Ultraharte Schichten
Seit 1994 erforscht die Gruppe "Ultraharte Schichten" die PVD- und CVD-Beschichtung von Substratoberflächen mit dem Schwerpunkt kristalline CVD-Diamantschichten. 2002 führten die erfolgreichen Forschungsarbeiten im Bereich der CVD Diamantbeschichtung zur Ausgründung der Fa. DiaCCon in Fürth (http://www.diaccon.de).
Bücher
- :
Final Report of the Bavarian Joint Research Program on Surface Technology, Second Phase (FOROB II)
Erlangen: Eigenverlag, 2001
URL: http://www.abayfor.de/forob2
Beiträge in Fachzeitschriften
- , , , , , , , :
Chemical structure dependent electrochemical degradation of antibiotics using Boron-doped Diamond Electrodes
In: Journal of Environmental Chemical Engineering 12 (2024), Art.Nr.: 114115
ISSN: 2213-3437
DOI: 10.1016/j.jece.2024.114115 - , , , , , , , , , , , , , , :
Continuous Production of Ethylene and Hydrogen Peroxide from Paired Electrochemical Carbon Dioxide Reduction and Water Oxidation
In: Advanced Energy Materials (2024)
ISSN: 1614-6832
DOI: 10.1002/aenm.202304247 - , , , , , :
Diamond as Insulation for Conductive Diamond—A Spotted Pattern Design for Miniaturized Disinfection Devices
In: C – Journal of Carbon Research 9 (2023), Art.Nr.: 78
ISSN: 2311-5629
DOI: 10.3390/c9030078 - , , , , , :
Spatial distribution of thermally induced residual stresses in HF-CVD diamond coatings on microstructured steel surfaces
In: Diamond and Related Materials 136 (2023), Art.Nr.: 109931
ISSN: 0925-9635
DOI: 10.1016/j.diamond.2023.109931 - , , , , :
Effect of electrode parameters in the electro-production of reactive oxidizing species via boron-doped diamond under batch mode
In: Water Environment Research 94 (2022)
ISSN: 1061-4303
DOI: 10.1002/wer.10830 - , , , , , , :
Preclinical Testing of Boron-Doped Diamond Electrodes for Root Canal Disinfection—A Series of Preliminary Studies
In: Microorganisms 10 (2022), Art.Nr.: 782
ISSN: 2076-2607
DOI: 10.3390/microorganisms10040782 - , , , , , , , , :
Root Canal Obturation by Electrochemical Precipitation of Calcium Phosphates
In: Applied Sciences 12 (2022), Art.Nr.: 2956
ISSN: 2076-3417
DOI: 10.3390/app12062956 - , , , , :
Carbonate-Induced Electrosynthesis of Hydrogen Peroxide via Two-Electron Water Oxidation
In: Chemsuschem (2022)
ISSN: 1864-5631
DOI: 10.1002/cssc.202102137 - , , , , , , :
Bioinspired damage tolerant diamond-metal laminates by alternating CVD and PVD processes
In: Materials & Design 213 (2022), Art.Nr.: 110315
ISSN: 0264-1275
DOI: 10.1016/j.matdes.2021.110315 - , , , , , , , :
Avoiding Pitfalls in Comparison of Activity and Selectivity of Solid Catalysts for Electrochemical HMF Oxidation
In: ChemistryOpen 10 (2021), S. 600-606
ISSN: 2191-1363
DOI: 10.1002/open.202100072 - , , , , , :
A simple way to make tough diamond/metal laminates
In: Journal of the European Ceramic Society (2021)
ISSN: 0955-2219
DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2021.03.055 - , , , , , , , :
Effective Hydrogen Peroxide Production from Electrochemical Water Oxidation
In: ACS Energy Letters 2021 (2021), S. 2369−2377
ISSN: 2380-8195
DOI: 10.1021/acsenergylett.1c00904 - , , , :
Novel structuring technique for diamond coatings
In: Diamond and Related Materials 110 (2020)
ISSN: 0925-9635
DOI: 10.1016/j.diamond.2020.108103 - , , , , :
Catalytic electrochemical water splitting using boron doped diamond (BDD) electrodes as a promising energy resource and storage solution
In: Energies 13 (2020), Art.Nr.: 5265
ISSN: 1996-1073
DOI: 10.3390/en13205265 - , , , , , , :
Pilot Study on the Use of a Laser-Structured Double Diamond Electrode (DDE) for Biofilm Removal from Dental Implant Surfaces
In: Journal of Clinical Medicine 9 (2020)
ISSN: 2077-0383
DOI: 10.3390/jcm9093036 - , , , , :
World's First Thermoelectric Generator Made of Tailored Carbon Allotropes
In: Advanced Engineering Materials (2020)
ISSN: 1438-1656
DOI: 10.1002/adem.202000108 - , , , :
CVD-Diamant als Schutzschicht im Aluminiumguss
In: Gießerei-Praxis (2020), S. 32-34
ISSN: 0016-9781 - , , , , , :
Electrochemical Disinfection of Dental Implants Experimentally Contaminated with Microorganisms as a Model for Periimplantitis
In: Journal of Clinical Medicine (2020)
ISSN: 2077-0383
DOI: 10.3390/jcm9020475 - , , , , :
Boron-Doped Diamond Electrocatalyst for Enhanced Anodic H2O2 Production
In: ACS Applied Energy Materials (2020)
ISSN: 2574-0962
DOI: 10.1021/acsaem.0c00093 - , , , , , :
Influence of In-Situ Electrochemical Oxidation on Implant Surface and Colonizing Microorganisms Evaluated by Scanning Electron Microscopy
In: Materials 12 (2019), Art.Nr.: 3977
ISSN: 1996-1944
DOI: 10.3390/ma12233977 - , , , , , :
Electrochemical Disinfection of Experimentally Infected Teeth by Boron-Doped Diamond Electrode Treatment
In: Journal of Clinical Medicine (2019)
ISSN: 2077-0383
DOI: 10.3390/jcm8122037 - , , , , :
Elimination of bacterial contaminations by treatment of water with boron-doped diamond electrodes
In: World Journal of Microbiology & Biotechnology 35 (2019), Art.Nr.: 48
ISSN: 0959-3993
DOI: 10.1007/s11274-019-2624-y - , , , :
Electrochemical Degradation of Reactive Blue 19 Dye by Combining Boron-Doped Diamond and Reticulated Vitreous Carbon Electrodes
In: ChemElectroChem (2019)
ISSN: 2196-0216
DOI: 10.1002/celc.201900563 - , , , , , , , :
Boron-doped diamond (BDD) as an efficient back contact to thermally grown TiO2 photoelectrodes
In: ChemElectroChem (2019)
ISSN: 2196-0216
