Nanoskalige Schutzschichten für hochbeanspruchte Werkzeuge und Bauteile

Nanoskalige Schichten für tribologische Anwendungen können unterteilt werden in nanostrukturierte Viellagenschichten, nanomodulierte Übergitterschichten, nanokristalline metastabile Schichten, nanostabilisierte Ein- und Mehrlagenschichten sowie nanogradierte Filme. Grenzflächenanteile, Korngröße, Einzellagendicke, Grenzflächenenergie, Textur, und Spannungsverteilung sind neben der Stoffauswahl und Herstellungstechnologie maßgebend für Eigenschaften und Verhalten dieser Schutzschichten. Durch ein funktionales und strukturelles Design können so maßgeschneiderte Schichten für hochbeanspruchte Werkzeuge und Bauteile erhalten werden. Durch Einfrieren metastabiler Zustände bei der Gasphasenabscheidung erhält man neuartige Filmmaterialien mit multifunktionalen Eigenschaften. Eine thermodynamische und kinetische Modellierung des Stoffsystems und der Abscheideparameter ergibt hierbei die Möglichkeit, Schichten in Bezug auf Konstitution, Eigenschaften und Verhalten gezielt zu optimieren. Verschiedene nanoskalige Schichtverbunde und Verbundkonzepte, die in jüngster Zeit entwickelt bzw. hergestellt wurden, werden beschrieben und diskutiert.