Nitrierung von Aluminium mit gepulsten Ionenstrahlen

Aluminium und Aluminiumlegierungen besitzen eine geringe Dichte und ein gutes Härte-zu- Gewicht Verhältnis. Diese Eigenschaften und die hervorragende Bearbeitbarkeit prädestinieren sie für viele Anwendungsbereiche. Obwohl in den letzten Jahren das Interesse an dieser Werkstoffgruppe stark zugenommen hat, können aufgrund der geringen Härte, der unzureichenden Beständigkeit gegenüber Verschleiß und des niedrigen Schmelzpunkts, die industriellen Einsatzmöglichkeiten dieser Materialgruppe nicht voll ausgenutzt werden. Randschichtmodifikationen des Grundmaterials sowie, nachfolgende Beschichtungen sind prinzipiell geeignet, um diese Nachteile zu verringern. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war daher eine grundlegende Untersuchung zur Nitrierung von Aluminium mit gepulsten Ionenstrahlen. Zu diesem Zweck wurden Aluminiumsubstrate einer Ionenstrahlpulsbehandlung im msec- und nsec - Bereich unterzogen, bei der zum einen die diffusionsgesteuerte Synthese einer Aluminiumnitridschicht, und zum anderen der thermische Einfluss auf das Diffusionsverhalten und die mikrostrukturelle Veränderungen untersucht werden sollten. Zunächst wurden grundsätzliche Überlegungen zur thermischen und ionenstrahlinduzierten Diffusion angestellt, sowie ein vereinfachtes Diffusionsmodell zur Beschreibung der experimentellen Diffusionsprozesse entwickelt. Die Durchführung der Ionenstrahlpulsexperimente erfolgte zum einen an der GSI-Darmstadt am Hochstromionenquellenteststand, der mit einer MUCIS-Ionenquelle ausgerüstet war. Hier wurden Pulsbestrahlungen mit Leistungsdichten ? 0,5 kW/(cm²?Puls) und Pulslängen zwischen 0,5 –25 msec durchgeführt. Weitere Experimente mit gepulsten Ionenstrahlen wurden in Verbindung mit dem Institut für Plasmaphysik (IPP) München, mit Leistungsdichten im Bereich von 1 – 4 kW/(cm²?Puls) und mit Pulslängen von 1 – 100 msec, durchgeführt. In Zusammenarbeit mit der Polytechnischen Universität Tomsk (Russland) konnten auch exemplarische Ionenstrahlpu

Level thesis:degree_level

thesis.doctoral

Grantor dc:publisher

Universität Heidelberg

Year

2001

Author dc:creator

• Heyden, Daniel

Contributors dc:contributor

• Wolf, Gerhard Karl

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http://www.ub.uni-heidelberg.de/archiv/1767

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