Mainz 1997 – wissenschaftliches Programm
Bereiche | Tage | Auswahl | Suche | Downloads | Hilfe
PV: Plenarvorträge
PV II
PV II: Plenarvortrag
Montag, 3. März 1997, 11:00–11:45, RW 1
Bleibt Diamant das härteste Material? Plasma CVD als Werkzeug für die Darstellung neuartiger superharter nanokristalliner Kompositmaterialien — •Stan Veprek — Institut für Chemie Anorganischer Materialien, Technische Universität München, Lichtenbergstr. 4, 85747 Garching/München
Es wird über den Einsatz von Plasma CVD in anwendungsmotivierter, fachübergreifender Grundlagenforschung für die Entwicklung neuartiger superharter Materialien berichtet. Zunächst wird das zugrundeliegende theoretische Konzept für nanokristalline Kompositmaterialien vorgestellt, in denen die üblichen Mechanismen der Deformation durch die Rißfortpflanzung mittels einer geeigneten Mikrostruktur verhindert werden. Thermodynamische und kinetische Betrachtungen der für die Präparation solcher Materialien notwendigen Bedingungen führen uns zur Wahl von Plasma CVD. Die experimentellen Resultate bestätigen das theoretische Konzept und zeigen, daß in einer Anzahl von Systemen, wie nc-MenN/a-Si3N4(nc-MenN nanokristallines Übergangsmetallnitrid wie Ti, W, V, Nb, Ta, Zr, Cr, u.a.) eine Härte ≥ 50 GPa und elastischer Modul ≥ 550 GPa erreicht werden können. Im Unterschied zu den üblichen Mechanismen der Festigkeitserhöhung konventioneller Materialien zeigt die Härte der nanokristallinen Komposite einen starken Anstieg, wenn die Kristallitgröße unter 5 nm abnimmt. Dies ist durch eine ausgeprägte Perkolation der amorphen Si3N4 Matrix verursacht, deren mikrophysikalische Ursachen noch nicht verstanden sind.