DOI: 10.1002/celc.201901073 - , , , :
Influence of zirconium-based alloys on manufacturing and mechanical properties of ultra high temperature ceramic matrix composites
In: Advances in Applied Ceramics 117 (2018), S. 62-69
ISSN: 1743-6753
DOI: 10.1080/17436753.2018.1509810 - , , , , , :
Diamant auf Stahl gegen den Oberflächenverschleiß durch Aluminiumanhaftungen
In: Konstruktion (2017), S. IW8-IW9
ISSN: 0720-5953 - , , :
Long term oxidation behavior of micro- and nano-crystalline CVD diamond foils
In: Diamond and Related Materials 61 (2016), S. 41-45
ISSN: 0925-9635
DOI: 10.1016/j.diamond.2015.11.009 - , , :
Growth and thermoelectric properties of nitrogen-doped diamond/graphite
In: Diamond and Related Materials 63 (2016), S. 222-226
ISSN: 0925-9635
DOI: 10.1016/j.diamond.2015.10.023 - , , , , :
Fabrication of ultra high temperature ceramic matrix composites using a reactive melt infiltration process
In: Journal of the European Ceramic Society 36 (2016), S. 3647-3655
ISSN: 0955-2219
DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2016.04.039 - , , , , , :
Fabrication and application of boron doped diamond BDD electrode in olive mill wastewater treatment in Jordan
In: Journal of Water Reuse and Desalination 7 (2016)
ISSN: 2408-9370
DOI: 10.2166/wrd.2016.062 - , , , , , :
Thermoelectric transport properties of boron-doped nanocrystalline diamond foils
In: Carbon 81 (2015), S. 650-662
ISSN: 0008-6223
DOI: 10.1016/j.carbon.2014.10.002 - , , :
Mechanical properties of micro- and nanocrystalline diamond foils
In: Philosophical Transactions of the Royal Society A-Mathematical Physical and Engineering Sciences 373 (2015), Art.Nr.: 20140136
ISSN: 1364-503X
DOI: 10.1098/rsta.2014.0136 - , , , :
Adhesive bonding and brazing of nanocrystalline diamond foil onto different substrate materials
In: Applied Surface Science 282 (2013), S. 335-341
ISSN: 0169-4332
DOI: 10.1016/j.apsusc.2013.05.129 - , , , :
Surface energy of growth and seeding side of free standing nanocrystalline diamond foils
In: Surface & Coatings Technology 232 (2013), S. 640-644
ISSN: 0257-8972
DOI: 10.1016/j.surfcoat.2013.06.051 - , , , :
Direct measurement of Young's modulus, fracture strength and fracture toughness of nanocrystalline diamond foil by means of tensile testing
In: Acta Materialia 61 (2013), S. 7000-7008
ISSN: 1359-6454
DOI: 10.1016/j.actamat.2013.08.014 - , , , , , , :
Nano-crystalline diamond-coated titanium dental implants - A histomorphometric study in adult domestic pigs
In: Journal of Cranio-Maxillofacial Surgery 41 (2013), S. 532-538
ISSN: 1010-5182
DOI: 10.1016/j.jcms.2012.11.020 - , , , :
Self-supporting nanocrystalline diamond foils: Influence of template morphologies on the mechanical properties measured by ball on three balls testing
In: Acta Materialia 59 (2011), S. 3343-3351
ISSN: 1359-6454
DOI: 10.1016/j.actamat.2011.02.009 - Ahmed F., Bayerlein K., Rosiwal S., Göken M., Durst K.:
Stress evolution and cracking of crystalline diamond thin films on ductile titanium substrate: Analysis by micro-Raman spectroscopy and analytical modelling
In: Acta Materialia 59 (2011), S. 5422-5433
ISSN: 1359-6454
DOI: 10.1016/j.actamat.2011.05.015 - , , , , :
Influence of surface roughness on the tribological properties of HF-CVD diamond coated heat-treatable steel
In: Wear 269 (2010), S. 811-815
ISSN: 0043-1648
DOI: 10.1016/j.wear.2010.08.009 - , , :
Self-supporting nanocrystalline diamond foils - A new concept for crystalline diamond on any technical surface
In: Key Engineering Materials 438 (2010), S. 163-169
ISSN: 1013-9826
DOI: 10.4028/www.scientific.net/KEM.438.163 - , , , :
Influence of grain size on the wear behavior of CVD diamond coatings in micro-EDM
In: International Journal of Advanced Manufacturing Technology 47 (2010), S. 919-922
ISSN: 0268-3768
DOI: 10.1007/s00170-009-2131-7 - , , , , , :
In-situ tensile testing of crystalline diamond coatings using Raman spectroscopy
In: Surface & Coatings Technology 204 (2009), S. 1022-1025
ISSN: 0257-8972
DOI: 10.1016/j.surfcoat.2009.04.030 - , , :
Monitoring oxygen species in diamond hot-filament CVD by zircon dioxide sensors
In: Vacuum 82 (2008), S. 599-607
ISSN: 0042-207X
DOI: 10.1016/j.vacuum.2007.09.002 - , , , :
Well adherent diamond coatings on steel substrates
In: Advanced Engineering Materials 10 (2008), S. 657-660
ISSN: 1438-1656
DOI: 10.1002/adem.200800060 - , , :
Influence of surface topography of HF-CVD diamond films on self-mated planar sliding contacts in dry environments
In: Surface & Coatings Technology 201 (2007), S. 6197-6205
ISSN: 0257-8972
DOI: 10.1016/j.surfcoat.2006.11.024 - , , , , , , :
Improved flow conditions in diamond hot filament CVD-Promising deposition results and gas phase characterization by laser absorption spectroscopy
In: Vacuum 81 (2007), S. 619-626
ISSN: 0042-207X
DOI: 10.1016/j.vacuum.2006.08.004 - , , , , :
CVD diamond coating of steel on a CVD-TiBN interlayer
In: Surface & Coatings Technology 201 (2006), S. 718-723
ISSN: 0257-8972
DOI: 10.1016/j.surfcoat.2005.12.035 - , , , :
Generation and oxidation of wear debris in dry running tests of diamond coated SiC bearings
In: Diamond and Related Materials 15 (2006), S. 749-753
ISSN: 0925-9635
DOI: 10.1016/j.diamond.2005.10.069 - , , , :
Diamond coating of steel at high temperatures in hot filament chemical vapour deposition (HFCVD) employing chromium interlayers
In: Diamond and Related Materials 15 (2006), S. 754-760
