Grenzflächen-dominiertes Ermüdungsverhalten dünner Schichten

Metallische Dünnschichten kommen bei einer Vielzahl von Anwendungen, z.B. in Sensoren und in mikroelektromechanischen Systemen (MEMS), zum Einsatz. Dort sind sie oft zyklischen Lasten ausgesetzt. Da ihre Dicke im Mikro- oder Nanometerbereich liegt, verfügen sie über andere Eigenschaften als Bulk-Material und in dessen Folge werden andere Schädigungsmechanismen bei der Ermüdung beobachtet. Eine dominierende Rolle bei der Art der Ermüdungsschädigung spielt auch das Substrat, auf dem die Dünnschicht aufgebracht ist. Die Art der Grenzfläche, die zwischen Substrat und Schicht vorliegt, kann als hart (Dünnschicht auf Metall- oder Keramiksubstrat), weich (Dünnschicht auf Polymer) oder freistehend (Dünnschicht ohne Substrat) klassifiziert werden.

Durch verschiedene mikromechanische Untersuchungsmethoden wie Bulge-Test, Röntgenbeugung und Transmissionselektronenmikroskopie soll nun der Einfluss des Grenzflächencharakters auf die Ermüdungsverformung untersucht und anschließend modelliert werden, um Kriterien für möglichst ermüdungsbeständige metallische Dünnschichten zu erarbeiten.

Dieses Projekt wird von der DFG gefördert und ist in Zusammenarbeit mit dem Erich Schmid Institut Leoben.