Weiterentwicklung und Up-scaling des Hot-Filament Verfahrens für die Diamant CVD

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.

• Ramakrishnan R., Lodes M., Rosiwal S., Singer R.:
  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
• Hirmke J., Rosiwal S., Singer R.:
  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
• Hirmke J., Glaser A., Hempel F., Stancu GD., Röpcke J., Rosiwal S., Singer R.:
  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
• Hirmke J., Schwarz S., Rottmair CA., Rosiwal S., Singer R.:
  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
• Glaser A., Rosiwal S., Singer R.:
  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
• Hirmke J., Hempel F., Stancu GD., Röpcke J., Rosiwal S., Singer R.:
  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
• Schwarz S., Rottmair CA., Hirmke J., Rosiwal S., Singer R.:
  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
• Glaser A., Rosiwal S., Freels B., Singer R.:
  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
• Glaser A., Rosiwal S., Singer R.:
  Herstellung neuartiger Substratwerkstoffe durch Infiltration mit Diamant aus der Gasphase
  14. Symposium Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde
• Schwarz S., Rosiwal S., Frank M., Breidt D., Singer R.:
  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
• Schwarz S., Zeiler E., Rosiwal S., Singer R.:
  Diamond Coatings as Wear Protection for Metallic Devices with Complex Geometry
  In: S. Rosiwal (Hrsg.): FOROB II Abschlußbericht, 2001, S. 33-50
• Jentsch HG., Eibisch H., Rosiwal S., Singer R.:
  High growth rate and high quality CVD diamond growth
  Applied Diamond Coating / Frontier Carbon Technology (Auburn)
  In: Applied Diamond Coating / Frontier Carbon Technology 2001
• Zeiler E., Hiltner K., Lemmer O., Rosiwal S., Singer R.:
  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
• Grögler T., Zeiler E., Rosiwal S., Singer R.:
  3D-Diamantbeschichtung von Titanverdichterschaufeln in Flugtriebwerken
  Workshop Hochleistungsschichten für Verbrennungsmotoren (Frankfurt/Main)
• Rosiwal S., Zeiler E., Rüffer M., Schwarz S., Lemmer O., Singer R.:
  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)
• Zeiler E., Grögler T., Plewa O., Winter R., Rosiwal S., Singer R.:
  CVD-Diamantschichten als Verschleißschutz von Metallen
  2. Industriefachtagung Oberflächen- und Wärmebehandlungstechnik OWT'97 (Chemnitz)