Titelaufnahme

Titel
Entwicklung der (Bruch-)Zähigkeit von Ti0.41Al0.59N Hartstoffschichten als Funktion der Temperatur / von Clément Rumeau
Weitere Titel
Fracture toughness of annealed Ti-Al-N hard coatings
VerfasserRumeau, Clément
Begutachter / BegutachterinMayrhofer, Paul Heinz ; Bartosik, Matthias
ErschienenWien, 2016
UmfangV, 33 Blätter : Illustrationen, Diagramme
HochschulschriftTechnische Universität Wien, Diplomarbeit, 2016
Anmerkung
Abweichender Titel nach Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers
Zusammenfassung in englischer Sprache
SpracheDeutsch
DokumenttypDiplomarbeit
Schlagwörter (DE)TiAlN / Zähigkeit / Glühung / Entmischung
Schlagwörter (EN)TiAlN / toughness / annealing / decomposition
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-92153 Persistent Identifier (URN)
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Entwicklung der (Bruch-)Zähigkeit von Ti0.41Al0.59N Hartstoffschichten als Funktion der Temperatur [2.41 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Die Härteentwicklung von TiAlN Schichten als Funktion der Temperatur und die dahinterliegenden Phänomene wie Ausscheidungshärtung und spinodale Entmischung sind schon seit Jahren bekannt. Im Rahmen dieser Arbeit wurde bewiesen, dass diese Phänomene auch die Bruchzähigkeit beeinflussen können und dass diese das gleiche Verhalten wie die Härte aufweist. Ti0.41Al0.59N und TiN sind auf Al2O3 Substrate mittels Kathodenzerstäubung (Sputtern) abgeschieden worden. Nach dem Glühen im Vakuum bei verschiedenen Temperaturen zwischen 750C und 1000C wurde die Entwicklung verschiedener mechanischer Eigenschaften allen voran der Bruchzähigkeit, aber auch der Härte und des Elastizitätsmoduls als Funktion der Temperatur untersucht. Aufgrund der spinodalen Entmischung von TiAlN in fcc-Tin und fcc-AlN weist auch die Bruchzähigkeit dieser Schichten ein Maximum bei einer Temperatur von 750C auf. Bei TiN gibt es keine spinodale Entmischung, die die mechanischen Eigenschaften beeinflussen könnte. Die Bruchzähigkeit und die Härte nehmen mit der Temperatur immer ab, da die Punktdefekte, die beim Schichtwachstum eingebracht werden, thermisch aktiviert ausheilen.

Zusammenfassung (Englisch)

The age hardening of TiAlN coatings upon post-deposition annealing due to spinodal decomposition is already well known. This work revolves around the hypothesis the fracture toughness shows a similar enhancement as observed for the indentation hardness. To proof this, Ti0.41Al0.59N coatings were deposited on Al2O3 substrates using sputtering deposition. Subsequently, the samples were annealed at different temperatures between 750C und 1000C for 10 min. The evolution of the hardness and Young's modulus and, in particular, of the fracture toughness as a function of the temperature were studied. It was found that the fracture toughness indeed reaches a maximum at a temperature of 750C because of spinodal decomposition of supersaturated metastable face-centered cubic (fcc) TiAlN into fcc-TiN and fcc-AlN-rich domains. The TiN coatings do not undergo age hardening. Their fracture toughness and hardness continuously decrease due to recovery of point defects stemming from the film growth process