WO1998010117A1 - Diamantähnliche beschichtung - Google Patents

Diamantähnliche beschichtung Download PDF

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WO1998010117A1
WO1998010117A1 PCT/EP1997/004794 EP9704794W WO9810117A1 WO 1998010117 A1 WO1998010117 A1 WO 1998010117A1 EP 9704794 W EP9704794 W EP 9704794W WO 9810117 A1 WO9810117 A1 WO 9810117A1
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layer
diamond
clamping surface
substrates
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PCT/EP1997/004794
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Michael Sellschopp
Günther DURST
Stefan Krall
Original Assignee
Saxonia Umformtechnik Gmbh
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    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04B—KNITTING
    • D04B27/00—Details of, or auxiliary devices incorporated in, warp knitting machines, restricted to machines of this kind
    • D04B27/02—Warp-thread guides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H57/00—Guides for filamentary materials; Supports therefor
    • B65H57/24—Guides for filamentary materials; Supports therefor with wear-resistant surfaces
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
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    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/26—Deposition of carbon only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C23C16/505—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges
    • C23C16/509—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using radio frequency discharges using internal electrodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2701/00—Handled material; Storage means
    • B65H2701/30—Handled filamentary material
    • B65H2701/31—Textiles threads or artificial strands of filaments

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a wear-resistant, diamond-like coating (DLC) and to a wear part provided with such a coating, for example of a textile machine.
  • DLC diamond-like coating
  • a substrate as a carrier, usually a metal material, a thin diamond layer or layer similar to diamond, i.e. consisting of polycrystalline or microcrystalline diamonds or hard, amorphous carbon, also as DLC (DIAMOND LIKE CARBON) or ACH (AMORPHEUS, HYDROGENATED CARBON).
  • DLC DIAMOND LIKE CARBON
  • ACH HYDROGENATED CARBON
  • Such diamond-like layers are theoretically ideal for wear compared to other components that come into contact with one another, such as the wearing parts of textile machines, for example the needles of a knitting machine.
  • Such layers are usually chemically deposited from a gas or plasma atmosphere by the CVD method, the plasma being excited by electromagnetic wave radiation and certain pressure and temperature parameters and suitable precursors must be present as starting materials for the deposition atmosphere.
  • the adhesion but also the deposition rate, i.e. the speed with which the respective layer is built up, depends above all on a favorable combination of the parameters involved in the process.
  • a plasma of z. B. ignited hydrocarbon gases with or without the addition of other gases.
  • the bias voltage that forms on the substrate accelerates positive ions out of the plasma against the substrate and strikes the substrate. Ion energies and ion densities of the plasma are of great importance for the layer properties
  • Ion energies and ion densities of the plasma depend on the gas and its pressure as well as the electrical power and the geometry of the parts and their arrangement.
  • the field lines naturally end on the surface of the substrate to be coated and thus in front of the clamping surface.
  • the ends of the field lines closest to the clamping surface should be as large as possible at the end point Part as vertical and narrow as possible, evenly spaced, directed against the clamping surface.
  • the substrates can be arranged in such a way that the main surface to be coated is arranged on or parallel to the clamping surface.
  • the clamping surface can be, for example, an endless clamping surface that is closed in the form of a ring within the reaction space, in the interior of which, however, a ground electrode must also be arranged.
  • a flat, preferably even flat, flat component is to be coated as a substrate, not only on the two flat sides, but preferably also along the narrow sides.
  • wear parts such as perforated needles of knitting machines
  • the case arises that the inner surfaces of openings or the inward surfaces of cavities are also to be coated.
  • a flat clamping surface is usually the main plane of symmetry of the spatial arrangement of the ground electrodes.
  • a cuboid arrangement of the mass electrodes that is to say a cuboid reaction chamber in which the inner surfaces function as mass electrodes, this will preferably be that plane of symmetry or central plane of the reaction chamber which runs parallel between the two largest, opposite inner surfaces.
  • the substrates - especially if the narrow sides of flat substrates are to be coated adequately - should be arranged in the clamping plane so that there is a sufficient distance between the substrates in order to have a sufficient number of field lines on the two adjacent substrates Let narrow sides hit.
  • the coverage of the clamping surface by the substrates - not by the substrate holder - should only be approximately 5 to 30%, preferably only 10 to 25%.
  • Either carbon-containing steel is used as the substrate, which may already be on the surfaces to be coated, e.g. is hard chrome-plated, or a stainless steel, which consists of a chrome alloy.
  • the procedure is preferably such that the substrates are first pre-cleaned in a suitable manner, e.g. degreased, treated with an alkaline cleaner, watered etc.
  • the etching gas is then suctioned off and another gaseous substance is input, which serves as a precursor to build up the deposition atmosphere of the adhesion-promoting layer now to be applied.
  • the outer, diamond-like wear layer consists of carbon
  • the substrate (substrate) consists of a metal grid, usually an Fe grid with embedded chromium atoms
  • the adhesion promoter layer should have a main component that (towards the outer diamond-like layer) is stable with the carbon there Can enter into connection and / or is readily miscible with it, that is to say in particular have approximately the same atomic size.
  • silicon for example, since silicon carbide is a stable, mechanically resilient connection, and silicon can also be mixed well with carbon.
  • the main constituent of the adhesion promoter layer it must also be possible for the main constituent of the adhesion promoter layer to be readily miscible with the outer surface of the substrate, or a stable chemical connection must be able to be designed.
  • the mixing can e.g. are promoted by bombarding ions from the plasma, or by influencing the temperature (if high temperatures are possible from the substrate), which promotes diffusion with increasing.
  • the connection to the substrate essentially takes place via the chemical connection of the silicon to the atoms of the substrate.
  • Silicon is therefore well suited as the main constituent of the adhesion promoter layer, so that gases with the highest possible silicon content, such as hexamethyldesilazane, monosilane or disilane, etc., are suitable as precursors for this.
