@phdthesis{Tang2010, author = {Tang, Stanley}, title = {Die prozess- und str{\"o}mungsabh{\"a}ngige Schichtabscheidung beim Hohlkathoden-Gasfluss-Sputtern untersucht an Titan- und Wolframschichten}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus-19623}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2010}, abstract = {Flugzeugtriebwerke und insbesondere deren Schaufeln erfahren im Einsatz einen mechanischen, thermischen und chemischen Angriff, der sich negativ auf die Lebensdauer der Bauteile auswirkt. Zur Erh{\"o}hung der Lebensdauer der Triebwerksschaufeln werden diese mit Schutzschichten versehen. Das Hohlkathoden-Gasfluss-Sputterverfahren (GFS) bietet eine Alternative zu den konventionellen Beschichtungsverfahren. Es ist in der Lage, die komplex geformten Bauteile komplett zu beschichten, ohne sie zu manipulieren oder eine zweite Beschichtungsquelle einzusetzen. Durch den Einsatz eines hohen Inertgasstroms gelangt das abgesputterte Material von der Beschichtungsquelle zu den „Non Line of Sight"-Bereichen (NLOS) des Substrats. Mit den Modellwerkstoffen Titan und Wolfram wurde im ersten Teil der Arbeit der Zusammenhang zwischen Schichtmorphologie und Prozessparametern beim GFS untersucht. Im zweiten Teil konnte gezeigt werden, dass die Schichtabscheidung und damit die F{\"a}higkeit NLOS-Bereiche zu beschichten von der Gasstr{\"o}mung abh{\"a}ngen. Dadurch ist es m{\"o}glich, den Stoff{\"u}bergang mit der Grenzschicht-Theorie zu erkl{\"a}ren und die Gasstr{\"o}mung w{\"a}hrend des Beschichtungsprozesses zu simulieren.}, subject = {Oberfl{\"a}chenbehandlung; Schicht; Titan; Wolfram; Gasfluss-Sputtern; PVD; Beschichten; Non line of sight; Str{\"o}mungssimulation; Gas flow sputtering; PVD; Coatings; Non line of sight; Flow simulation}, language = {de} } @phdthesis{Glavatskikh2011, author = {Glavatskikh, Maria}, title = {Verbesserung des Erm{\"u}dungsverhaltens von γ-TiAl-Legierungen durch mechanische Oberfl{\"a}chenbehandlung}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus-22916}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2011}, abstract = {Gegenstand der Arbeit war die Untersuchung mechanischer Oberfl{\"a}chenbehandlungen zur Verbesserung des Erm{\"u}dungsverhaltens von hochfesten γ-TiAl-Legierungen TNB-V2 und TNB-V5. Zu diesem Zweck wurden die Verfahren Kugelstrahlen und Festwalzen angewendet. Die Charakterisierung des Erm{\"u}dungsverhaltens erfolgte unter Umlaufbiegebeanspruchung bei Raumtemperatur (R = -1, 60 Hz). F{\"u}r die Bewertung des Verfestigungspotentials durch mechanische Oberfl{\"a}chenbehandlung wurden die prozessinduzierten Randschichteigenschaften wie Rauheit, Eigenspannungen, Mikroh{\"a}rte, Halbwertsbreite und Mikrostruktur{\"a}nderungen in Abh{\"a}ngigkeit von Verfahrensparametern analysiert. Im Hinblick auf die vorgesehenen Hochtemperaturanwendungen von Titanaluminiden wurden außerdem Untersuchungen zur Stabilit{\"a}t der Randschichtverfestigung gegen{\"u}ber thermischer Erholung und Ausheilung durchgef{\"u}hrt. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass durch Kugelstrahlen zyklisch stabile Druckeigenspannungen in der Randschicht erzeugt werden, wodurch eine deutliche Verbesserung der Wechselfestigkeit gegen{\"u}ber dem elektrolytisch polierten Referenzzustand erreicht wird. Festwalzen hat keine Auswirkung auf die Dauerfestigkeit, was auf den nahezu nicht vorhandenen Mikroh{\"a}rteanstieg direkt an der Oberfl{\"a}che sowie auf den Abbau von Druckeigenspannungen nach wenigen Zyklen zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist. Spanende Bearbeitung durch Drehen f{\"u}hrt zu vergleichbaren Randschichtverfestigungen mit {\"a}hnlicher