LU87988A1 - Verfahren zur herstellung einer ti-b-n-beschichtung auf einem substrat mittels sputtern - Google Patents
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Description
Verfahren zur Herstellung einer Ti-BN-Beschichtung auf einem Substrat mittels Sputtern
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung aus Titan und Bornitrid auf einem metalli-schen oder nicht-metallischen Substrat mittels Sputtern.
Schichten aus den genannten Materialien zeichnen sich durch hohe Abriebfestigkeit aus und dienen zunehmend als Beschichtung zur Verschleißminderung von Werkzeugen. Nach dem Stand der Technik werden derartige Schichten mittels CVD (Chemical Vapour Deposition), plasma-unterstütztem CVD oder mittels reaktivem Sputtern von TiB2-Targets hergestellt (siehe z.B. Coatings Technology, vol. 41 (1990), Sexten 351-363). Bekannt-geworden ist auch ein ionengestütztes Beschichtungsverfahren mit alternativer Abscheidung von Titan- und Borschichten bei gleichzeitiger oder alternativer Implantation von Stickstoff-ionen. Jedoch ist der zusätzliche Aufwand der Ionenimplanta-tion erheblich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren an-zugeben, mit dem auf der Basis der Sputtertechnik auf einfache Weise harte Schichten vom Ti-BN-Typ hergestellt werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelost, daß von mindestens einem Ti-Target und von mindestens einem BN-Target in einer Ar/N2-Atmosphäre auf das Substrat gleichzeitig gesput-tert wird.
Vorzugsweise liegen ein Ti-Target und ein BN-Target nebenein-ander in einer Targetebene während das Substrat in einer dazu parallelen Ebene diesen gegenüberliegt.
Es ist auch môglich, mehrere Targets der beiden Arten in einer gemeinsamen Targetebene abwechselnd nebeneinander anzuordnen und dieser Anordnung das Substrat in einer dazu parallelen Ebene gegenüberzulegen.
In an sich bekannter Weise kann das Substrat auf einem Dreh-teller angeordnet werden, um eine gleichmäßigere Zusammenset- zung der Schicht zu gewährleisten. <
Vorzugsweise betrâgt der Partialdruck von N2 zwischen 10'5 und 10"4mbar und der des Argon zwischen 10"3 und 10'2mbar.
Die Erfindung wird nun anhand einiger bevorzugter Ausführungs-beispiele näher erlâutert.
In einer einfachsten Ausführungsform des Verfahrens verwendet man ein Titantarget und ein Bornitridtarget, die nebeneinander in einer Targetebene angeordnet werden. Das zu beschichtende Substrat, beispielsweise eine Glasplatte, wird in geeignetem Abstand zur Targetebene parallel zu dieser so angeordnet, daß ein Teil des Substrats dem Titantarget und ein anderer Teil dem Bornitridtarget gegenüberliegt. Auf diese Weise bilden sich in einer handelsüblichen mit einem Argon-Stickstoff-Ge-misch betriebenen Sputteranordnung zwei Sputterwolken vor den Targets aus, die sich mehr oder minder durchdringen und einen Niederschlag auf dem Substrat erzeugen, der am einen Ende überwiegend aus Titan und am anderen Ende überwiegend aus Bornitrid besteht, wâhrend dazwischen kontinuierliche Über-gangszonen gebildet werden. In einer solchen Versuchsanordnung zeigt sich eine große Abhängigkeit der Härte der Beschichtung und überraschenderweise ein deutliches Maximum der Harte zwischen den beiden Enden. Größte Härtewerte ergeben sich in einem Bereich, in dem der Titananteil der Schicht etwa doppelt so hoch wie der des Bornitrids ist. Es wurden Vickers-Härte-werte von 3600 in diesem Bereich gemessen.
Mit diesem einfachen Verfahren lassen sich also in schmalen Bereichen des Substrats sehr hohe Härtewerte erzielen. Will man diese Bereiche vergrößern, dann kann man entweder in der Targetebene abwechselnd eine Vielzahl von Targets der beiden Typen nebeneinander anordnen, urn eine intensive Durchdringung der Sputterwolken der beiden Typen zu erreichen, oder man kann auch das Substrat während des Sputterns durch die Wolken bewegen, indem man es beispielsweise auf einen Drehteller mon-tiert.
Die Dicke der so erzielbaren Schichten wird durch die zuneh-mend wirksamen Druckspannungen in der Schicht begrenzt. Diese werden jedoch wesentlich reduziert, wenn als Arbeitsgas ein Argon/Stickstoff Gemisch benutzt wird - allerdings unter ge-ringfügiger Einbuße an Härte. Betragen die Partialdrücke des Stickstoffs cl.lO'^mbar und die des Argon 5.10"3mbar, können Schichten einer Dicke von 6 pm und mehr und einer Härte von über HV 3000 hergestellt werden. % >
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung einer Ti-BN-Beschichtung auf einem Substrat mittels Sputtern, dadurch gekennzeichnet, daß von mindestens einem Ti-Target und von mindestens einem BN-Target in einer Ar/N2-Atmosphäre auf das Substrat gleichzeitig gesputtert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ti-Target und ein BN-Target nebeneinander in einer Targetebene liegen und daß das Substrat in einer dazu parallelen Ebene diesen gegenüberliegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß abwechselnd mehrere Ti-Targets und mehrere BN-Targets in einer gemeinsamen Targetebene liegen und daß das Substrat in einer dazu parallelen Ebene diesen gegenüberliegt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat auf einem Drehteller angebracht ist.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LU87988A LU87988A1 (de) | 1991-08-08 | 1991-08-08 | Verfahren zur herstellung einer ti-b-n-beschichtung auf einem substrat mittels sputtern |
| PCT/EP1992/001757 WO1993003195A1 (de) | 1991-08-08 | 1992-08-03 | VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER Ti-BN-BESCHICHTUNG AUF EINEM SUBSTRAT MITTELS SPUTTERN |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LU87988A LU87988A1 (de) | 1991-08-08 | 1991-08-08 | Verfahren zur herstellung einer ti-b-n-beschichtung auf einem substrat mittels sputtern |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| LU87988A1 true LU87988A1 (de) | 1993-03-15 |
Family
ID=19731308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| LU87988A LU87988A1 (de) | 1991-08-08 | 1991-08-08 | Verfahren zur herstellung einer ti-b-n-beschichtung auf einem substrat mittels sputtern |
Country Status (2)
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| WO (1) | WO1993003195A1 (de) |
Families Citing this family (2)
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| GB9711276D0 (en) * | 1997-06-03 | 1997-07-30 | Medical Support Systems Limite | Cushion |
Family Cites Families (2)
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1991
- 1991-08-08 LU LU87988A patent/LU87988A1/de unknown
-
1992
- 1992-08-03 WO PCT/EP1992/001757 patent/WO1993003195A1/de active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1993003195A1 (de) | 1993-02-18 |
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