  • the build-up of the adhesion promoter layer is ended and the construction of the diamond-like layer is started.
  • the precursor is changed in that the precursor for the adhesion promoter layer is no longer supplied and then a new precursor is used as the base material for the deposition atmosphere for the diamond-like layer in entered the reaction space, and the gas contained in the reaction chamber is still sucked off.
  • This switch from one precursor to another can theoretically take place in seconds due to powerful evacuation pumps, but should take place continuously, in the course of a few 10 seconds to a few minutes, in order to create a mixing zone at the transition between the adhesion promoter layer and the diamond-like layer.
  • the DLC layer is built up to a layer thickness of a few ⁇ m, preferably about 1 to 10, in particular 2 to 3 ⁇ m. With layer thicknesses of less than 1 ⁇ m, the layer is worn away too quickly despite wear, and with layer thicknesses of 10 ⁇ m or more, problems of adhesion of the diamond-like layer to the intermediate layer and the substrate due to excessive internal stresses.
  • Carbon precursors and in particular hydrocarbons, in particular the gases methane, butane and hexane and acetylene, are suitable as precursors for the deposition atmosphere of the diamond-like layer.
  • the bias voltage ranges between 100 volts and 1000 volts, preferably 300 to 700 volts, preferably around 450 volts, but the bias voltage is not regulated directly, but via the power control of the radiated radio frequency, which is controlled in this way that the desired bias voltage is achieved in the result.
  • an external voltage for example a DC voltage, can also be applied between the ground electrodes and the substrate, but this also entails additional problems.
  • the excitation takes place with a transmission frequency of 13.56 MHz, which is approved for this by the Federal Post in Germany, but other frequencies from the KHz range to the microwave range as well as DC voltages and pulsed DC voltages are possible, with other values for bias voltage and pressure can be chosen.
  • 10 "1 mbar can also be used.
  • stainless steel is understood to mean, in particular, stainless steels.
  • Fig. 2 shows the equipment arrangement of a known RF-PECVD reaction chamber for one-sided coating
  • Fig. 3 shows the equipment arrangement of an RF-PECVD reaction chamber according to the invention
  • Fig. 4 shows another reaction chamber in section.
  • the reaction chamber 6 shows the reaction chamber 6, in which the substrate holder 21 with the substrates attached and not shown is located.
  • the substrate holder 21 is electrically connected to the external tuning circuit 16, which in turn is coupled to the frequency generator 14, a power meter 15 being arranged in this connection.
  • the tuning circuit 16 comprises at least one variable inductor 18 between the frequency generator 14 and the substrate carrier 21, and a variable capacitance 19 which is connected in parallel with the inductor 18.
  • An additional coupling capacitor 17 is preferably connected in series with the inductor 18 in order to prevent direct contact between the transmitter and the antenna, which is particularly necessary for connecting a stationary external bias voltage.
  • the phase position can be set with the help of the tuning circuit.
  • the precursor usually in gaseous form, is also introduced, the molecules of which are excited by the frequency fed in to such an extent that they are partially cracked and thus exist as free radicals and ions are generated.
  • a constant, relatively strong negative pressure is maintained in the reaction chamber 6 by the pump 23 constantly sucking gas out of the reaction chamber 6, the degree of the negative pressure being adjustable by the metering valve 22.
  • the substrate carrier 21 is electrically conductive, but galvanically isolated, connected to the frequency generator 14 via the tuning circuit 16.
  • a high frequency is generated between the substrate carrier 21 and the inner wall 5 of the reaction container 6 serving as the ground electrode 2, the power of which is set via the frequency generator 14 and can be read on the power meter 15.
  • a bias voltage is generated on the substrate carrier and thus also on the substrate (self-bias).
  • An external bias voltage can also be applied.
  • Figure 2 shows a known reaction chamber, according to the prior art, in the sectional view. This reaction chamber usually has an introduction for the precursor on the top, while the frequency is introduced from the bottom. Also in the lower area, suction is usually carried out by means of the connected pump 23.
  • the substrates 1 are placed flat on a plate located in the reaction chamber 6. Below the plate there is a shield 53, which is connected to the shield of the frequency-supplying coaxial cable and covers the entire underside of the plate and thus the substrates 1.
  • FIG. 3 schematically shows a concrete reaction chamber 6 according to the invention in plan view with substrates 1 arranged therein, and the necessary introduction options for precursor and frequency.
  • the reaction chamber 6 is evacuated by means of a pump 23.
  • the field lines 4 run from the inner wall 5 of the reaction chamber 6 serving as the ground electrode 2 to the outer surfaces of the substrates 1 so that they strike them at right angles.
  • the substrates 1 are arranged in the form of an ellipse, which represents the clamping surface 3.
  • an also elliptical, additional ground electrode 51 Arranged in the interior of the elliptical clamping surface 3 is an also elliptical, additional ground electrode 51, which has the same potential as the inner wall 5 of the reaction chamber 6, which also serves as a ground electrode. 3, the substrates 1 are on one Arranged substrate holder, which is not shown for reasons of clarity.
  • field lines 4 also form between this central ground electrode 51 and the surfaces of the substrates 1, which in turn strike the surfaces of the substrates perpendicularly.
  • the theoretical clamping surface 3, along which the substrates 1 are arranged, is defined in the right half of FIG. 3 as the elliptical surface which runs along the outwardly directed main surfaces 8 of the correspondingly aligned substrates 1.
  • the clamping surface 3 is shown in the left half of FIG. 3 as the, in this case elliptical, clamping surface 3 running through the centers of the substrates 1 defined, and the substrates 1 arranged accordingly.
  • the introduction of precursor and frequency is preferably carried out on the side opposite the suction by the pump 23.
  • a thin flat substrate is to be coated on both sides, uniformly and comprehensively
  • the substrates 1 strive on both sides of the substrate holders 24, which are also located centrally on this clamping surface 7.