Tiefenwirkung wie beim Kugelstrahlen, sowie zu einem deutlichen Anstieg der Wechselfestigkeit gegen{\"u}ber dem Referenzzustand. Im Temperaturbereich zwischen 500 °C und 650 °C werden die Druckeigenspannungen schnell abgebaut, so dass die Oberfl{\"a}chenrauheit von entscheidender Bedeutung wird. Die verbleibende Randschichtverfestigung ist effektiver, wenn die Oberfl{\"a}chenrauheit reduziert wird, so dass das Abpolieren der Oberfl{\"a}che nach dem Kugelstrahlen empfehlenswert ist. Oberhalb 700 °C ist die Randschichtverfestigung durch Kugelstrahlen nicht mehr effektiv, da die induzierten Punktdefekte sehr schnell ausheilen und in der verformten Randschicht Rekristallisationsvorg{\"a}nge ablaufen.}, subject = {Aluminiumlegierung; Titanlegierung; Materialerm{\"u}dung; Oberfl{\"a}chenbehandlung; Erm{\"u}dungsverhalten; Titanaluminide; Mechanische Oberfl{\"a}chenbehandlung; Kugelstrahlen; Festwalzen; Fatigue behaviour; Titanium aluminides; Mechanical surface treatment; Shot peening; Roller burnishing}, language = {de} } @phdthesis{Schroeter2011, author = {Schroeter, Olaf}, title = {Herstellung und Charakterisierung von PVD-Schichten auf Basis der Cr2AlC-MAX-Phase}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus-22622}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2011}, abstract = {Eine wichtige Aufgabe der Werkstoffwissenschaft ist die Verbesserung von Materialeigenschaften. Besonders bei Hochleistungsmaterialien, die extremen Belastungen ausgesetzt sind, finden kontinuierlich Weiterentwicklungen statt. Dabei ist es von wirtschaftlichem Interesse, die Lebensdauer von Bauteilen durch hochwertige Beschichtungen zu verl{\"a}ngern und damit Kosten zu sparen. D{\"u}nne Schichten eignen sich besonders gut, da sie durch ihre speziellen Eigenschaften die Eigenschaften des Grundmaterials an der Oberfl{\"a}che erg{\"a}nzen und es so gegen {\"a}ußere Einfl{\"u}sse, wie Verschleiß, Korrosion oder Oxidation, sch{\"u}tzen. Die vorliegende Arbeit widmet sich daher nanostrukturierten Cr2AlC-D{\"u}nnschichten und der Verbesserung ihrer Eigenschaften. Diese Schichten werden durch verschiedene Sputterverfahren hergestellt. Die beiden Herstellungsverfahren Gleichstrom-Magnetronsputtern und High Power Impulse Magnetron Sputtering (HIPIMS) werden im Rahmen dieser Arbeit verglichen. Homogene Schichten wurden durch ein gesintertes Cr2AlC-Target auf Substrate der Nickelbasislegierung IN718 aufgetragen. Dabei wurde der Einfluss der Prozessparameter Kammerdruck, Substrattemperatur und BIAS-Spannung auf das Plasma, die Schichtentwicklung und den daraus resultierenden mechanischen Eigenschaften der erzeugten Schichten untersucht. Um zu zeigen, dass die Ergebnisse außerhalb des Forschungskontextes reproduzierbar sind, wurde eine Beschichtungsanlage industriellen Maßstabes verwendet. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass durch das HIPIMS-Verfahren, im Vergleich zum Gleichstrom-Magnetronsputtern, der Metallionenanteil auf etwa 70 \% erh{\"o}ht und die Ionenenergien erheblich gesteigert werden. Dies f{\"u}hrt zu {\"A}nderungen von Schichtmorphologie und Schichteigenschaften. Beide Sputterverfahren eignen sich generell zur Herstellung von Cr2AlC-Schichten in einer industriellen Beschichtungsanlage. Durch Variation der Herstellungsparameter lassen sich unterschiedliche Gef{\"u}ge, Eigenspannungszust{\"a}nde und Texturen einstellen. Dadurch werden Haftfestigkeit und Erosionsbest{\"a}ndigkeit der Schicht erheblich verbessert.}, subject = {D{\"u}nne Schicht; Chrom; Aluminium; Kohlenstoff; PVD; HIPIMS; Beschichtungstechnik; MAX-Phase; Erosion; PVD; HPPMS; Coatings; Max phase; Erosion}, language = {de} }