Derartig präparierte Substrate aus feinkörnigem Hartmetall (THM-F) wurden bei etwa 850°C Sub-
strattemperatur 20 min lang beschichtet. Die Übersicht in Bild 5a zeigt eine dichte, gleichmäßige
Diamantschicht auf einer spitzen Ecke der Fräsplatte. Die Schneidkante ist mit einer rißfreien,
homogenen Schicht belegt. Die größten Kristallflächen liegen direkt auf der Kante und sind etwa
13 um lang. Während hier die (110)-Flächen dominieren, steigt mit zunehmender Entfernung von
der Kante der Anteil der (111)-Flächen bei gleichzeitiger Abnahme der Kristallitgröße (Bild 5b).
Die Gegenüberstellung der Kristallstruktur der polykristallinen Diamantschicht in Randnähe und in
der Substratmitte (Bilder 5c-d) verdeutlicht die Tendenz der Schichtvergröberung in Richtung der
heißen Kante. Auf den Zusammenhang zwischen Morphologie der Diamantschicht und Tempe-
ratur an der Substratoberfläche wurde bereits in (2, 10-12) hingewiesen.
Die nach 60-minütiger Beschichtung bei verringerter Temperatur der Substratoberfläche (800°C)
abgeschiedene Diamantschicht bestätigt diesen Einfluß nochmal (Bild 6). Die allseitig vom
Plasmastrahl umgebene Kante heizt sich stärker auf als die Probenmitte, woraus eine dickere
Diamantschicht auf der Schneidkante resultiert. Während das EDX-Spektrum im Randbereich nur
noch das Untergrundsignal erkennen läßt (Bild 6a), kommt in der Probenmitte wegen der
geringeren Dicke der Diamantschicht der Wolframpeak vom WC-Co-Substratmaterial deutlich
durch (Bild 6b). In beiden Fällen ist kein Signal von der Co-Bindephase sichtbar. Der grobe Bild
Randbereich weist Kristalle von bis zu 10 um maximaler Ausdehnung auf. Durch die verlängerte
Beschichtungszeit ist eine dickere Diamantschicht entstanden, die sich trotz der geringeren
Beschichtungstemperatur insgesamt vergröbert hat, wie den REM-Aufnahmen zu entnehmen ist. heiß
ist aı
W
vb
7 pn + um
“ nal ES
E
= a ba
“0 5.900 kKeU 11.0 > 18 5.900 kKeU 11.0 > TEN
Energie [keV] Energie [keV]
Bild 6: REM-Aufnahmen und EDX-Analysen einer Diamantschicht auf feinkörnigem Hartmetall;
(a) Randbereich, (b) Probenmitte
Neben den bereits aufgeführten Prozeßparametern wie Temperatur der Substratoberfläche und
Beschichtungsdauer spielt auch die WC-Korngröße des Hartmetallsubstrates eine wichtige Rolle
für die Ausprägung der Diamantschicht. Auf einem grobkörnigen Hartmetall (BT 10) wächst nach
der oben beschriebenen Vorbehandlung unter vergleichbaren Synthesebedingungen eine |
gröbere Diamantschicht als auf dem feinkörnigen Hartmetall. Der Unterschied zwischen der im BL
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