Großflächige Defektanalyse und Korrosionsverhalten TiN-beschichteter Stahlsubstrate

Die Korrosionsschutzeigenschaften von PVD-Hartstoffschichten werden schon seit Jahrzehnten untersucht. In der hier vorgestellten Arbeit wird die entscheidende Bedeutung von Schichtwachstumsdefekten auf diese Korrosionseigenschaften analysiert. Zu diesem Zweck wurde eine Scanmethode entwickelt, mit der beschichtete Proben mit einem Konfokalmikroskop großflächig und hochauflösend gescannt werden. Mit einer speziellen Auswertung können die Anzahl sowie die Größen der Wachstumsdefekte ermittelt werden. Als Modellsystem wurden 2,5–3,5?µm dicke TiN-Schichten mittels DC-Magnetronsputtern und HIPIMS auf polierte Stahlsubstrate abgeschieden. Die Defektdaten der beschichteten Proben wurden mit deren Korrosionsverhalten im Salzsprühtest korreliert, wobei sowohl rein optische als auch numerische Auswertungen zum Einsatz kamen. Zudem konnte die Korrosionsanfälligkeit der verschiedenen Defektarten bestimmt werden. Im Ergebnis stellte sich heraus, dass alle nach dem Salzsprühtest aufgetretenen Korrosionspunkte ausschließlich von Wachstumsdefekten verursacht wurden. Die Anzahl von Defekten erwies sich zudem als entscheidende Einflussgröße auf die nach dem Salzsprühtest sichtbare Rotrostmenge. //
  Coatings deposited by Physical Vapour Deposition techniques have been characterised for decades for their corrosion protection capabilities. This work especially emphasizes the crucial relevance of growth defects for these corrosion properties. Therefore a novel scanning method was developed, consisting of a large area high resolution (LAHR) mapping of the topography of entire sample surfaces by confocal microscopy and a subsequent evaluation of the data for determining the numbers and sizes of growth defects. For these investigations 2.5–3.5?µm thick TiN coatings were deposited onto polished steel samples by DC magnetron sputtering and HIPIMS. The defect data of the coated samples were correlated with their corrosion behavior in a neutral salt spray (NSS) test using simple optical as we