  • a plurality of substrate holders 24 equipped with substrates 1 can be arranged in series one behind the other on the clamping plane 7, as can be seen in FIG. 4.
  • a relatively narrow design of the reaction chamber 6 is recommended, that is, the shortest possible design of the extent of the reaction chamber, which extends transversely to the clamping plane 7, relative to the largest possible areas that run parallel to this clamping plane 7.
  • the so-called dark space is formed at a distance around the substrates 1 and the thicker substrate holders 24, which is thickened in the form of a club on the thickened substrate holders 24.
  • the approximately elliptically shaped, glowing plasma can be seen around the entire arrangement of all substrates and substrate holders and their dark spaces.
  • the good and uniform coating is also achieved when — as shown in the lower half of FIG. 4 — the substrates 1 ′′ that strive from one side of the lower substrate holder 24 compared to the substrates 1 striving on the other side of the same substrate holder "'are offset laterally from the clamping plane 7 running centrally to the substrate holder and slightly parallel on opposite sides.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen einer verschleißfesten, diamantähnlichen Beschichtung auf einem Substrat (1) sowie ein mit einer solchen Beschichtung versehenes Verschleißteil etwa einer Textilmaschine, welches trotz schnellem und wirtschaftlichem Schichtaufbau eine gute Haftung der diamantähnlichen Beschichtung auf dem Substrat erzeugt und dabei eine gleichmäßige Qualität über den auf Verschleiß beanspruchten Bereich, sowie ein mit einer solchen Beschichtung ausgestattetes Verschleißteil bietet. Ein erfindungsgemäßes Verfahren mittels plasmagestützter chemischer Abscheidung der Schicht aus einer Gasatmosphäre in einem Reaktionsraum (5) mit elektromagnetischer Strahlungsanregung der Abbscheidungsatmosphäre und einer zwischen dem Substrat (1) und wenigstens einer Masseelektrode (6, 51) erzeugten elektrischen Biasspannung, kennzeichnet sich dadurch, daß die Substrate (1) so angeordnet sind, daß ein möglichst großer Anteil der zwischen Substrat und Masseelektrode verlaufenden Feldlinien (4) die durch die Anordnung der Substrate definierte Aufspannfläche (3) senkrecht schneidet bzw. an dem der Aufspannfläche (3) nächstliegenden Ende die Feldlinien (4) senkrecht gegen die Aufspannfläche gerichtet sind.

Description

Diamantähnliche Beschichtung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen einer verschleißfesten, diamantähnlichen Beschichtung (DLC) sowie ein mit einer solchen Beschichtung versehenes Verschleißteil etwa einer Textilmaschine.
Bei bestimmten Maschinenteilen, insbesondere bei fadenverarbeitenden Textilmaschinen, unterliegen diese Teile einem hohen Oberflächen-Verschleiß, indem die Oberfläche entweder mit dem laufenden Faden ständig oder des öfteren in Berührung kommt, oder mit anderen harten, bewegten Teilen in Kontakt gerät.
Gerade wenn das Verschleißteil im ganzen eine ausreichende Elastizität besitzen muß, wurde bereits auf vielfache Art und Weise versucht, die Oberfläche dieses Verschleißteiles verschleißmindernd zu behandeln.
In der Vergangenheit geschah dies durch Oberflächenhärten von Stahlwerkstoffen, mechanische Gefügeveränderung im Oberflächenbereich wie Kaltwalzen etc., oder auch durch Aufbringen einer vergleichsweise verschleißfesten Beschichtung wie etwa Hartverchromen.
in der jüngsten Vergangenheit wurde auch in der industriellen Anwendung versucht, für die unterschiedlichen Anwendungsfälle auf einem Substrat als Träger, meist einem Metallwerkstoff, eine dünne Diamantschicht oder diamantähnliche Schicht, also bestehend aus polykristallinen bzw. mikrokristallinen Diamanten oder hartem, amorphem Kohlenstoff, auch als DLC (DIAMOND LIKE CARBON) oder ACH (AMORPHEUS, HYDROGENATED CARBON) bezeichnet, aufzubringen. Gerade für den Verschleiß gegenüber flächig kontaktierenden anderen Bauteilen wie bei den Veschleißteilen von Textilmaschinen, beispielsweise den Lochnadeln einer Wirkmaschine, bieten sich hier solche diamantähnliche Schichten theoretisch an.
Derartige Schichten werden meist nach dem CVD-Verfahren chemisch aus einer Gas- bzw. Plasma-Atmosphäre abgeschieden, wobei eine Anregung des Plasmas durch elektro-mag netische Welleneinstrahlung erfolgt und bestimmte Druck- und Temperaturparameter sowie geeignete Precursor als Ausgangsstoffe für die Abscheideatmosphäre vorliegen müssen.
Dabei hat sich weniger die diamantähnliche Schicht selbst als Problem erwiesen, sondern deren Haftung auf dem Substrat und eine möglichst gleichmäßige Schichtabscheidung über die zu beschichtende n Bereiche. Um erstere zu verbessern, wurde in der Vergangenheit versucht, auf das Substrat zunächst eine Haftvermittlerschicht aufzubringen, und auf dieser dann die diamantähnliche Schicht.
Zusätzlich hängt vor allem die Haftung, aber auch die Abscheidungsrate, also die Geschwindigkeit, mit der die jeweilige Schicht aufgebaut wird, von günstiger Kombination der am Verfahren beteiligten Parameter ab.
