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dem durchsatz von 20-30 I/min und 15-25 l/min Wasserstoff betragen. Hinsichtlich der Diamantqualität
akti- ist ein Anteil von 5 % Methan - bezogen auf den Wasserstoffdurchsatz - günstig. Die prinzipiellen
1ezu Abhängigkeiten der Prozeßparameter sind z.B. in (3) näher erläutert.
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viel Keimbildung und Wachstum einer Diamantschicht
obei Die auf der Hartmetalloberfläche durch das Schleifen mit Diamantwerkzeug entstandenen
ılen- Schleifriefen führen bevorzugt zur Bildung von Diamantkristallen (Bild 2 links). Die Riefen sind
über deutlich dichter mit zusammengewachsenen Kristallen belegt als die Zwischenräume. Außerdem
)): haben die zwischen den Schleifriefen wachsenden, einzelnen Diamantkristalle aufgrund der
geringeren Keimdichte größere Abmessungen (bis zu 5 um, Bild 2 rechts). Insgesamt dominieren
die (100)-Kristallflächen bei den gut facettierten Diamantkristallen. Durch längere Beschichtungs-
nlich dauer wachsen auch die einzelnen Diamantkristalle zu Ketten und Inseln zusammen, so daß
ivie- schließlich eine dichte, polykristalline Diamantschicht entsteht.
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Bild 2: Diamantkeimbildung an Schleifriefen
Bei der mechanischen Bearbeitung mit Schleifwerkzeugen werden Schleifspannungen in der
Hartmetalloberfläche erzeugt, die sich in Röntgenbeugungsanalysen als verbreiterte WC-Peaks
äußern. Ob die Keimbildung an den Schleifriefen vorwiegend durch diese Spannungen oder
infolge zurückbleibender Diamantpartikel vom Bearbeitungswerkzeug begünstigt wird, konnte
bislang noch nicht abschließend geklärt werden. Mit Hilfe einer Bekeimung der Oberfläche mit
verschiedenen Konzentrationen von feinen Diamantpartikeln im Ultraschallbad (Ethanol) ließ sich
jedoch deren Auswirkung auf Keimbildung und Schichtwachstum separat untersuchen.
Bereits die Reinigung der Substratoberfläche mit kohlenstoffhaltiger Lösung (Ethanol) wirkt sich
auf die Diamantbeschichtung günstig aus. Die Dicke der Diamantschicht beträgt nach 20 min
ıter- Beschichtungsdauer bei etwa 900°C Substrattemperatur ca. 10 um. Die Kristallflächen sind im
acht Mittel 2-3 um groß. Die Morphologie der feinkristallinen Schicht wird bestimmt von (111)-Kristall-
den flächen, wie Bild 3a belegt. Eine geringe Konzentration von Diamantpartikeln im Ultraschallbad
‚eug führt zur Ausbildung einer insgesamt etwas feiner strukturierten Diamantschicht, was auf eine
jad. erhöhte Keimdichte schließen läßt. Allerdings erscheint die Diamantschicht ungleichmäßiger
eich gegenüber der auf einer nur gereinigten Oberfläche abgeschiedenen Schicht. Vermutlich waren
' zu die Diamantpartikel nicht gleichmäßig in der Suspension verteilt. Die (111)-Flächen dominieren
JonN- auch hier die Kristallstruktur der Diamantschicht (Bild 3b). Die höchste Keimdichte läßt sich mit
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