ISSN: 0925-9635
DOI: 10.1016/j.diamond.2005.10.053 - , , , , :
Diamond single crystal growth in hot filament CVD
In: Diamond and Related Materials 15 (2006), S. 536-541
ISSN: 0925-9635
DOI: 10.1016/j.diamond.2006.01.003 - , , :
Tribological behaviour of and fibre textured CVD diamond films under dry planar sliding contact
In: Diamond and Related Materials 15 (2006), S. 1682-1688
ISSN: 0925-9635
DOI: 10.1016/j.diamond.2006.02.008 - , , , , , :
Gas-phase characterization in diamond hot-filament CVD by infrared tunable diode laser absorption spectroscopy
In: Vacuum 80 (2006), S. 967-976
ISSN: 0042-207X
DOI: 10.1016/j.vacuum.2005.12.009 - , , :
Chemical vapor infiltration (CVI) - Part II: Infiltration of porous substrates with diamond by using a new designed hot-filament plant
In: Diamond and Related Materials 15 (2006), S. 49-54
ISSN: 0925-9635
DOI: 10.1016/j.diamond.2005.07.010 - , , , , :
Deposition of uniform and well adhesive diamond layers on planar tungsten copper substrates for heat spreading applications
In: Materials Science and Engineering B-Advanced Functional Solid-State Materials 127 (2006), S. 186-192
ISSN: 0921-5107
DOI: 10.1016/j.mseb.2005.10.018 - , , , , , :
The bone-metal interface of defect and press-fit ingrowth of microwave plasma-chemical vapor deposition implants in the rabbit model
In: Clinical Oral Implants Research 16 (2005), S. 98-104
ISSN: 0905-7161
DOI: 10.1111/j.1600-0501.2004.01079.x - , , , :
Micro structured CVD diamond coated sliding bearings for improved tribological performance under dry running conditions
In: Materialwissenschaft und Werkstofftechnik 35 (2004), S. 929-935
ISSN: 0933-5137
DOI: 10.1002/mawe.200400831 - , , , , :
CVD-diamond single-crystal growth
In: Journal of Crystal Growth 271 (2004), S. 425-434
ISSN: 0022-0248
DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2004.08.003
URL: http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6TJ6-4DN2F3G-2&_user=616145&_coverDate=11%2F15%2F2004&_alid=882231821&_rdoc=5&_fmt=high&_orig=search&_cdi=5302&_sort=d&_docanchor=&view=c&_ct=5&_acct=C000032322&_version=1&_urlVersion=0&_userid=616145&md5=aab768e5088b5cd3b830778b911906c1 - , , , :
Chemical vapor infiltration (CVI)-Part I: A new technique to achieve diamond composites
In: Diamond and Related Materials 13 (2004), S. 834-838
ISSN: 0925-9635
DOI: 10.1016/j.diamond.2003.10.041 - , , , :
High temperature diffusion chromizing as a successful method for CVD-diamond coating of steel Part II
In: Diamond and Related Materials 12 (2003), S. 701-706
ISSN: 0925-9635 - , , , , :
Dependence of the growth rate, quality and morphology of diamond coatings on the pressure during the CVD-process in an industrial hot-filament plant
In: Diamond and Related Materials (2002), S. 589-595
ISSN: 0925-9635
DOI: 10.1016/S0925-9635(01)00702-6
URL: http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6WW2-46922JT-2R&_user=616145&_coverDate=07%2F15%2F2002&_alid=61213825&_rdoc=4&_fmt=summary&_orig=search&_cdi=7118&_sort=d&_st=4&_docanchor=&_acct=C000032322&_version=1&_urlVersion=0&_userid=616145&md5=96e19a3f085215738b5c6e838997cee5 - , , , , , :
High temperature diffusion chromizing as a sucsessful method for CVD-diamond coating of steel
In: Diamond and Related Materials (2002), S. 757-762
ISSN: 0925-9635
URL: http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6TWV-44VGB6Y-7&_user=616145&_coverDate=06%2F30%2F2002&_alid=61213825&_rdoc=6&_fmt=summary&_orig=search&_cdi=5572&_sort=d&_st=4&_docanchor=&_acct=C000032322&_version=1&_urlVersion=0&_userid=616145&md5=b570dd5ffcb188afd2838a21b782f347 - , , , :
Structural changes of tungsten heating filaments during CVD of diamond
In: Materials Science and Engineering A335 (2002), S. 236-245
ISSN: 0025-5416
DOI: 10.1016/S0921-5093(01)01933-5
URL: http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6WW2-46R0CM8-15J&_user=616145&_coverDate=09%2F09%2F2002&_alid=61213825&_rdoc=1&_fmt=summary&_orig=search&_cdi=7118&_sort=d&_st=4&_docanchor=&_acct=C000032322&_version=1&_urlVersion=0&_userid=616145&md5=efd9e0b552f6ef425492587f3b7facea - , , , , :
Comparison of thermal conductivities on abraded and untreated CVD-Diamond obtained by scanning thermal microscopy
In: International Journal of Modern Physics B 16 (2002), S. 922-926
ISSN: 0217-9792
URL: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=0037139065&origin=inward - , , , , :
Examination of the Bone-Metal Interface of Titanium Implants Coated by the Microwave Plasma Chemical Vapor Deposition Method
In: International Journal of Oral & Maxillofacial Implants 17 (2002), S. 778-785
ISSN: 0882-2786
URL: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=0036834274&origin=inward - , , :
Diamant auf Stahl. Diffusionschromierung im Vakuum für die CVD-Diamantbeschichtung
In: Magazin für Oberflächentechnik 2001 (2001), S. 59-62
ISSN: 0026-0797
URL: http://www.hanser.de/zeitschriften-db/MO/MO100934.htm - , , , :
Graphite interlayer formation during CVD diamond coating of iron base alloys: The analogy to metal dusting
In: Advanced Engineering Materials 2 (2000), S. 369-374
ISSN: 1438-1656
URL: http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6WW2-46WP5DF-346&_user=616145&_coverDate=10%2F01%2F2002&_alid=61213825&_rdoc=7&_fmt=summary&_orig=search&_cdi=7118&_sort=d&_st=4&_docanchor=&_acct=C000032322&_version=1&_urlVersion=0&_userid=616145&md5=5c5ca2e6e0cf3e86643a51b2e4f6587b - , , , , , :