Es ist daher eine Aufgabe gemäß der Erfindung, ein Verfahren zum Erzeugen einer diamantähnlichen Beschichtung auf einem Substrat zu schaffen, welches trotz schnellem und wirtschaftlichem Schichtaufbau eine gute Haftung der diamantähnlichen Beschichtung auf dem Substrat, vorzugsweise mittels einer dazwischen anzuordnenden Haftvermittlungsschicht, erzeugt und dabei eine gleichmäßige Qualität über den auf Verschleiß beanspruchten Bereich, sowie ein mit einer solchen Beschichtung ausgestattetes Verschleißteil zu bieten.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. 24 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen. Die Anregung der Abscheideatmosphäre und Aufspaltung der schichtbildenden Kohlenwasserstoffe erfolgt meist mittels einer Einstrahlung mit Radiofrequenz, etwa 13,56 MHz. Aber auch durch andere Strahlungen vom KHz-Bereich bis zum Mikrowellenbereich von mehreren GHz, aber auch mittels Gleichspannung, gepulster Gleichspannung, mittel- oder hochfrequenter Wechselfelder anderer Frequenzen, sind möglich.
Durch das Wechselfeld zwischen dem Substrat bzw. dem Substratträger, auf dem meist eine Vielzahl von einzelnen Substraten angeordnet ist, und der Masseelektrode, meist der Innenwand der Reaktionskammer, wird ein Plasma aus z. B. Kohlenwasserstoffgasen mit oder ohne Zusatz anderer Gase gezündet. Durch die auf dem Substrat sich ausbildende Biasspannung werden positive Ionen aus dem Plasma heraus gegen das Substrat beschleunigt und schlagen auf dem Substrat auf. Ionen-Energien und Ionen-Dichten des Plasmas sind für die Schichteigenschaften von großer Bedeutung
Ionen-Energien und Ionen-Dichten des Plasmas hängen sowohl vom Gas und dessen Druck als auch der eingebrachten elektrischen Leistung und der Geometrie sowohl der Teile als auch deren Anordnung ab.
Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Substrate im Reaktionsraum auf einer theoretischen Aufspann-Fläche, auf der sich die Substrate befinden, so anzuordnen, daß die zwischen der Masse-Elektrode, also meist den Innenwänden der Reaktionskammer oder zu diesem Zweck eingebrachte Hilfselektroden, und dem Substrat sich ausbildenden elektrischen Feldlinien zu einem möglichst großen Teil möglichst senkrecht und eng, gleichmäßig beabstandet, auf dieser Aufspann-Fläche enden.
Wenn die Aufspann-Fläche durch das Substrat hindurch verläuft, enden die Feldlinien natürlich auf der zu beschichtenden Fläche des Substrates und damit vor der Aufspann-Fläche. In diesem Fall sollen die der Aufspann-Fläche nächstliegenden Enden der Feldlinien am Endpunkt zu einem möglichst großen Teil möglichst senkrecht und eng, gleichmäßig beabstandet, gegen die Aufspann- Fläche gerichtet sein.
Insbesondere wenn an einem Substrat vorzugsweise eine bestimmte Fläche beschichtet werden soll, können die Substrate so angeordnet werden, daß die zu beschichtende Hauptfläche auf bzw. parallel zu der Aufspann-Fläche angeordnet wird. In diesem Fall kann die Aufspann-Fläche beispielsweise eine in der Aufsicht ringförmig geschlossene, endlose Aufspann-Fläche innerhalb des Reaktionsraumes sein, in deren Inneren dann jedoch ebenfalls eine Masseelektrode angeordnet werden muss.
Häufig tritt jedoch der Fall auf, daß ein flächiges, vorzugsweise sogar ebenes, flächiges Bauteil als Substrat beschichtet werden soll, und zwar nicht nur auf den beiden flächigen Seiten, sondern vorzugsweise auch entlang der Schmalseiten. Dabei tritt gerade bei Verschleißteilen wie Lochnadeln von Wirkmaschinen der Fall auf, daß auch die Innenflächen von Durchbrüchen oder die nach innen gerichteten Flächen von Kavitäten beschichtet werden sollen.
In diesem Fall ist natürlich die gleichzeitige Beschichtung beider gegenüberliegender Seitenflächen erwünscht, weshalb als Aufspann-Fläche eine einzige, meist ebene, Fläche gewählt wird, auf welcher die relativ dünnen flächigen Substrate so angeordnet werden, daß deren flächige, einander gegenüberliegenden Außenseiten links und rechts mit geringer Distanz zur theoretischen Aufspann-Fläche liegen, wodurch auch noch gegen die dazwischenliegende Aufspann-Fläche die an den Außenseiten des Substrates endenden Feldlinien überwiegend im rechten Winkel gerichtet sind .
Eine ebene Aufspann-Fläche ist in der Regel die Haupt-Symmetrie-Ebene der räumlichen Anordnung der Masse-Elektroden. Bei einer quaderförmigen Anordnung der Masse-Elektroden, also einer quaderförmigen Reaktionskammer, bei der die Innenflächen als Masse-Elektroden fungieren, wird dies vorzugsweise diejenige Symmetrie-Ebene oder Mittelebene der Reaktionskammer sein, die parallel .zwischen den beiden größten, einander gegenüberliegenden Innenflächen verläuft.
Dabei sollen die Substrate - vor allem wenn auch die Schmalseiten von flächigen Substraten ausreichend beschichtet werden sollen - in der Aufspann-Ebene so zueinander angeordnet werden, daß ein ausreichender Abstand zwischen den Substraten besteht, um ausreichend viele Feldlinien auf den von zwei benachbarten Substraten gegeneinander gerichteten Schmalseiten auftreffen zu lassen. Insbesondere sollte die Bedeckung der Aufspann-Fläche durch die Substrate - nicht durch die Substrathalter - nur ca. 5 bis 30 %, vorzugsweise nur 10 bis 25 %, betragen.
Als Substrat wird entweder kohlenstoffhaltiger Stahl verwendet, der ggfs. bereits auf den zu beschichtenden Flächen z.B. hartverchromt ist, oder ein Edelstahl, welcher aus einer Chrom aufweisenden Legierung besteht.
Auch elektrisch nicht Substrat sind denkbar.
Für das Erstellen der diamantähnlichen Schicht wird dabei vorzugsweise so vorgegangen, daß die Substrate zunächst auf geeignete Weise vorgereinigt werden, also z.B. entfettet, mit einem alkalischen Reiniger behandelt, gewässert etc. werden.
