EuroWire January 2015

Technischer artikel

Morphologie (Korngröße zirka 50nm). Die Oberflächenmorphologie ist nicht facettiert und viel glatter als die polykristallinen Diamantschichten. Abb. 3 zeigt das Raman-Spektrum der Verbundstoffbeschichtungen der polykristallinen und der nanokristallinen Diamantschicht. Für konventionelle polykristalline Diamantschichten zeigt sich der einzige ausgeprägte, charakteristische Peak für Diamanten (sp 3 Kohlenstoff) bei 1.332cm -1 . Für nanokristalline Diamantschichten, erscheint ein charakteristischer Peak für Diamanten (sp 3 Kohlenstoff) nahe 1.339cm -1 . Ein breiter Peak nahe 1.580cm -1 entspricht dem amorphen Kohlenstoff oder dem nicht-Diamant-Kohlenstoff (sp 2 Kohlenstoff). Es kann hergeleitet werden, dass die konventionelle polykristalline Diamantschicht viel weniger Nicht- Diamanten-Komponente enthält. Für nanokristalline Diamanten ist der Band des Diamanten bei 1.332cm -1 wesentlich erweitert und die Raman-Streuintensität nahe dem Bereich von 1.560cm -1 ist ausgeprägt. Die Erweiterung des Bands des Diamanten ist ein Ergebnis der Reduzierung der Korngröße auf dem Nanometer-Maßstab, und die Präsenz der Streuintensität bei 1.560cm -1 wird durch die zunehmenden sp 2 -gebundene Komponenten aus graphitähnlichem oder amorphem Kohlenstoff an den Korngrenzen in den Schichten hervorgerufen. Die Raman-Streuung ist 50 bis 60 Mal höher für den sp 2 -verbundenen Kohlenstoff verglichen mit den sp 3 -verbundenen Kohlenstoff, daher dominiert die Diamant-Komponente in den Schichten. Das Raman-Spektrum der nanokristallinen Diamantschicht in der Abb. 3 kann als Darstellung der Oberfläche der Diamantenverbundstoffschicht betrachtet werden, denn das Raman-Spektrum zeigt die Struktur der Decklage der Schicht. der nanokristallinen Diamantenverbundstoff- Beschichtung wurden, mit derselben Dicke, bei fünf verschiedenen Werken für die Bemusterung mit einem Oberflächenprofilometer geprüft. Dabei entsprachen die Ergebnisse der Oberflächenrauheit (Ra) je 309,64nm und 104,71nm. Vergleichsweise konnte die Ra der nanokristallinen Diamantenverbundstoff-Beschichtung 30nm oder nach dem mechanischen Schleifen sogar niedrigere Werte erreichen. Charakterisierung und Analyse, weist die nanokristalline Diamantbeschichtung eine glatte Die Oberflächenprofile der konventionellen polykristallinen Diamantbeschichtung und Entsprechend der

Diamantschichten wurden abgeschieden in ein Heißdraht-aktiviertes Gasphasenabscheidungsgerät mit Vorspannungsverstärkung. Nanokristalline dünne Diamantschichten wurden kontinuierlich vor Ort abgeschieden auf 10 bis 15μm dicken konventionellen Diamantschichten über die Einstellung der CVD- Prozessparameter (wie z. B. Gasdruck, Kohlenwasserstoff-Wasserstoffgas- Mischungsverhältnis und unabhängig davon ob die Vorspannung angelegt wird oder nicht), um die sekundäre Nukleation wesentlich zu verbessern. Diamantenverbundstoffschichten mit einer glatten Oberfläche wurden durch die Abscheidung von alternierenden rauen polykristallinen und glatten feinkörnigen nanokristallinen Diamantschichten erzielt [4] . Ein einzelner gerader Tantaldraht wurde vorbereitet, um auf der Mittellinie des zu beschichteten Ziehsteins zu liegen (siehe Abb. 1 ). Der Tantaldraht wird mittels einer Hochtemperaturfeder gerade gehalten oder einer Art speziell entworfenen Halter im Falle von Ziehsteinen mit sehr geringem Lochdurchmesser. Ein einzelner gerader Draht, der in der Mittelinie des Ziehsteins angeordnet ist, kann die Temperatur an der Lochoberfläche des Ziehsteins während des Abscheidungsverfahrens gleichmäßig halten. Eine Gleichstromvorspannung wurden zwischen dem Draht und dem Ziehstein-Trägermaterial angelegt, um somit die Nukleationsdichte des Diamanten zu erhöhen. 3 Charakterisierung und Diskussion über Ziehsteine mit nanokristalliner Diamantverbundstoff- Beschichtung ( nano-dies ) In den Abb. 2a und 2b sind die Oberflächenmorphologie konventioneller poly- und nanokristalliner Diamantbeschichtungen dargestellt. Bei einem konventionellen polykristallinen Diamanten, wie in der Abb. 2a dargestellt, zeigt die Schicht eine gut facettierte mikrokristalline Diamantoberfläche mit einer Korngröße, die zwischen 2 und 4μm liegt. Die Oberfläche ist sehr rau und besteht aus einer Kombination von {111}- und {110}-Facetten. Für einen nanokristallinen Diamant, wie in der Abb. 2b dargestellt, scheint die Schicht sehr dicht zu sein mit einer feinkörnigen

▲ ▲ Abb. der Wasserschmierung im Ziehverfahren von Rohren aus Al-Kunststoffcompound mit nanokristallinen Diamanten beschichteten Ziehsteinen und Aussehen des Aluminiumprodukts t 5 : Die Anwendungsmöglichkeit

Oberfläche mit einer Korngröße von zirka 50nm auf, die viel geringer ist als jene der konventionellen polykristallinen Diamantbeschichtungen. Das ist für das Oberflächenschleifen der Diamantbeschichtungen von Vorteil. Daher können nanokristalline Diamantverbundstoff-Beschichtungen (nano-dies) leicht gefertigt werden, siehe Abb. 4 (mit Ziehsteinfassung), um die Anforderungen der hervorragenden Abriebfestigkeit sowie der sehr hohen Oberflächenbeschaffenheit und geringen Reibung mit Aluminium zu erfüllen. 4 Anwendungstests der mit nanokristallinen Diamanten beschichteten Ziehsteine beim

Aluminium- drahtziehen

4.1 Konventionelle

Anwendungstests der mit nanokristallinen Diamanten beschichteten Ziehsteine für Aluminiumdrahtziehen Es wurden mit nanokristallinen Diamanten beschichtete Ziehsteine (nano dies) mit verschiedenen Spezifikationen (Lochdurchmesser niedriger als 4mm) für

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