Tribological performance of mechanically lapped chemical vapor deposited diamond coatings
In: Surface & Coatings Technology (1999), S. 599-608
ISSN: 0257-8972
DOI: 10.1016/S0257-8972(99)00136-X - , , , , , :
Friction and wear behaviour of polycrystalline diamond coatings on Ti-6Al-4V in sliding contact with ceramics
In: Tribologie und Schmierungstechnik 46 (1999), S. 45-49
ISSN: 0724-3472 - , , , , :
CVD diamond films as protective coatings on titanium base alloys
In: Journal of Advanced Materials 31 (1999), S. 8-13
ISSN: 1070-9789
URL: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=0343081469&origin=inward - , , , , , :
Erosion resistance of CVD diamond-coated titanium alloy for aerospace applications
In: Surface & Coatings Technology 112 (1999), S. 129-132
ISSN: 0257-8972
URL: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=0033077682&origin=inward - , , , , :
Microwave-plasma-CVD of diamond coatings onto titanium and titanium alloys
In: Surface & Coatings Technology 98 (1998), S. 1079-1091
ISSN: 0257-8972
URL: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=0039355516&origin=inward - , , , :
CVD diamond films as protective coatings on titanium alloys
In: International Journal of Refractory Metals & Hard Materials 16 (1998), S. 217-222
ISSN: 0263-4368
URL: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=0031639892&origin=inward - , , , , :
Tribological optimization of CVD diamond coated Ti-6A1-4V
In: Diamond and Related Materials 7 (1998), S. 1342-1347
ISSN: 0925-9635
URL: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=0032172524&origin=inward - , , , , :
Characterization of CVD diamond-coated titanium base compounds for biomedical applications
In: Biomedizinische Technik (1998), S. 382-383
ISSN: 0013-5585
URL: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=0032239239&origin=inward - , , , :
CVD diamond coated titanium alloys for biomedical and aerospace applications
In: Surface & Coatings Technology (1997), S. 514-520
ISSN: 0257-8972
URL: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=0031247495&origin=inward - , , , , :
Growth stages of chemical vapor deposited diamond on the titanium alloy Ti-6A1-4V
In: Diamond and Related Materials 6 (1997), S. 1658-1667
ISSN: 0925-9635
URL: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=0040309623&origin=inward - , , , , , :
The influence of diamond chemical vapour deposition coating parameters on the micro structure and properties of titanium substrates
In: Diamond and Related Materials 5 (1996), S. 304-307
ISSN: 0925-9635
URL: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=0041686948&origin=inward
Beiträge in Sammelwerken
- , , , :
Diamond Coatings as Wear Protection for Metallic Devices with Complex Geometry
In: S. Rosiwal (Hrsg.): FOROB II Abschlußbericht, 2001, S. 33-50
Beiträge bei Tagungen
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Surface Microstructuring of Steel Components for CVD Diamond Coating by Ultrasonic Vibration Superimposed Face Milling using Tailored Tools
5th CIRP Conference on Surface Integrity, CSI 2020 (, 1. Juni 2020 - 5. Juni 2020)
In: Pedro Jose Arrazola, Aito Madariaga (Hrsg.): Procedia CIRP 2020
DOI: 10.1016/j.procir.2020.02.020 - , , , , , :
Veratric acid removal from water by electrochemical oxidation on BDD anode
2nd International Conference on Advanced Materials, ICAM 2017 (Irbid, 10. Juli 2017 - 13. Juli 2017)
In: IOP Conference Series: Materials Science and Engineering Volume 305 2018
DOI: 10.1088/1757-899X/305/1/012021 - , , , :
Application of Electrochemical Treatment Technology of Produced Water of a Heavy Oil Field, via Boron Doped Diamond BDD Electrode
SPE Latin America and Caribbean Heavy and Extra Heavy Oil Conference (Lima, 19. Oktober 2016 - 20. Oktober 2016)
In: Proceedings of SPE Latin America and Caribbean Heavy and Extra Heavy Oil Conference 2016 - , , , , :
Using boron doped diamond foils for fabrication of micro cavities with EDM
13th International Conference of the European Society for Precision Engineering and Nanotechnology, EUSPEN 2013
URL: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=84908155805&origin=inward - , , , , , , :
Using diamond coated tool-electrodes for drilling micro holes with EDM
11th International Conference of the European Society for Precision Engineering and Nanotechnology, EUSPEN 2011
URL: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=84908255357&origin=inward - , , , :
CVD-Diamond Coating as Wear Protection for Standard Heat-Treatable Steel
International Symposium on Friction, Wear and Wear Protection 2008 (Aachen)
DOI: 10.1002/9783527628513.ch30 - , , , :
Influence of coatings in micro-EDM
16th International Symposium on Electromachining, ISEM 2010 (Shanghai)
URL: https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=84883897735&origin=inward - , , , , :
Uniform diamond coatings on planar tungsten copper substrates for heat spreading applications
16th Internationales Plansee Seminar 2005 (Reutte)
In: 16th Internationales Plansee Seminar 2005 Proceedings, Powder Metallurgical High Performance Materials, Vol. 1 2005 - , , :
Herstellung neuartiger Substratwerkstoffe durch Infiltration mit Diamant aus der Gasphase
14. Symposium Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde - , , , , , , , :
CVD-Diamond-coatings on silicon-carbide-bearings for dry-running-conditions
Symposium Tribological Coatings for Components (München)
