ISBN 978-3-8439-0450-6

978-3-8439-0450-6, Reihe Werkstoffwissenschaften

Wagdi Garkas
Herstellung und Charakterisierung von Schichten aus MAX-Phasen auf Ti-Basis für den Schutz hochbelasteter Verdichterkomponenten

117 Seiten, Dissertation Brandenburgische Technische Universität Cottbus (2012), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Mn+1AXn-Phasen (n = 1, 2, 3) sind eine Gruppe von nanolaminaren ternären Nitriden und Karbiden, wobei M ein frühes Übergangsmetall, A ein A-Gruppen-Element und X entweder C oder N ist. Diese ternären Systeme kombinieren typische metallische Eigenschaften, wie gute mechanische Bearbeitbarkeit und gute thermische und elektrische Leitfähigkeit, mit typischen keramischen Eigenschaften, wie hoher Schmelzpunkt und hohe Steifigkeit.

Die vorliegende Arbeit widmet sich der Synthese und der Charakterisierung von zwei MAX-Phasen-Schichten Ti2AlC und Ti2AlN. Die beiden Schichten wurden mittels PVD-Sputtern in einer industriellen Beschichtungsanlage der CemeCon AG (CC800/9) bei 540°C abgeschieden. Anhand der XRD-Analyse konnte erkannt werden, dass die bei 540 °C abgeschiedenen Schichten keine MAX-Phasen enthalten, sondern diese hauptsächlich aus den kubischen Perowskiten Ti3AlC und Ti3AlN bestehen. Erst nach einer Wärmebehandlung bei 800°C für 1 h im Vakuum findet die Phasenumwandlung vom P-Ti3AlC zu H-Ti2AlC und vom P-Ti3AlN zu Ti2AlN statt. Die Vakuumbehandlung bei höheren Temperaturen ermöglicht ein besseres Verständnis der thermischen Stabilität der MAX-Phasen. Eine Wärmebehandlung bei Temperaturen über 1000°C führt zur Zersetzung der MAX-Phasen und Bildung von TiCx und TiNx. Als Auslöser für diesen Zersetzungsprozess wird die Al-Verdampfung vermutet.