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<div class="csl-entry">Mirzaei, M. (2018). <i>Untersuchung der mechanischen Eigenschaften von Ti-Al-N Hartstoffschichten als Funktion der Glühtemperatur</i> [Diploma Thesis, Technische Universität Wien]. reposiTUm. https://doi.org/10.34726/hss.2018.54907</div>
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dc.identifier.uri
https://doi.org/10.34726/hss.2018.54907
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dc.identifier.uri
http://hdl.handle.net/20.500.12708/7228
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dc.description
Abweichender Titel nach Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers
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dc.description.abstract
D Bestimmung von Materialeigenschaften von Hartstoffschichten wie Härte, Bruchzähigkeit und thermische Beständigkeit erfordert oftmals detaillierte experimentelle Untersuchungen. Wärmebehandlungen nach der Film Synthese können verwendet werden um die Schichteigenschaften zu modifizieren oder um die Wärme, die aufgrund der Reibung zwischen dem beschichteten Schneidwerkzeug und dem zu bearbeitenden Werkstück in Hochgeschwindigkeits-Zerspanungsprozessen entsteht, zu simulieren. Kenntnisse in diesem Bereich ermöglichen die Eigenschaften von Hartstoffschichten zu kontrollieren und maßzuschneidern. Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurden Härte, Elastizitätsmodul, Bruchzähigkeit und Eigenspannungen von Ti-Al-N-Hartstoffschichten als Funktion der Glühtemperatur ermittelt. Die mechanischen Eigenschaften hängen mit dem strukturellen Aufbau der Schichten zusammen. Die Proben wurden durch physikalische Gasphasenabscheidung (reaktives Sputtern) auf Al2O3 (11 02) und Si (100) Substraten abgeschieden. Die Schichten auf den Si-Substraten wurden als Referenzproben herangezogen, um die experimentellen Ergebnisse mit früheren Untersuchungen vergleichen zu können. Die Glühversuche wurden in einem Vakuumofen in einem Temperaturbereich von 500 bis 1200 C durchgeführt. Die spinodale Entmischung von Ti-Al-N in kubische AlN- und TiN-reiche Domänen beziehungsweise die Phasenumwandlung von kubischem kfz-AlN in wurtzites hdp-AlN bei höheren Temperaturen wurden untersucht. Aufgrund der molaren Volumsdifferenz zwischen kfzund hdp-AlN (Volumsexpansion) bilden sich in der Schicht Druckeigenspannungen aus, welche Härte und Bruchzähigkeit positiv beeinflussen können. Bei 900 C Glühtemperatur steigen die Druckeigenspannungen von -0.67 (für die bei 600 C geglühte Probe) auf -1.97 GPa für die bei 1050 C geglühte Probe aufgrund der Bildung von wurtzitem AlN mit einem höheren molaren Volumen als das der kubischen Ti-Al-N-Matrix. Die Entwicklung der Bruchzähigkeit als Funktio
de
dc.description.abstract
The knowledge of how the properties of hard coatings, such as hardness, fracture toughness, thermal stability depend on the deposition parameters and materials systems often require detailed experimental studies. Post-deposition treatments such as annealing heat treatments can be used to modify the film properties or to simulate the heat that arise due to friction between coated cutting tools and work piece in high speed dry cutting application. Gaining insight into this area opens the possibility to control and tailor the properties of hard coatings. Within the scope of this thesis, the hardness, elastic modulus, fracture toughness and residual stress of Ti-Al-N hard coatings were determined as a function of annealing temperature (under vacuum conditions). The mechanical properties were correlated with the film structural evolution. The samples were deposited by physical vapor deposition (reactive magnetron sputtering) on Al2O3 (1102) and Si (100) substrates. The coatings grown on the Si (100) substrates were taken as a reference, to compare the film as-deposited properties with earlier experimental studies. The annealing heat treatments of the samples were done in a vacuum furnace in the temperature range from 500 to 1200 C. The spinodal decomposition of Ti-Al-N into cubic AlN- and TiN-rich domains and the transformation of cubic c-AlN to wurtzite w- AlN at higher temperatures were studied. Because of the molar volume difference between c-Ti1-xAlxN and w-AlN, compressive residual stresses form in the coating, which can have a beneficial influence on hardness and fracture toughness. At 900 C annealing temperature, compressive residual stresses increase from -0.67 (for the sample annealed at 600 C) to -1.97 GPa for the sample annealed at 1050 C because of the formation of wurtzite AlN with a higher molar volume than the cubic Ti-Al-N matrix. The evolution of the fracture toughness as a function of annealing temperature and the structural evolution in Ti-Al-N were
en
dc.language
Deutsch
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dc.language.iso
de
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dc.rights.uri
http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
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dc.subject
TiAlN
de
dc.subject
Mechanische Eigenschaften
de
dc.subject
TiAlN
en
dc.subject
mechanical properties
en
dc.title
Untersuchung der mechanischen Eigenschaften von Ti-Al-N Hartstoffschichten als Funktion der Glühtemperatur
de
dc.title.alternative
Investigating the mechanical properties of Ti-Al-N hard coatings as a function of annealing temperature
en
dc.type
Thesis
en
dc.type
Hochschulschrift
de
dc.rights.license
In Copyright
en
dc.rights.license
Urheberrechtsschutz
de
dc.identifier.doi
10.34726/hss.2018.54907
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dc.contributor.affiliation
TU Wien, Österreich
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dc.rights.holder
Maryam Mirzaei
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dc.publisher.place
Wien
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tuw.version
vor
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tuw.thesisinformation
Technische Universität Wien
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dc.contributor.assistant
Mayrhofer, Paul Heinz
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tuw.publication.orgunit
E308 - Institut für Werkstoffwissenschaften und Werkstofftechnologie
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dc.type.qualificationlevel
Diploma
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dc.identifier.libraryid
AC15081464
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dc.description.numberOfPages
41
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dc.identifier.urn
urn:nbn:at:at-ubtuw:1-113251
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dc.thesistype
Diplomarbeit
de
dc.thesistype
Diploma Thesis
en
dc.rights.identifier
In Copyright
en
dc.rights.identifier
Urheberrechtsschutz
de
tuw.advisor.staffStatus
staff
-
tuw.assistant.staffStatus
staff
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tuw.assistant.orcid
0000-0001-7328-9333
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item.fulltext
with Fulltext
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item.mimetype
application/pdf
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item.openairecristype
http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
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item.cerifentitytype
Publications
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item.openairetype
master thesis
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item.grantfulltext
open
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item.openaccessfulltext
Open Access
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item.languageiso639-1
de
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crisitem.author.dept
E308 - Institut für Werkstoffwissenschaft und Werkstofftechnologie
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crisitem.author.parentorg
E300 - Fakultät für Maschinenwesen und Betriebswissenschaften