Low-Vacuum Low-Cost Deposition of Tribological Coatings

Ein Hauptziel dieser Arbeit war die Adaptierung bzw. Entwicklung eines plasma unterstutzten PVD Prozesses zur Herstellung von kostengunstigen TiN Schichten fur tribologische Anwendungen bei Prozessdrucken bis zu 10-1 mbar. Dabei wurde ausgehend von industriell eingesetzten PVD Prozessen, wie Plasma unterstutztes Magnetron Sputtern, Reaktives Ionenplattieren bzw. Arc-Verdampfung, versucht, durch Prozess-Adaptierung und Wahl geeigneter Prozessfenster, bestandige und qualitativ hochwertige TiN Hartstoffschichten, selbst bei hohen Prozessdrucken, zu erzeugen. Zur qualitativen Beurteilung der verschiedenen Prozesse bei den unterschiedlichen Prozessparametern wurde neben der Schichtcharakterisierung (Schichtdickenverteilung, Morphologie, Harte, tribologische Eigenschaften) auch eine Analyse der Prozessplasmen durchgefuhrt und versucht die erzielten Schichteigenschaften mit den eingestellten Prozessparametern und den gemessenen Plasmaeigenschaften, wie Ionenart, Ionenstromdichte und Energieverteilung der Ionen, in Korrelation zu bringen. Die unterschiedlichen Prozesse wurden mittels eines Plasmamonitoring Systems (PPM421 von Inficon) und eines Faraday Cup Systems untersucht und die ermittelten Plasmaeigenschaften gegenuber gestellt und diskutiert. Die Untersuchungen wurden im Rahmen eines europaischen BriteEuram Projektes TIPCOAT BE-3815/Contract BRPR-CT97-0397 durchgefuhrt.