Anschließend erfolgt - vorzugsweise bereits in der Reaktionskammer - die Entfernung der auf die Oberfläche des Substrates meist vorhandenen Oxidschicht, vorzugsweise durch Beschüß mit Argonionen oder Ionen von einem anderen Edelgas. Im Prinzip könnte man dies als atomares Sandstrahlen bezeichnen.
Anschließend erfolgt das Absaugen des Ätzgases und das Eingeben eines anderen, gasförmigen, Stoffes, welcher als Precursor zum Aufbau der Abscheideatmosphäre der nun aufzubringenden Haftvermittlungsschicht dient. Da die äußere, diamantähnliche Verschleißschicht aus Kohlenstoff besteht, und der Untergrund (Substrat) aus einem Metallgitter, meist einem Fe-Gitter mit eingelagerten Chromatomen, sollte die Haftvermittlerschicht einen Hauptbestandteil aufweisen, der (zur äußeren diamantähnlichen Schicht hin) mit dem dortigen Kohlenstoff eine stabile Verbindung eingehen kann und/oder mit diesem gut mischbar ist, also insbesondere etwa gleiche Atomgröße aufweisen. Dies ist z.B. für Silicium gegeben, da Silicium-Carbid eine stabile, mechanisch belastbare Verbindung darstellt, und auch Silicium mit Kohlenstoff gut mischbar ist.
Auf der anderen Seite, also zwischen der Haftvermittlerschicht und dem Substrat muß ebenfalls eine gute Vermischbarkeit des Hauptbestandteiles der Haftvermittlerschicht mit der Außenfläche des Substrates möglich sein, oder eine stabile chemische Verbindung gestaltbar sein.
Die Vermischung kann z.B. durch Beschüß von Ionen aus dem Plasma heraus gefördert werden, oder durch Beeinflussung der Temperatur (falls hohe Temperaturen vom Substrat her möglich sind), welche mit Ansteigen die Diffusion fördert. Die Anbindung an das Substrat erfolgt im wesentlichen über die chemische Anbindung des Siliziums an die Atome des Substrates.
Daher ist Silicium als Hauptbestandteil der Haftvermittlerschicht gut geeignet, so daß als Precursor hierfür Gase mit einem möglichst hohen Siliciumgehalt wie etwa Hexamethyldesilazan, Monosilan oder Disilan etc. in Frage kommen.
Nachdem die Haftvermittlerschicht eine Schichtdicke von mindestens 10 Ä, aber bis zu einigen μm, vorzugsweise etwa 50 bis 150 nm erreicht hat, wird der Aufbau der Haftvermittlerschicht beendet und zum Aufbau der diamantähnlichen Schicht übergegangen.
Zu diesem Zweck wird der Precursor gewechselt, indem der Precursor für die Haftvermittlerschicht nicht mehr zugeführt und anschließend ein neuer Precursor als Grundstoff für die Abscheideatmosphäre für die diamantähnliche Schicht in den Reaktionsraum eingegeben, und das in der Reaktionskammer enthaltene Gas währenddessen weiterhin abgesaugt wird.
Dieser Wechsel von einem Precursor zum anderen kann zwar theoretisch in Sekunden aufgrund leistungsfähiger Evakuierungspumpen geschehen, sollte jedoch kontinuierlich, im Verlauf von einigen 10 Sekunden bis zu einigen Minuten, geschehen, um eine Mischzone am Übergang zwischen der Haftvermittlerschicht und der diamantähnlichen Schicht zu erzeugen.
Die DLC-Schicht wird bis zu einer Schichtdicke von einigen μm, vorzugsweise etwa 1 bis 10, insbesondere 2 bis 3 μm, aufgebaut. Bei Schichtdicken unter 1 μm ist die Schicht trotz ihrer Härte zu schnell durch Verschleiß abgetragen, und bei Schichtdicken ab 10 μm treten i.a. durch zu hohe Eigenspannungen Haftungsprobleme der diamantähnlichen Schicht gegenüber der Zwischenschicht und dem Substrat auf.
Bei der Abscheidung sowohl der Haftvermittlungsschicht als auch der diamantähnlichen Schicht liegt in der Regel ein Druck von nur 5 x 10'3 mbar bis 5 x 10"1 mbar vor. U. u. ist auch ein Druck von 5 bis 10 mbar möglich. Als optimaler Wertebereich haben sich jedoch 2 bis 20 x 10'2 mbar, vorzugsweise etwa 5 x 10"2 mbar erwiesen.
Als Precursor für die Abscheideatmosphäre der diamantähnlichen Schicht kommen kohlenstoffhaltige Stoffe und insbesondere Kohlenwasserstoffe, insbesondere die Gase Methan, Buthan und Hexan sowie Acethylen in Frage.
Die Biasspannung bewegt sich dabei in einem Bereich .zwischen 100 Volt und 1000 Volt, vorzugsweise 300 bis 700 Volt, vorzugsweise etwa um die 450 Volt, wobei jedoch die Biasspannung nicht direkt geregelt wird, sondern über die Leistungsregelung der eingestrahlten Radiofrequenz, die so gesteuert wird, daß die gewünschte Biasspannung im Ergebnis erzielt wird. Zusätzlich kann man auch eine externe Spannung, z.B. eine Gleichspannung zwischen den Masseelektroden und dem Substrat anlegen, was jedoch auch zusätzliche Probleme mit sich bringt.
Die Anregung erfolgt mit einer Sendefrequenz von 13,56 MHz, welche in Deutschland von der Bundespost hierfür freigegeben ist, jedoch sind auch andere Frequenzen vom KHz-Bereich bis Microwellen-Bereich sowie Gleichspannungen und gepulste Gleichspannungen möglich, wobei dann andere Werte für Biasspannung und Druck gewählt werden können.
Bei zusätzlicher Beaufschlagung mit einem Magnetfeld kann auch mit 10"1 mbar gearbeitet werden.
