Volume 42, Issue 3

Multilayer TiAlN and AlN coatings were deposited from two targets onto high speed steel (HSS) and hard metal (HM) substrates by pulsed DC magnetron sputtering. TiAl target power was held constant while aluminum target power was varied. Scanning electron microscopy and X-ray diffraction techniques were used for the structural and morphological characterization. Aluminum target power had an influence on the coating structure and morphology. Coatings produced with low aluminum target power had B1 type cubic structure. As the power was increased, the hexagonal structure becomes clearer.

Kurzfassung Die Charakterisierung und quantitative Analyse inhomogener diskontinuierlicher Gefüge stellt wegen der hohen Relevanz für technische Legierungen, insbesondere in den Bereichen Qualitätskontrolle und Eingangsprüfung, eine praktisch wichtige Aufgabe der Metallographie dar. Repräsentative eindimensionale Modellverteilungen bilden darüber hinaus Eingabedaten für Simulationsrechnungen beispielsweise von diffusionsgesteuerten Prozessen in der Wärmebehandlungstechnologie oder der Charakterisierung von Porenverteilungen im Rahmen der Schädigungsmechanik. Die vorliegende Arbeit erläutert ein Verfahren zur Charakterisierung inhomogener Teilchenanordnungen auf Grundlage der digitalen Bildanalyse metallographischer Schliffaufnahmen. Es wird ein geeigneter Parameter zur Gefügebewertung vorgeschlagen. Durch ein einfaches Berechnungsverfahren kann eine realistische eindimensionale Modellverteilung abgeleitet werden. Die Methode wird beispielhaft auf Wälzlagerstahl 100Cr6 angewandt.

NiO and CeO2 buffer layers for YBa 2 Cu 3 O 7 (YBCO) coated conductors were deposited on biaxially textured Ni substrates by a metal-organic chemical vapor deposition(MOCVD). The Ni tape substrate was fabricated by sintering of Ni powder at 1100°C for 6h, and cold-rolled into thin tapes. The subsequent heat treatment of the Ni tape at 1000°C resulted in (200) texture development. The surface conditions of the coating layers were characterized as a function of the oxygen partial pressure (PO2) and deposition temperature. According to the Atomic Force Microscopy and SEM results, the average surface roughness of NiO was in the range of 3.1 4.6 nm which was much smoother than that prepared by an oxidation method. In the case of CeO2 films, the surface roughness was kept less than 15 nm up to the deposition temperature of 500°C, but it rapidly increased at T = 520°C due to rapid grain growth of the CeO 2 . The (200) texture of CeO 2 was formed at T=500°C-520°C, t = 3–15 min and P O2 =2.30 torr.

Kurzfassung Die Möglichkeit einer direkten Verfolgung zeitlich ablaufender werkstoffkundlicher Prozesse ohne Unterbrechung des Belastungskollektivs (“in-situ”-Untersuchungen) mit Hilfe einer Hochtemperatur-Belastungseinrichtung im REM stellt neue Perspektiven für das tiefere Verständnis von Werkstoffphänomenen dar. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine geeignete Probengeometrie hinsichtlich Temperatur- und Spannungsverteilung mit Unterstützung von Finite- Elemente- Modellierung erarbeitet. Das gewonnene Verständnis der unterschiedlichen Wechselwirkungen zwischen der Belastungseinrichtung und dem Rasterelektronenmikroskop ist dabei eine wichtige Basis für eine weitere Optimierung der Versuchsdurchführung. Derzeit können kinetische Prozesse an speziellen Proben bei Temperaturen bis 650°C und einer Zug-/Druckbelastung von theoretisch bis zu 10 000 N untersucht werden. Zusätzlich ist die Simulation eines beliebigen Spannungs- und Temperaturprofils durch die volldigitalisierte Mikroprozessorsteuerung gegeben. Mit der Belastungseinrichtung können Kurzzeit-Kriechversuche mit kontinuierlicher Dehnungsmessung und Strukturuntersuchung der Oberfläche bei konstanter und frei wählbarer Temperatur durchgeführt werden. Ein durchgeführter Kurzzeitkriechversuch soll dabei als Vorbereitung für zukünftige in-situ Schädigungsuntersuchungen an 9–12% Cr-Stähle dienen.