In: Werkstoffwoche 2001, München: 2001 - , , , :
High growth rate and high quality CVD diamond growth
Applied Diamond Coating / Frontier Carbon Technology (Auburn)
In: Applied Diamond Coating / Frontier Carbon Technology 2001 - , , , :
Reducing Friction and Wear of Titanium Alloys by CVD-Diamond Coating
12th International Colloquium (Esslingen)
In: TRibology 2000 - PLUS 2000 - , , :
Verschleißschutz von Titanlegierungen für die Luftfahrttechnik durch CVD-Diamantschichten
Werkstoffwoche '98 (München)
In: R. Stauber, C. Liesner, R. Bütje, M. Bannasch (Hrsg.): Werkstoffe für die Verfahrenstechnik/Werkstoffwoche 98, Symposium 2 1999 - , , , , , :
Well adherent and morphologically controlled diamond coatings on three dimensional engineering components: A physicists dream or an engineer's reality?
International Confernce on Metallurgical Coatings and Thin Films (San Diego) - , , , , :
3D-Diamantbeschichtung von Titanbauteilen
Werkstoffwoche 98 (München, 12. Oktober 1998 - 15. Oktober 1998)
In: H. Dimigen, W. Paatsch (Hrsg.): Oberflächentechnik / Werkstoffwoche 98, Symposium 11 1999 - , , , , :
Characterization of CVD-Diamond Coated Titanium Alloys for Biomedical Applications
9th Cimtec-World Forum on New Materials (Florenz, 14. Juni 1998 - 19. Juni 1998)
In: P. Vincenzini (Hrsg.): Vol. 21 Diamond Films - II, Proceedings of Topical Symposium IV "Diamond Films: Synthesis, Processing and Applications" of the Forum on New Materials of the 9th CIMTEC-World Ceramics Congress and Forum on New Materials 1999 - , , , :
3D-Diamantbeschichtung von Titanverdichterschaufeln in Flugtriebwerken
Workshop Hochleistungsschichten für Verbrennungsmotoren (Frankfurt/Main) - , , , , :
Diamond coatings - a new approach for wear protection of titanium alloys
Titanium '99 (St. Petersburg, 7. Juli 1999 - 11. Juli 1999)
In: I. V. Gorynin, S. S. Ushkov (Hrsg.): Proceedings of the Ninth World Conference of Titanium 1999 - , , :
Biokompatibilitaet von CVD-Diamantschichten auf Titanlegierungen
Werkstoffwoche '98 (München, 12. Oktober 1998 - 15. Oktober 1998)
In: H. Planck, H. Stallforth (Hrsg.): Werkstoffe für die Medizintechnik/Werkstoffwoche 98, Symposium 4 1999 - , , , , , :
Thermodynamic and Kinetic Investigation of Low Pressure Hydrogen Absorption by the Titanium Alloy Ti-6Al-4V
Titanium '99 (St. Petersburg, 7. Juni 1999 - 11. Juni 1999)
In: I. V. Gorynin, S. S. Ushkov (Hrsg.): Proceedings of the Ninth World Conference of Titanium 1999 - , , , :
Mikrowellenplasma-CVD- Abscheidung von Diamantschichten auf Titan und Titanlegierungen
Werkstoffwoche '96
In: G. Ziegler, H. Cherdron, W. Hermel, J. Hirsch, H. Kolaska (Hrsg.): Werkstoff- und Verfahrenstechnik/Werkstoffwoche '96, Symposium 6 1997 - , , , , , :
CVD-Diamantschichten als Verschleißschutz von Metallen
2. Industriefachtagung Oberflächen- und Wärmebehandlungstechnik OWT'97 (Chemnitz) - , , , :
Diamantschichten als Verschleißschutz
Neue Anwendungen für moderne Oberflaechentechnologien (Nürnberg)
Abschlussarbeiten
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Dotierung von CVD-Diamant für die n-Leitung (Dissertation, 2019) - :
Bordotierte Diamantfolie: Herstellung und thermoelektrische Eigenschaften (Dissertation, 2016) - :
Nanokristalline Diamantfolie: Herstellung und Eigenschaften (Dissertation, 2013) - :
Beeinflussung der Titankarbid-Schichtdicke bei der HFCDV-Diamantbeschichtung von Titan durch Oberfächenvorbehandlung und Variation der Beschichtungsparameter (Dissertation, 2013) - :
Eigenspannungen in Mehrschichtaufbauten aus Diamant und Chromkarbid auf Vergütungsstählen (Dissertation, 2011) - :
Langzeitstabile Diamantelektroden auf Titansubstrat (Dissertation, 2010) - :
Grundsatzuntersuchungen zum Einsatz von diamantbeschichteten Siliziumkarbid-Gleitringen im Trockenlauf (Dissertation, 2008) - :
Diamantabscheidung im Heißdraht CVD Verfahren: Wachstum von Einzelkristallen und Gasphasencharakterisierung (Dissertation, 2007) - :
Reibung und Verschleiß von CVD-Diamantschichten in trockenen flächigen Gleitkontakten (Dissertation, 2007) - :
Chemische Gasphaseninfiltration poröser Substrate mit Diamant (Dissertation, 2007) - :
Physikalische Grundlagen der technischen Diamantabscheidung im Heißdraht-CVD-Verfahren (Dissertation, 2003) - :
CVD-Diamantschichten von Titanverdichterschaufeln zur Verbesserung der Schwingungsverschleißfestigkeit (Dissertation, 2001) - :
CVD-Diamantschichten zur Verbesserung der Oberflächeneigenschaften von Titanwerkstoffen in der Gelenkendoprothetik (Dissertation, 2000) - :
Niederdruck-Abscheidung von Diamantschichten auf Titanwerkstoffen als Verschleißschutz (Dissertation, 1999)
Der Aluminiumdruckguss ist ein effizientes und sehr weit verbreitetes Verarbeitungsverfahren. Allerdings tritt bei der Herstellung und Bearbeitung von Aluminiumbauteilen ein großes Problem auf. Aluminium verbindet bzw. legiert sich bei erhöhten Temperaturen bzw. in der Schmelze mit nahezu allen Metallen. So kommt es beim Gießen von Aluminiumbauteilen häufig zu Werkzeugversagen (Ausspülungen, Risse), da die Aluminiumschmelze mit dem Eisen der Stahlform bzw. mit darauf aufgebrachten Schutzschichten reagiert und diese aus der Werkzeugoberfläche herauslöst. Um eine Verbindung zwischen mit der Druckgussform zu verhindern, ist der Einsatz von Trennmitteln notwendig. Diese Trennmittel sind aktuell technisch notwendig, bringen jedoch eine Reihe von Nachteilen mit sich.