Unter einem Edelstahl werden in der vorliegenden Anmeldung insbesondere nichtrostenden Stähle verstanden.
Eine Ausführungsform gemäß der Erfindung ist im folgenden anhand der Figuren beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau eines Radiofrequenzreaktors,
Fig. 2 die apparative Anordnung einer bekannten RF-PECVD- Reaktionskammer für einseitige Beschichtung
Fig. 3 die apparative Anordnung einer erfindungdgemässen RF-PECVD- Reaktionskammer und
Fig. 4 eine andere Reaktionskammer im Schnitt.
Fig. 1 zeigt die Reaktionskammer 6, in welcher sich der Substrathalter 21 mit den daran befestigten und nicht dargestellten Substraten befindet. Der Substrathalter 21 ist mit dem externen Abstimmkreis 16 elektrisch verbunden, welcher wiederum mit dem Frequenzgenerator 14 gekoppelt ist, wobei in dieser Verbindung ein Leistungsmesser 15 angeordnet ist.
Der Abstimmkreis 16 umfaßt mindestens eine veränderbare Induktivität 18 zwischen dem Frequenzgenerator 14 und dem Substratträger 21 , sowie eine veränderbare Kapazität 19, die zur Induktivität 18 parallel geschaltet ist. In Reihe mit der Induktivität 18 ist vorzugsweise ein zusätzlicher Koppelkondensator 17 geschaltet, um den direkten Kontakt zwischen Sender und Antenne zu verhindern, was insbesondere für den Anschluß einer stationären externen Biasspannung notwendig ist.
Mit Hilfe des Abstimmkreises kann die Phasenlage eingestellt werden.
In die Reaktionskammer 6 wird weiterhin der Precursor, meist gasförmig, eingegeben, dessen Moleküle durch die eingespeiste Frequenz soweit angeregt werden, daß sie teilweise gecrackt und damit als freie Radikale vorliegen und Ionen erzeugt werden.
In der Reaktionskammer 6 wird ein ständiger, relativ starker Unterdruck aufrechterhalten, indem die Pumpe 23 ständig aus der Reaktionskammer 6 Gas absaugt, wobei der Grad des Unterdruckes durch das Dosierventil 22 eingestellt werden kann.
In Fig. 1 ist der Substratträger 21 elektrisch leitend, aber galvanisch getrennt, über den Abstimmkreis 16 mit dem Frequenzgenerator 14 verbunden. Dadurch wird zwischen dem Substratträger 21 und der als Massenelektrode 2 dienenden Innenwand 5 des Reaktionsbehälters 6 eine Hochfrequenz erzeugt, deren Leistung über den Frequenzgenerator 14 eingestellt wird und am Leistungsmesser 15 abgelesen werden kann. Dadurch wird an dem Substratträger und somit auch am Substrat eine Biasspannung erzeugt (self-bias). Es kann auch eine externe Biasspannung aufgeprägt werden. Figur 2 zeigt eine bekannte Reaktionskammer, gemäß dem Stand der Technik, in der Schnittdarstellung. Diese Reaktionskammer hat eine Einleitmöglichkeit für den Precursor meist an der Oberseite, während die Frequenz von der Unterseite her eingebracht wird. Ebenfalls im unteren Bereich erfolgt auch meist das Absaugen mittels der angeschlossenen Pumpe 23.
Mit der in Fig. 2 dargestellten Reaktionskammer werden die Substrate 1 auf einen in der Reaktionskammer 6 befindlichen Teller flach aufgelegt. Unterhalb des Tellers befindet sich eine Abschirmung 53, die mit der Abschirmung des die Frequenz zuführenden Koaxkabels in Verbindung steht und die gesamte Unterseite des Tellers und damit der Substrate 1 abdeckt.
Damit erfolgt die Ausbildung von Feldlinien und somit auch die Beschichtung der Substrate 1 schwerpunktmäßig an deren Oberseite bzw. seitlichen Kanten.
In Fig. 3 ist schematisch eine konkrete erfindungsgemäße Reaktionskammer 6 in der Aufsicht mit darin angeordneten Substraten 1 dargestellt, und den notwendigen Einleitmöglichkeiten für Precursor und Frequenz. Auch hier wird die Reaktionskammer 6 mittels einer Pumpe 23 evakuiert.
Wie in der rechten Bildhälfte der Fig. 3 eingezeichnet, verlaufen die Feldlinien 4 von der als Masse-Elektrode 2 dienenden Innenwand 5 der Reaktionskammer 6 aus zu den Außenflächen der Substrate 1 hin, so daß sie auf diesen rechtwinklig auftreffen.
Die Substrate 1 sind dabei in Form einer Ellipse angeordnet, welche die Aufspannfläche 3 darstellt.
Im Inneren der elliptischen Aufspannfläche 3 ist eine ebenfalls elliptische, zusätzliche Masseelektrode 51 angeordnet, welche das gleiche Potential besitzt wie die Innenwand 5 der Reaktionskammer 6, welche ebenfalls als Masseelektrode dient. Auch in Fig. 3 sind die Substrate 1 auf einem Substrathalter angeordnet, der jedoch aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist.
Deshalb bilden sich auch .zwischen dieser zentralen Masseelektrode 51 und den Oberflächen der Substrate 1 ebenfalls Feldlinien 4 aus, die wiederum senkrecht auf den Oberflächen der Substrate auftreffen.
Die theoretische Aufspannfläche 3, entlang welcher die Substrate 1 angeordnet sind, ist in der rechten Bildhälfte der Fig. 3 als diejenige elliptische Fläche definiert, welche entlang der nach außen gerichteten Hauptflächen 8 der entsprechend ausgerichteten Substrate 1 verläuft.
Dadurch wird ein besonders gutes Beschichtungsergebnis auf diesen entlang der Aufspannfläche 3 ausgerichteten Hauptflächen 8 der Substrate erzielt.
