Rauigkeit und Steifigkeit nach der Schichtenherstellung


Dipl. Ing Jens Emmerlich
Herrn Dr.-Ing. Jens Emmerlich arbeitet seit 2006 am Lehrstuhl für Werkstoffchemie und ist Leiter der PVD-Gruppe (Growth and Characterization (XRD, XPS, TEM, Nano-indentation) of: MAX phase thin films, TiAlN for cutting tools, Magneli phases.
 

... bei der Oberflächenanalyse
Ziel der Forschungsarbeiten eines Teams von etwa 20 Wissenschaftlern bei MATERIALS CHEMISTRY ist es, zum grundsätzlichen Verständnis der Vorgänge bei der Herstellung maßgeschneiderter funktioneller Materialien beizutragen. Die Forschungsstrategie bei MCh ist darauf gerichtet, durch in situ-Diagnostik die strukturbildenden und chemischen Vorgänge bei der Kondensation dünner Schichten aus der Gasphase aufzuklären, wobei besonderer Wert auf das Verständnis der Zusammenhänge zwischen den Abscheide-bedingungen und den Eigenschaften der sich bildenden Schichten gelegt wird. Ex situ-Techniken werden eingesetzt, um die Schicht-eigenschaften zu charakterisieren. Herr Dr. Emmerlich beschäftigt sich mit quantenmechanisch basierter Materialauswahl. Zu seinen Aufgaben gehören die Schichtenherstellung (zunächst am Computer) und die Untersuchung dieser Schichten.

Herr Dr. Emmerlich untersucht die Rauigkeit und Steifigkeit dieser Schichten und prüft, wie sich das Material verhält. Mit Diamantspitzen werden Eindrücke im Material erstellt und es wird untersucht, wie sich das Material dadurch verändert. Zunächst muss der Radius der Diamantspitze stimmen und es muss geprüft werden, ob sich Partikel an der Spitze angelagert haben, da sonst das Ergebnis, nach Verwendung der Werkzeugspitze, verfälscht werden kann. Schon bei der ersten Prüfung der Diamantspitze verwendet der Ingenieur das Laserscanning-Mikroskop, anschließend prüft er damit auch die Oberflächen-veränderungen. „Bevor wir das Keyence-Laserscanning-Mikroskop VK-9700 einsetzten, waren schnelle Untersuchungen, wie diese, nicht möglich. Zuvor rasterten wir die Diamantspitze. Das nahm sehr viel Zeit in Anspruch und es war nicht möglich ein typographisches Bild zu erzeugen. Mit dem Keyence-Mikroskop können wir nun Höhenunterschiede bestimmen und ein typographisches Bild erzeugen.“, so Herr Dr. Emmerlich. „Das VK-9700 besitzt außerdem eine ausgezeichnete Höhenauflösung und die X/Y-Dimension ist größer bei ähnlicher Z-Auflösung.“ Die Rauhigkeitsmessung wird auch sehr häufig benötigt. Bspw. untersucht Herr Dr. Emmerlich die Rauigkeit von Rotanium. Rotanium sollte eine hohe Rauigkeit auflösen, denn je weniger Kontakt die Schichten miteinander haben, desto weniger Wärme wird übertragen.
 
 
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