LU87988A1 - Verfahren zur herstellung einer ti-b-n-beschichtung auf einem substrat mittels sputtern - Google Patents
Verfahren zur herstellung einer ti-b-n-beschichtung auf einem substrat mittels sputtern Download PDFInfo
- Publication number
- LU87988A1 LU87988A1 LU87988A LU87988A LU87988A1 LU 87988 A1 LU87988 A1 LU 87988A1 LU 87988 A LU87988 A LU 87988A LU 87988 A LU87988 A LU 87988A LU 87988 A1 LU87988 A1 LU 87988A1
- Authority
- LU
- Luxembourg
- Prior art keywords
- substrate
- target
- coating
- producing
- sputting
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims description 17
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims description 8
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 6
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 claims description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 8
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 5
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Substances N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N B#[Ti]#B Chemical compound B#[Ti]#B QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910033181 TiB2 Inorganic materials 0.000 description 1
- PWKWDCOTNGQLID-UHFFFAOYSA-N [N].[Ar] Chemical compound [N].[Ar] PWKWDCOTNGQLID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- -1 nitrogen ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000005546 reactive sputtering Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- 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
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
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)
| Country | Link |
|---|---|
| LU (1) | LU87988A1 (de) |
| WO (1) | WO1993003195A1 (de) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2744461B1 (fr) * | 1996-02-01 | 1998-05-22 | Tecmachine | Nitrure de titane dope par du bore, revetement de substrat a base de ce nouveau compose, possedant une durete elevee et permettant une tres bonne resistance a l'usure, et pieces comportant un tel revetement |
| GB9711276D0 (en) * | 1997-06-03 | 1997-07-30 | Medical Support Systems Limite | Cushion |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3916075A (en) * | 1972-07-22 | 1975-10-28 | Philips Corp | Chemically highly resistant material |
| US4804583A (en) * | 1987-05-26 | 1989-02-14 | Exxon Research And Engineering Company | Composition of matter that is hard and tough |
-
1991
- 1991-08-08 LU LU87988A patent/LU87988A1/de unknown
-
1992
- 1992-08-03 WO PCT/EP1992/001757 patent/WO1993003195A1/de not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1993003195A1 (de) | 1993-02-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0279898B1 (de) | Verfahren zum Auftragen einer Verschleissschutzschicht und danach hergestelltes Ezeugnis | |
| DE69319489T2 (de) | Messerklingen | |
| DE69312408T2 (de) | Harte, gegen Verschleiss widerstandsfähige Beschichtung und Verfahren zur Herstellung derselben | |
| DE102007033338B4 (de) | Hartstoffbeschichteter Glas- oder Glaskeramik-Artikel und Verfahren zu dessen Herstellung sowie Verwendung des Glas- oder Glaskeramik-Artikels | |
| DE112013006240B4 (de) | Mehrlagige Dünnschicht für Schneidwerkzeug und Schneidwerkzeug damit | |
| DE3506623C3 (de) | Verfahren zum Beschichten eines thermisch widerstandsfähigen Gegenstandes | |
| EP0284854A1 (de) | Mischnitrid-Schichten mit wenigstens zwei Metallen und Verfahren zu deren Herstellung | |
| EP0436045A1 (de) | Verfahren zum Herstellen einer vorgespannten oder gebogenen Glasscheibe mit rückseitiger Beschichtung, danach hergestellte Glasscheibe sowie deren Verwendung | |
| DE4115616C2 (de) | Hartstoff-Mehrlagenschichtsystem für Werkzeuge | |
| DE112014005865T5 (de) | Magnesium-Aluminium-beschichtetes Stahlblech und dessen Herstellungsverfahren | |
| DE10100223A1 (de) | Verfahren zum Beschichten eines Substrats und beschichteter Gegenstand | |
| LU87988A1 (de) | Verfahren zur herstellung einer ti-b-n-beschichtung auf einem substrat mittels sputtern | |
| DE4205017A1 (de) | Verfahren zur erzeugung einer dekorativen goldlegierungsschicht | |
| EP4018012A1 (de) | Temperbare beschichtungen mit diamantähnlichem kohlenstoff und abscheidung durch hochleistungsimpulsmagnetronsputtern | |
| EP1123990A1 (de) | Verfahren zur PVD-Beschichtung | |
| EP1524329A1 (de) | Modulare Vorrichtung zur Beschichtung von Oberflächen | |
| EP1371745A1 (de) | Verfahren und Mehrkammervorrichtung zur Beschichtung eines Glassubstrats mit einem Schichtsystem SnO/ZnO/Ag/CrNOx | |
| EP0320706A1 (de) | Verfahren zur Herstellung korrosions-, verschleiss- und pressfester Schichten | |
| WO2003038141A2 (de) | Verfahren zur herstellung einer uv-absorbierenden transparenten abriebschutzschicht | |
| DE10042194B4 (de) | Wärmereflektierendes Schichtsystem für transparente Substrate und Verfahren zur Herstellung | |
| DE19640800A1 (de) | Wärmedämmendes Schichtsystem für transparente Substrate | |
| EP1123906B1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines wärmereflektierenden Schichtsystems für transparente Substrate und danach hergestelltes Schichtsystem | |
| DE19816491A1 (de) | Mehrlagen-Hartstoffschicht | |
| WO1990002218A1 (de) | Verfahren zur plasmabeschichtung von gegenständen mit einem hartstoff | |
| DE102004028112A1 (de) | Borhaltiges Schichtsystem, bestehend aus einer Borcarbid-, einer B-C-N und einer kohlenstoffmodifizierten kubischen Bornitridschicht sowie Verfahren zur Herstellung eines solchen Schichtsystems |