Arbeitsgebiet Weiterentwicklung und Hochskalierung des Hot-Filament Verfahrens für die Diamant CVD

Eigenmittelfinanziertes Projekt


Details zum Projekt

Projektleiter/in:
PD Dr.-Ing. Stefan Rosiwal


Beteiligte FAU-Organisationseinheiten:
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Werkstoffkunde und Technologie der Metalle)

Projektstart: 01.01.2000


Forschungsbereiche

Ultraharte Schichten
Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Werkstoffkunde und Technologie der Metalle)


Abstract (fachliche Beschreibung):


Da eine Umsetzung der an Laboranlagen gewonnenen wissenschaftliche Erkenntnisse in technisch und ökonomisch funktionierende Produkte gerade im Bereich der Diamant-CVD an die passende Maschinentechnologie gebunden ist, entwickeln wir die vorhandene Hot-Filament CVD Technologie ständig weiter. So gelang der Bau einer Versuchsanlage mit der weltweit größten CVD-Diamant Beschichtungsfläche.



Entwicklungskenndaten:




  • Hochskalierung der Hot-Filament Diamantbeschichtungsfläche auf bis zu 10.000 cm2.


  • Flexible Kammer-Set-ups zur CVD Diamantbeschichtung von Kleinteilen (Stückgewicht < 1 g) bis zu großen Bauteilen (Stückgewicht > 40 kg).


  • Reduzierung des Energieaufwandes (Elektrische Leistung pro Karat) für die Hot-Filament CVD.


  • Homogenisierung von Diamantwachstumsrate und Bor-Dotierung für 2D- und 3D- Substrate.


  • Reproduzierbar einstellbare Substrattemperaturen von 650 °C bis 950 °C.


  • Integration von Wärmebehandlungsverfahren in den Hot-Filament Prozess.


  • Entwicklung von in-situ Messtechnik z.B. online Messung der Diamantwachstumsrate.


Publikationen
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Ramakrishnan, R., Lodes, M., Rosiwal, S., & Singer, R. (2011). Self-supporting nanocrystalline diamond foils: Influence of template morphologies on the mechanical properties measured by ball on three balls testing. Acta Materialia, 59(9), 3343-3351. https://dx.doi.org/10.1016/j.actamat.2011.02.009
Hirmke, J., Rosiwal, S., & Singer, R. (2008). Monitoring oxygen species in diamond hot-filament CVD by zircon dioxide sensors. Vacuum, 82(6), 599-607. https://dx.doi.org/10.1016/j.vacuum.2007.09.002
Hirmke, J., Glaser, A., Hempel, F., Stancu, G.D., Röpcke, J., Rosiwal, S., & Singer, R. (2007). Improved flow conditions in diamond hot filament CVD-Promising deposition results and gas phase characterization by laser absorption spectroscopy. Vacuum, 81(5), 619-626. https://dx.doi.org/10.1016/j.vacuum.2006.08.004
Glaser, A., Rosiwal, S., & Singer, R. (2006). Chemical vapor infiltration (CVI) - Part II: Infiltration of porous substrates with diamond by using a new designed hot-filament plant. Diamond and Related Materials, 15(1), 49-54. https://dx.doi.org/10.1016/j.diamond.2005.07.010
Hirmke, J., Schwarz, S., Rottmair, C.A., Rosiwal, S., & Singer, R. (2006). Diamond single crystal growth in hot filament CVD. Diamond and Related Materials, 15(4-8), 536-541. https://dx.doi.org/10.1016/j.diamond.2006.01.003
Hirmke, J., Hempel, F., Stancu, G.D., Röpcke, J., Rosiwal, S., & Singer, R. (2006). Gas-phase characterization in diamond hot-filament CVD by infrared tunable diode laser absorption spectroscopy. Vacuum, 80(9), 967-976. https://dx.doi.org/10.1016/j.vacuum.2005.12.009
Glaser, A., Rosiwal, S., Freels, B., & Singer, R. (2004). Chemical vapor infiltration (CVI)-Part I: A new technique to achieve diamond composites. Diamond and Related Materials, 13, 834-838. https://dx.doi.org/10.1016/j.diamond.2003.10.041
Schwarz, S., Rottmair, C.A., Hirmke, J., Rosiwal, S., & Singer, R. (2004). CVD-diamond single-crystal growth. Journal of Crystal Growth, 271(3-4), 425-434. https://dx.doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2004.08.003
Glaser, A., Rosiwal, S., & Singer, R. (2003). Herstellung neuartiger Substratwerkstoffe durch Infiltration mit Diamant aus der Gasphase. In H.-P. Degischer (Eds.), (pp. 325-330). Weinheim: Wiley-VCH.
Schwarz, S., Rosiwal, S., Frank, M., Breidt, D., & Singer, R. (2002). Dependence of the growth rate, quality and morphology of diamond coatings on the pressure during the CVD-process in an industrial hot-filament plant. Diamond and Related Materials, 11, 589-595. https://dx.doi.org/10.1016/S0925-9635(01)00702-6

Zuletzt aktualisiert 2019-03-05 um 11:55