Ziel der vorliegenden Diplomarbeit ist es, die Strukturentwicklung niedrigschmelzender Sputterschichten für Gleitlager zu analysieren. Dabei variieren Versuchsparameter wie die Substrattemperatur, die Beschichtungsrate und die Zusammensetzung des Restgases, um deren Einfluss auf den Schichtaufbau und dadurch auch die Eigenschaften der Schicht zu erforschen.<br />Grundlage dieser Versuche bildet einerseits das Thornton Modell aus dem Jahre 1974, ein Strukturzonen- Modell auf Basis von Experimenten mit einer Hohlkathoden- Sputteranordnung. Dieses soll im Rahmen dieser Arbeit für niedrigschmelzende Systeme untersucht und neu erarbeitet werden.<br />Durch die Variation von Temperatur und Beschichtungsrate wird versucht, das Schichtwachstum positiv zu beeinflussen. Ziel ist es, feinkörnigere duktilere Sputterschichten zu produzieren. In weiterer Folge wird erforscht, inwiefern sich zusätzliche Restgasbestandteile in diesem Fall Sauerstoff und Kohlendioxid - in geringer Konzentration auf die Morphologie der Schicht auswirken. Die Oberflächenmorphologie und die Struktur der Schichten werden durch elektronenmikroskopische Untersuchungen und das Rasterkraftmikroskop charakterisiert und ausgewertet. Systematische Untersuchungen über den Einfluss verschiedenster Variationen der Parameter und des Restgases im Arbeitsgas auf Härte, Morphologie und Rauheit von Schichten werden durchgeführt.<br />Die Diplomarbeit soll eine Vertiefung der Kenntnis von niedrigschmelzenden Systemen sicherstellen und somit als Grundlage für die Verbesserung bzw. Weiterentwicklung der bisher bekannten weichen Legierungen als Laufschicht eines Sputterlagers dienen.
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The purpose of this thesis is to analyse the structure of low melting sputtered coatings for plain bearings. Therefore, the experimental parameters like the substrate temperature, the deposition rate and the composition of the residual gas are varied to explore their influence on the layer growth and its characteristics. The foundation of this work is the Thornton Model of 1974, which is a structure- zone- model, based on experiments with a hollow- cathode device. This model is going to be analysed and reworked for low melting systems. In order to achieve a positive influence on the structure and layer growth, the temperature and deposition rate are modified. Positive characteristics of the structure of these sputter- coatings are considered to be ductility and small grain sizes. Furthermore, changes of the coating-morphology resulting from the addition of reactive gases to the inert gas Argon are explored. Low concentrations of oxygen and carbon dioxide are used.<br />The morphology and the coating structure are evaluated and characterised by scanning electron microscopy and atomic force microscopy. Systematic examinations of the hardness, the morphology, the grain growth and the roughness are performed.<br />As a result, the thesis should give a deeper knowledge and understanding of low melting systems to provide basic knowledge as a means of advancing and enhancing the coatings of sputtered bearings.
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Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers Zsfassung in engl. Sprache
