere Tastverhältnisse die Aluminiumionendichte erhöhen. Mit ausgewählten Pulsparametern wurden anschließend Schichten abgeschieden und mit Hilfe verschiedener Analysemethoden wie Nanoindentation zur Ermittlung der mechanischen Eigenschaften oder Scratchtest untersucht.