Ein neuer vielversprechender Ansatz sind kristalline CVD-Diamantschichten. Diese können das Problem der Aluminiumadhäsion potentiell lösen, da Aluminium selbst bei hohen Temperaturen im Bereich bis 700°C nicht mit dem im Diamantgitter gebundenen Kohlenstoff reagiert. In Vorversuchen der FAU konnte gezeigt werden, dass an dieser Beschichtung kein flüssiges Aluminium anhaftet. Eine Entwicklung eines Beschichtungssystems für den Aluminium-Druckguss mit einer Widerstandsfähigkeit gegenüber Temperaturbelastungen von bis zu 700 °C und Drücken bis 1000 bar wurde bisher noch nicht verfolgt, dazu sind noch zahlreiche Fragestellungen zu lösen. Daher soll in diesem Projekt ein Diamant-beschichteter Aluminium-Druckguss Werkzeugeinsatz entwickelt werden, welcher ohne den Einsatz von Trennmitteln betrieben werden kann und eine hohe Standzeit aufweist.
Ziel der geplanten Arbeiten sind die Erforschung, Entwicklung und Anwendung von neuen verschleißfesten Elektrodendiamantdünnschichten für die Mikrosenkerosion. Der Vorteil solcher Diamantbeschichtungen liegt in der effizienten Mikrostrukturierung von großflächigen Elektroden mit spanenden Fertigungsverfahren wie z. B. Mikrofräsen und dem anschließenden Beschichten mit einer verschleißfesten Beschichtung, welche einen effizienten Materialabtrag während des Einsatzes ermöglicht. Durch den Einsatz von Diamantdünnschichten als Elektrodenbeschichtung sind die erreichbaren und abbildbaren Strukturgenauigkeiten im Vergleich zu Diamantdickschichtelektroden erheblich höher, da die Ungenauigkeiten der Beschichtung geringer sind. Die Strukturierung des Substratwerkstoffes stellt deswegen die limitierende Größe zur Geometrie- und Abbildegenauigkeit des Diamantdünnschichtelektrodensystems dar. Die auf den z. B. mittels Mikrofräsen bearbeiteten Substratwerkstoffen aufgebrachte Schicht besitzt eine geringe Schichtdicke und daher einen geringen Einfluss auf die erreichbare Formgenauigkeit. Mit diesem neu entwickelten Beschichtungswerkstoffe mit Diamantdünnschicht werden relevante Materialien bearbeitet und die erzielten Ergebnisse hinsichtlich ihrer Einsetzbarkeit bewertet. Dabei sollen materialwissenschaftliche, technologische und maschinenspezifische Fragestellungen bearbeitet und geklärt werden. Abschließend sollen die validierten Elektrodendiamantbeschichtungen in eine abgestimmte Prozesstechnologie für die Mikrosenkerosion überführt werden und als Technologietabellen zur Verfügung stehen. Die Nutzung einer Elektrode für die Finishbearbeitung wird angestrebt, muss aber im Rahmen der Forschung untersucht werden.
Das Aufgabengebiet „Innovative solarthermische Energiegewinnung“ hat sich zum Ziel gesetzt, die Kombination von Nickelbasisstrahlungsabsorbern mit thermoelektrischen Materialien zur Stromerzeugung zu untersuchen. Dabei werden in additiven Fertigungsverfahren neuartige offenzellulare Receiverstrukturen aus hochtemperaturbeständigen Superlegierungen (Nickel- und Cobaltbasis) entwickelt und getestet. Weiterhin werden p- und n-leitende Diamantstrukturen für den Bau eines effizienten Thermoelektrischen Generators erforscht und getestet. Dabei kommen vorwiegend kohlenstoffbasierte Schichten, wie z. B. Diamant, zur Anwendung. Im Vordergrund steht in diesem Bereich die Grundlagenforschung, um Diamant durch geeignete Dotierung von einem Nichtleiter zu einem Halbleiter zu transformieren. Die Herstellung und Untersuchung der in enger Beziehung zu den dotierten Diamantschichten stehenden Metallkarbide erfolgt mit der neu am EnCN aufgestellten PVD-Anlage TINA 700. über die integrierten unterschiedlichen PVD-Techniken (Sputtern, Lichtbogenabdampfen, Widerstandsverdampfen) sollen durch Reaktion mit einer Kohlenstoff-haltigen Gasphase Metallkarbidschichten im Bereich 50 µm bis 100 µm hergestellt und deren thermoelektrischen Eigenschaften charakterisiert werden Die Zugabe von Stickstoff in den PVD-Prozess soll die Herstellung von Metallnitriden bzw. Metallcarbonitriden ermöglichen.