Wenn dagegen eine möglichst gleichmäßige Beschichtung über alle Außenflächen der Substrate 1 erzielt werden soll, wird gemäß der linken Hälfte der Fig. 3 die Aufspannfläche 3 als die durch die Mitten bzw. Mittelpunkte der Substrate 1 verlaufende, in diesem Fall elliptische, Aufspann-Fläche 3 definiert, und die Substrate 1 entsprechend angeordnet.
Die Einleitung von Precursor und Frequenz erfolgt dabei vorzugsweise auf der der Absaugung durch die Pumpe 23 gegenüberliegenden Seite.
Soll dagegen ein dünnes flächiges Substrat beidseitig, gleichmäßig und umfassend beschichtet werden, so werden gemäß Fig. 4 diese flächigen und vorzugsweise sogar ebenen Substrate 1 bis 1'" vorzugsweise in der Hauptsymmetrieebene der Masseelektrode, vorzugsweise der Innenwände 5 der Reaktionskammer 6, angeordnet, so daß die Substrate mit ihren gegenüberliegenden parallelen Außenflächen möglichst parallel zu dieser Hauptmittelebene, welche damit die Aufspannebene 7 darstellt, angeordnet. Die Substrate 1 streben dabei beidseits von den Substrathaltern 24 ab, welche sich ebenfalls mittig auf dieser Aufspannfläche 7 befinden. Mehrere mit Substraten 1 bestückte Substrathalter 24 können dabei in Reihe hintereinander auf der Aufspannebene 7 angeordnet sein, wie in Fig. 4 ersichtlich.
Bei einer solchen Anordnung sind die sich zwischen der Masseelektrode, also den Innenwänden 5 der Reaktionskammer 6 oder einer statt dessen als Masseelektrode 2 dienenden, zusätzlich in der Reaktionskammer befindlichen, Platte ausbildenden Feldlinien (die in Fig. 4 nicht mehr eingezeichnet sind) zu einem möglichst großen Teil auch senkrecht gegen die Aufspannebene 7 gerichtet. Dabei empfiehlt sich eine relativ schmale Ausbildung der Reaktionskammer 6, also eine möglichst kurze Ausbildung der Erstreckung der Reaktionskammer, welche quer zur Aufspannebene 7 verläuft, relativ zu den möglichst großen Flächen, welche parallel zu dieser Aufspannebene 7 verlaufen.
Wie in Fig. 4 eingezeichnet bildet sich bei einer solchen Anordnung im Abstand um die Substrate 1 und die demgegenüber dickeren Substrathalter 24 der sogenannte Dunkelraum aus, welcher an den verdickten Substrathaltern 24 jeweils keulenförmig verdickt ist. Um die gesamte Anordnung aller Substrate und Substrathalter und deren Dunkelräume herum ist das etwa elliptisch geformte leuchtende Plasma zu erkennen.
Die gute und gleichmäßige Beschichtung wird dabei auch dann erzielt, wenn - wie in der unteren Hälfte der Fig. 4 dargestellt - die Substrate 1", die von der einen Seite des unteren Substrathalters 24 abstreben gegenüber dem auf der anderen Seite desselben Substrathalters abstrebenden Substraten 1"' gegenüber der zum Substrathalter mittig verlaufenden Aufspann-Ebene 7 seitlich und auf gegenüberliegende Seiten geringfügig parallel versetzt sind.
Auch bei dieser Anordnung erfolgt die Einleitung von Precursor-Gas und Frequenz auf der einen Schmalseite der Reaktionskammer 6 - und die Absaugung des Gases mittels der Pumpe 23 von einer der anderen Schmalseiten, vorzugsweise der gegenüberliegenden Schmalseite der Reaktionskammer 6.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Aufbringen von diamantähnlicher Beschichtung (DLC) auf wenigstens einem Substrat, insbesondere dem Verschleißteil einer Textilmaschine, mittels plasmagestützter chemischer Abscheidung der Schicht aus einer Gasatmosphäre (plasma enhanced chemical vapor deposition PECVD) in einem Reaktionsraum mit elektro-magnetischer Strahlungsanregung der Abscheidungsatmosphäre und einer .zwischen dem Substrat (1) und wenigstens einer Masse-Elektrode (2) erzeugten elektrischen Biasspannung, dadurch gekennzeichnet, daß die Substrate (1) so angeordnet sind, daß ein möglichst großer Anteil der zwischen Substrat (1) und Masse-Elektrode (2) verlaufenden Feldlinien (4) die durch die Anordnung der Substrate (1) definierte Aufspann-Fläche (3) senkrecht schneidet bzw. an dem der Aufspann-Fläche (3) nächstliegenden Ende die Feldlinien (4) senkrecht gegen die Aufspann-Fläche (3) gerichtet sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Aufspann-Fläche (3) wenigstens in einer Raumrichtung eine endlose, ringförmig in sich geschlossene, Aufspann-Fläche (3) ist und sowohl innerhalb als auch außerhalb der Aufspann-Fläche (3) eine Masseelektrode (2) angeordnet ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Aufspann-Fläche (3) eine Ebene (7) ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene (7) auf der Haupt-Symmetrie-Ebene der räumlichen Anordnung mehrerer, nicht auf einer Ebene liegender, Masse-Elektroden (2) ist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse-Elektroden (2) die Innenwände (5) der Reaktionskammer (6) sind.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Substrate (1) auf der Aufspann-Fläche (3) so angeordnet sind, daß die primär zu beschichtenden Hauptflächen (8) parallel zur Aufspann-Fläche (3) angeordnet sind.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Substrate flächige, im wesentlichen ebene Teile (11) sind, dadurch gekennzeichnet, daß die ebenen Substratteile (11) mit ihrer Fläche parallel zur Aufspann-Fläche (3) angeordnet sind.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die primär zu beschichtenden Hauptflächen (8) des Substrates (1) Innenflächen
(9) von Durchbrüchen (12) oder Kavitäten sind, dadurch gekennzeichnet, daß die an die Innenflächen (9) angrenzenden Außenflächen (10) parallel zur
Aufspann-Fläche (3) angeordnet sind.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Substrate (1) auf der Aufspann-Fläche (3) einen solchen Abstand zueinander einnehmen, daß 5 % bis 30 %, insbesondere 10 % bis 25 % der Aufspann-Fläche (3) von Substraten (1) bedeckt ist.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Substrate (1)entlang mehrerer, insbesondere parallel zueinander verlaufender, Aufspann-Flächen (3) innerhalb des Reaktionsraumes angeordnet sind.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat hartverchromter Kohlenstoffstahl ist.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat unbeschichter Edelstahl ist.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Substrat nach der Vorbehandlung (Reinigen und Entfernen der äußeren Oxidschicht) und vor dem Aufbringen der diamantähnlichen Beschichtung eine Haftvermittlerschicht auf das Substrat aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Precursor für die Abscheideatmoshphäre der Haftvermittler eine chemische Verbindung gewählt wird, welche chemische Elemente enthält, welche eine stabile und mechanisch belastbare Verbindung mit dem Kohlenstoff der diamantähnlichen Schicht bilden kann und/oder mit dem Kohlenstoff der diamantähnlichen Schicht gut mischbar ist und die in das Atomgitter des Substrates bzw. dessen Oberflächenschicht gut einlagerbar ist b.zw. mit dem Substrat eine chemische Verbindung eingehen kann.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Precursor für die Abscheideatmosphäre der Haftvermittlerschicht Silicium enthält.
