Regensburg 2000 – wissenschaftliches Programm

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DS: Dünne Schichten

DS 6: Laserverfahren III

DS 6.1: Fachvortrag

Montag, 27. März 2000, 15:30–15:45, H31

Einfluss des Gasdruckes auf das Laser-Nitrieren — •Peter Schaaf, Han Meng, Felix Landry und Klaus-Peter Lieb — II. Physikalisches Institut der Universität Göttingen, Bunsenstrasse 7/9, D-37073 Göttingen

Das Laser-Nitrieren beruht auf der komplizierten Wechselwirkung von kurzgepulster Laserstrahlung mit Metalloberflächen, dem umgebenden stickstoffhaltigen Gas und der Plasmaausbildung über der lasergenerierten Schmelze [1-3]. Der Einfluss des Gasdruckes der umgebenden Stickstoffatmosphäre wurde bisher nicht genau untersucht. Hier stellen wir Ergebnisse vor, die durch Laser-Nitrier-Versuche bei Stickstoffgasdrücken von 0.01 MPa bis 1 MPa an Eisen und austenitischem Edelstahl mit 55 ns Pulsen eines XeCl Excimer Lasers durchgeführt wurden. Die Stickstoffaufnahme und Stickstofftiefenprofile wurden mittels Kernreaktionsanalyse (RNRA) über die Reaktion ¹⁵N(p,α γ)¹²C ermittelt. Die Phasenbildung wurde mit Röntgenbeugung (XRD) und Mössbauer Spektroskopie (CEMS) untersucht. Erste einfache theoretische Ansätze sagen eine Steigerung der Stickstoffaufname mit p^1/6 voraus, was experimentell teilweise bestätigt wird. Jedoch zeigen sich auch starke Abweichungen hiervon. Dies wird detailliert anhand der experimentellen Resultate diskutiert.

[1] C. Illgner, P. Schaaf, K.-P. Lieb, R. Queitsch, J. Barnikel J. Appl. Phys. 83 (1998) 2907.

[2] P. Schaaf, F. Landry, K.-P. Lieb, Appl. Phys. Lett. 74 (1999) 153.

[3] F. Landry, P. Schaaf, K.-P. Lieb, J. Appl. Phys. 86 (1999) 168.