Zur nachhaltigen Nutzung der Abwärmemengen beispielsweise von Fahrzeugen oder Kraftwerken eignet sich die auf dem Seebeckeffekt beruhende Technik der thermoelektrischen Generatoren (TEG), die aus Temperaturdifferenzen direkt elektrischen Strom erzeugt. Die derzeitig etablierten thermoelektrischen Materialen lassen keinen wirtschaftlich sinnvollen Einsatz zu, weil sie entweder toxisch und nur in sehr geringen Mengen verfügbar sind (Bismut- und Bleitelluride), oder noch zu geringe Wirkungsgrade aufweisen (SiGe). Einkristalliner oder mikrokristalliner Diamant haben eine sehr hohe Wärmeleitfähigkeit (ca. 2000 W/mK) und eine sehr geringe elektrische Leitfähigkeit, weshalb sie als thermoelektrisches Material zunächst ungeeignet scheinen. Durch die Abscheidung von bordotiertem, nanokristallinem Diamant auf temperaturbeständigen Templaten im CVD-Verfahren und deren nachfolgende Ablösung können selbsttragende Diamantfolien hergestellt werden. Diese sind ein vielversprechendes thermoelektrisches Material, weil sie sowohl gute elektrische Leitfähigkeiten als auch niedrige Wärmeleitfähigkeiten (2 W/mK) aufweisen. Dazu sind sie und sehr temperaturbeständig (600 °C an Luft, 1100 °C unter Luftabschluss). Dadurch erscheinen hohe Wirkungsgrade (ZT-Werte 2-3) möglich. Im beantragten Projekt sollen bordotierte, p-leitende, nanokristalline Diamantfolien mit verschiedenen Prozessparametern (Druck, Methangehalt, Borgehalt, Beschichtungstemperatur) hergestellt und auf ihre thermoelektrischen Eigenschaften (Seebeckkoeffizient, thermische und elektrische Leitfähigkeit) untersucht werden. Außerdem sollen die p-Folien mit schon existierenden ("schlechten") n-Folien zu thermoelektrischen Generatoren verlötet und dann ebenfalls charakterisiert werden.
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.
Die Zugabe von Titan oder Vanadin in den CVD-Diamantbeschichtungsprozess soll neue elektrische Zustände im Diamantgitter ermöglichen. Auch der Einfluss der Metallzugabe auf die mechanischen Diamanteigenschaften wird untersucht.
Arbeitsschwerpunkte:
- Verdampfersysteme für metallorganische Verbindungen mit Titan bzw. Vanadin.
- Kombination von Sputterverfahren mit Hot-Filament Diamant-CVD.
Bor-dotierte Diamantelektroden haben auf Grund ihrer sehr großen überspannung gegen die kathodische (Wasserstoffbildung erst ab -1,2 V) und anodische (Sauerstoffbildung erst ab 2,5 V) Wasserelektrolyse ein sehr breites Anwendungsspektrum. Dies reicht von der effizienten Desinfektion durch Bakterientötung über die Wasserreinigung durch direkte chemische Oxidation aller Kohlenstoffspezies bis hin zur kathodischen Reduktion von CO2 in Kohlenwasserstoffe. Für Partner aus Forschung und Industrie bieten wir unterschiedliche elektrochemische Reaktoren mit Diamantelektroden an.
Anwendungsbeispiele:
- Batch-Systeme mit CVD-Diamant Streckmetall- oder Plattenelektroden zur Wasserreinigung bis 1 m3 Wasservolumen.
- Experimentelle Durchflussreaktoren.
- Mini-Wasserdesinfektionssysteme auf USB-Basis.
Mit Hochtemperatur-Chromkarbid-Diffusionsschichten oder mit CVD Titanbornitridschichten können unterschiedliche Stahlwerkstoffe mit CVD-Diamant haftfest beschichtet werden. Um die Funktionalität der diamantbeschichteten Stahlbauteile zu erhalten (Festigkeit), ist eine der Legierungszusammensetzung angepasste Diamantbeschichtungstemperatur und Wärmebehandlung notwendig.
Der Forschungsschwerpunkt liegt gegenwärtig auf einer Erweiterung des Spektrums beschichtbarer Stahlsorten, der Optimierung der Wärmebehandlung aus der Beschichtungstemperatur zur Einstellung der notwendigen Stahlfestigkeit und der haftfesten Diamantbeschichtung mit Schichtdicken über 10 µm.
Eine wichtige Anwendung von diamantbeschichten Stahlwerkzeugen liegt in der Verarbeitung von Aluminium, da Aluminium auch bei hohen Temperaturen über 500 °C nicht mit der Diamantoberfläche reagiert.
Anwendungsbeispiele:
- Gasdruckfedern aus 41Cr4.
- Gewindebohrer aus Schnellarbeitsstahl HS 2-9-2.
- Werkzeuge für den Aluminiumdruckguss aus Warmarbeitsstahl X37CrMoV5-1 .(12343) und X46Cr13 (1.4034).
- Ultraschall Schweißsonotroden für Aluminium- oder Kupferkabel z.B. aus pulvermetallurgischem Stahl SPM10.
Mit Titanbornitrid-Zwischenschichten lassen sich haftfeste CVD-Diamantschichten auf Hartmetallen mit Diamantschichtdicken über 100 µm abscheiden. Ein Wegätzen der Kobaltbindephase an der Hartmetalloberfläche ist nicht mehr notwendig, was die mechanische Festigkeit der übergangszone Hartmetall-Diamant deutlich verbessert.
Anwendungsbeispiele:
- Gleitringe und Gleitlager aus Hartmetall
- Hartmetallwerkzeuge
- Hartmetall Erosionsschutzkomponenten
1995 begann die Erforschung und Entwicklung der CVD-Diamantbeschichtung von Siliziumkarbid-Gleitlager und Gleitringdichtungen. Mit Gründung der Fa. DiaCCon Fürth 2002 konnte das hauptsächlich in bayerischen Forschungsprojekten gewonne Know-how erfolgreich in die industrielle Anwendung überführt und neue Arbeitsplätze geschaffen werden.