15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Precursor für die Abscheideatmosphäre der Haftvermittlerschicht Germanium enthält.
16. Verfahren nach Anspruch 14 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Precursor für die Abscheideatmosphäre der Haftvermittlerschicht ein siliciumhaltiger Kohlenwasserstoff mit möglichst hohem Siliciumanteil, insbesondere Hexamethyldesilazan HMDS (CH3)6 Si2N oder ein Silan, beispielsweise Monosilan oder Disilan verwendet wird.
17. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftvermittlerschicht aufgebaut wird bis zu einer Schichtdicke von 10 Ä bis 5 μm, insbesondere von 10 bis 150 nm, insbesondere von 10 bis 50 nm.
18. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß während der Abscheidung der Haftvermittlerschicht und/oder der diamantäniichen Schicht ein Druck von 5 x 10"3 mb bis 5 x 10"1 mbar, insbesondere von 2 x 10"2 mbar bis 20 x 10"2 mbar, insbesondere von etwa 5 x 10'2 mbar herrscht und eine Biasspannung ÜB von 100 bis 1000 Volt, insbesondere von 200 bis 700 Volt, insbesondere von 400 bis 500 Volt.
19. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Strahlungsanregung im KHz-Bereich bis maximal im Mikrowellenbereich, insbesondere im Radiowellenbereich, insbesondere bei 13,56 Mhz, liegt.
20. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei zusätzlichem Anordnen eines Magnetfeldes im Reaktionsbereich mit einem Druck von 1 bis 5 x 10"4 mbar gearbeitet wird.
5
21. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat nicht zusätzlich direkt aufgeheizt wird.
10 22. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistung der Strahlungsanregung so gewählt wird, daß die gewünschte Biasspannung ÜB erhalten wird.
15 23. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Precursor für die Abscheideatmosphäre zum Erzeugen der diamantähnlichen Schicht Kohlenwasserstoffe, insbesondere Methan, Buthan, Hexan oder Acethylen, oder Gemische hiervon, verwendet werden. 0
24. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die diamantähnliche Schicht bis zu einer Schichtdicke von 10 μm, insbesondere von 2 bis 6 μm, insbesondere von 2 bis 3 μm, aufgebaut wird. 5
25. Verschleißteil, insbesondere Textilmaschinen-Verschleißteil, welches im Betrieb einer starken mechanischen Reibung unterliegt, insbesondere durch Kontakt mit dem laufenden Faden einer Textilmaschine oder anderen bewegten festen Teilen, welches mit einer diamantähnlichen Schicht (DLC) als 0 widerstandsfähiger Verschleißschicht auf einem Substrat beschichtet ist, insbesondere hergestellt nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Substrat und der diamantähnlichen Schicht eine Haftvermittlungsschicht aufgebracht und als Precursor für die Abscheideatmoshphäre der Haftvermittler eine chemische Verbindung gewählt wird, die chemische Elemente enthält, welche eine stabile und mechanisch belastbare Verbindung mit dem Kohlenstoff der diamantähnlichen Schicht bilden kann und/oder mit dem Kohlenstoff der diamantähnlichen Schicht gut mischbar ist und die in das Atomgitter des Substrates bzw. dessen Oberflächenschicht gut einlagerbar ist bzw. mit dem Substrat eine chemische Verbindung eingehen kann.
26. Verschleißteil nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftvermittlerschicht Silicium etwa als Silicium-Carbid (SiC) enthält.
27. Verschleißteil nach Anspruch 26 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat aus einem Metallwerkstoff, insbesondere einem Stahlwerkstoff, insbesondere einem magnetischem Stahlwerkstoff, besteht.
28. Verschleißteil nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat aus einem unbeschichteten, Chrom enthaltenden Edelstahl besteht.
29. Verschleißteil nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat aus einem kohlenstoffhaltigen Stahl, insbesondere einem hartverchromten, kohlenstoffhaltigen Stahl besteht.
30. Verschleißteil nach einem der vorangehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschleißteil eine im wesentlichen flächige Form aufweist.
31. Verschleißteil nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschleißteil im wesentlichen eine ebene, flächige Form aufweist.
32. Verschleißteil mit einem Durchbruch nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verrundung der außen zu einem Durchbruch hin führenden Kanten des Verschleißteiles einen Rundungsradius von 0,02 bis 0,05 mm aufweisen.
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