Titelaufnahme

Titel
Triodensputterdeposition der Innenseite von Hohlzylindern geringen Durchmessers / Eva Ruppert
VerfasserRuppert, Eva
Begutachter / BegutachterinLaimer, Johann
Erschienen2008
UmfangIV, 106 Bl. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftWien, Techn. Univ., Dipl.-Arb., 2008
SpracheDeutsch
DokumenttypDiplomarbeit
Schlagwörter (DE)Triodensputterdeposition / Sputtern / Gleitlager / Zylinder / hohl / Plasma / beschichten
Schlagwörter (EN)Triode sputtter deposition / sputtering / bearings / cylinder / hollow / plasma / coating
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-95570 Persistent Identifier (URN)
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Triodensputterdeposition der Innenseite von Hohlzylindern geringen Durchmessers [7.73 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Für die Herstellung von Gleitlagern, einem essentiellen Teil eines Verbrennungsmotors, müssen Hohlzylinder aus Stahl an der Innenseite mit Kupfer- oder Aluminiumlegierungen beschichtet werden. Konventionelle Methode der Herstellung ist dabei bislang Magnetronsputtern, das viele Vorteile für diese Anwendung bietet. Dieses Verfahren ist aber bislang auf Innendurchmesser von 70 mm oder mehr beschränkt. Als vielversprechende Alternative für die Beschichtung der Innenseite von Buchsen mit 30,5 mm Innendurchmesser ist die Triodensputterdeposition in dieser Arbeit erprobt und untersucht worden. Die Ergebnisse sind sehr erfolgversprechend: Triodensputterdeposition ist eine verlässliche und verhältnismäßig einfache Methode, diese Aufgabenstellung zu erfüllen. Eine umfassende Charakterisierung der Entladung mit all ihren Parametern wurde vorgenommen, um grundlegende Zusammenhänge der einzelnen Kenngrößen zu erfassen. Zusätzlich wurden auch etliche Beschichtungsversuche durchgeführt, die den Zusammenhang mit den Prozessparametern herstellen, und somit die systematische Beschreibung der Triodensputterdeposition vervollständigen. Beschichtungsraten von bis zu 1,4 m/min konnten im Zuge dieser Arbeit erzielt werden, eine Rate, die selbst mit Magnetronsputtern, das bereits vielfach erforscht und optimiert ist, nicht immer erreicht werden kann. Erste Untersuchungen der Schichten lassen vermuten, dass die Qualität der durch Triodensputterdeposition aufgebrachten Schichten vergleichbar mit denjenigen von Magnetronsputtern ist. Einer weiteren Miniaturisierung der Buchsen steht zudem nichts im Wege, da die Geometrie der Entladung weiter verkleinert werden kann. Auch eine weitere Erhöhung der Rate ist sicherlich durch weitere Optimierung möglich. Diese Arbeit stellt somit einen ersten Schritt in der Entwicklung eines Verfahrens dar, mit dem weit kleinere Buchsen beschichtet werden können, als mit konventionellen Techniken, ohne Verlust von Qualität der Schichten oder Effizienz des Prozesses.

Zusammenfassung (Englisch)

Bearings are an essential part of engine construction. To achieve lubrication on the inside of copper and aluminium alloy cylinders, magnetron sputtering is normally used. However, this method cannot be applied to cylinders with a diameter lower than 70 mm. A promising new method is triode sputtering, which allows the coating of smaller gauges. For this thesis, the application of this technique to cylinders of 30,5 mm was tested. The results are convincing: triode sputtering is a reliable and simple method to achieve the stated goal. The discharge was typified with all its parameters and basic relations between key indicators were assessed. Additionally, several sample coatings were performed. Rates of up to 1.4 m/min were achieved, thus easily performing on par with magnetron sputtering. Further research and optimization will eventually lead to an increase of the deposit rate. This thesis is the base of further developments in the field of triode sputter deposition.