Da Eisen und Kobalt die Graphitbildung bei der Diamant-CVD katalysieren, wurden CVD-Hochtemperaturzwischenschichten auf Titan- und Tantalbasis entwickelt, die diese Graphit bildende chemische Wechselwirkung einer Stahl- oder Hartmetalloberfläche verhindert. Eine spezielle Oberflächen-Mikrostruktur der Zwischenschicht ermöglicht eine gute mechanische Verzahnung mit der nachträglich aufwachsenden Diamantschicht. Im Temperaturbereich von 500 °C bis 1100 °C ist die CVD Abscheidung von metallischen Titan- oder Tantalschichten bzw. von deren Karbiden, Nitriden oder Boriden möglich.
Anwendungsbeispiele:
- TiNB-Zwischenschicht auf X46Cr13 zur optimalen Diamanthaftung.
- TiB2 auf Graphitfasern zur Stabilisierung bei nachträglicher Zirkon-Schmelzinfiltration.
- Ta auf Graphit zur Erhöhung der chemischen Stabilität.
Zur Schonung des Substratwerkstoffes kann die heiße Erzeugung der CVD-Diamantschicht getrennt von der Bauteiloberfläche erfolgen. Dazu wird die Diamantschicht auf Silizium oder Kupfersubstraten abgeschieden. Ab 20 µm Schichtdicke lässt sich der Diamant als Folie abziehen und frei stehend handhaben. Ein Laserschneiden erzeugt die notwendigen Abmessungen der Diamantfolien. Für eine „kalte“ Applikation auf Bauteiloberflächen werden Klebe- und Lötprozesse untersucht und weiterentwickelt.
Anwendungsbeispiele:
- Auf Stahl aufgeklebte dicke Diamantfolien verhindern die Erosion bei einer Hochdruckbestrahlung durch ein Wasser-Sand Gemisch.
- Auf Stahl aufgeklebte Diamantfolien reduzieren Reibung (keine Aluminiumanhaftungen) und Verschleiß bei der Aluminiumverarbeitung.
Dotierung und Variation der Korngröße durch geeignete CVD-Prozessparameter ermöglichen es, Diamantfolien mit völlig unterschiedlichen Eigenschaften herstellen. Zum einen mikrokristalline Diamantfolien mit sehr hoher Wärmeleitfähigkeit (ca. 2000 W/mK) und keiner elektrischen Leitfähigkeit. Zum anderen Bor-dotierte (p-Leitung) Diamantfolien mit Mikro- oder Nanokorngröße, die elektrische Leitfähigkeiten bis zu 40.000 S/m besitzen und thermische Leitfähigkeiten deutlich unter 100 W/mK. Es konnten bereits Seebeckkoeffizienten von über 350 µV/K gemessen werden. Diese völlig unterschiedlichen Diamantfolien werden zur Verbesserung ihrer thermoelektrischen Eigenschaften weiter entwickelt.
Die n-Leitung von Diamant durch Dotierung mit Metallen wie Titan und Vanadin ist ein weiterer Forschungsschwerpunkt.
CVD-Diamant beschichtete Siliziumkarbid Gleitringe ermöglichen in Tribometer-Versuchen 100 km reinen Trockenlauf. Der Diamantverschleiß liegt dabei unter 3 µm. Durch angepasste Prozessparameter wächst eine <111> texturierte Diamantschicht auf der Gleitringoberfläche mit der verschleißfestesten Oberfläche als Reibungsfläche. Die seit 1995 erforschte Diamantbeschichtung von Gleitringen wird inzwischen industriell angewendet, wobei die vom Lehrstuhl WTM ausgegründete Fa. DiaCCon der weltweit führenden Diamantbeschichtungsdienstleister für diese Applikation ist.
Ein neues Forschungsziel ist die Ausweitung der Diamant-Gleitringapplikationen auch auf metallischen Ringwerkstoffen wie Stahl oder Hartmetall.
Die Lebensdauer von Diamant-Titanelektroden wird bei anodischer Belastung durch die elektrochemische Auflösung des Titankarbid Interfaces zwischen Diamant und dem Titansubstrat begrenzt. Mit Tantal oder Niob als wesentlich stabilere Elektrodenmaterialen lassen sich um Größenordnungen längere Lebensdauern der Diamantelektroden erreichen.
Ein neues Forschungsziel ist die Entwicklung von kostengünstigeren Diamantelektroden, für die zuerst Tantal oder Niob Zwischenschichten auf Titan- oder Stahlblechen aufgebracht werden. Danach erfolgt die Diamantbeschichtung mit Bor-Dotierung.
Im Aluminium Druckguss werden bei Industriepartnern unterschiedliche Stahlwerkzeuge mit Diamantbeschichtung und TiNB-Zwischenschicht eingesetzt. Für Abkantwerkzeuge lässt sich die Lebensdauer von wenigen Wochen auf viele Monate steigern.
Diamantbeschichtete Stahlsonotroden für das Ultraschallschweißen von Aluminiumkabeln werden gegenwärtig in der Vorserie getestet.
Die CVD-Diamantschicht kann die Reaktion der Werkzeugoberfläche mit flüssigem oder festem Aluminium dauerhaft verhindern. Mit einer für jeden Stahlwerkstoff angepassten Wärmebehandlung aus der Diamanthitze muss jedoch die notwendige Festigkeit im Stahl eingestellt werden, um einen Werkzeugausfall durch unzureichende Dauerfestigkeit zu vermeiden.
Als Alternative bzw. Ergänzung wird gegenwärtig die CVD-Diamantbeschichtung von Werkzeugen auf Wolframbasis erforscht, für die auf die Hochtemperatur-Zwischenschichten und die spezielle Wärmebehandlung verzichtet werden kann.