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Im Bereich der Werkstoffprüfung gibt es eine Vielzahl verschiedener Prüfmethoden, mit denen Materialkenngrößen oder Bauteilfehler, die vor oder während der Verarbeitung entstanden sind, ermittelt werden können. Die Verfahren teilen sich in zwei große Hauptgruppen auf: zerstörende und zerstörungsfreie Prüfungen. Ein sehr häufig genutztes Verfahren ist die zerstörungsfreie Wirbelstromprüfung. Mit ihr ist es möglich die elektrischen Leitfähigkeiten direkt zu bestimmen oder Bauteilfehler zu detektieren. Dazu werden die aufgenommenen Signale als Ortskurven in der komplexen Impedanzebene dargestellt. Das Ziel dieser Arbeit ist es solche Ortskurven für verschiedene Muster- und Referenzproben mit dem Nortec 600, einem handelsüblichen Wirbelstromprüfgerät, zu erstellen. Dabei werden verschiedene Messsonden zuerst mit CT-Untersuchungen charakterisiert und anschließend eingesetzt, um die Unterschiede zwischen diesen zu ermitteln. Zusätzlich wird eine spezielle Messsonde zum Einsatz kommen, die direkt die elektrische Leitfähigkeit angibt. Die Ergebnisse werden dann mit anderen Prüfgeräten und Literaturwerten verglichen, um die Genauigkeit der genutzten Geräte beschreiben zu können. Aus den Messungen der Leitfähigkeiten mit den drei verschiedenen betrachteten Messgeräten zeigt sich, dass alle Ergebnisse sehr nahe an den Literaturwerten liegen. Es gibt nur geringe Abweichungen, die durch ungerades Aufsetzen des Messkopfes verursacht werden können. Mit Hilfe der CT-Untersuchungen kann der innere Aufbau der Sonden erfasst werden. Die daraus gewonnenen geometrischen Abmessungen konnten im Anschluss in den Berechnungen zur Erstellung der Ortskurven verwendet werden. Die ermittelten Ortskurven bilden die elektrischen Leitfähigkeiten der betrachteten Materialien gut ab. Die Positionen der einzelnen Ortskurven werden durch die im Rahmen einer Methodentriangulation aufgenommenen Vergleichswerte bestätigt. Mit der hier angewendeten Methode ist es möglich Ortskurven mit den Messsignalen des Nortec 600 aufzustellen und auszuwerten.

Es wurde versucht, eine Bor-dotierend Ti3SiC2 dünne Schicht durch Magnetron Sputtern mit Targets Ti, B und SiC bzw. anschließend Tempern Prozess bei 900˚C mit Verweilzeit 5 Minuten zu erhalten. Die Kristallstruktur und Zusammensetzung wurden durch XRD und EDX sowie GDOES untersucht, und die mechanischen und elektrischen Eigenschaften wurden unter Verwendung der Picoindenter und Van-der-Pauw-Methode gemessen. Es wurde eine relativ reine Ti3SiC2 Kristallphase mit einigen Nebenphasen wie TiC, Ti5Si3 und teilweise nicht reagierte SiC herausgekommen. Für die Probengruppe C verschoben sich mit zunehmendem B-Gehalt die Ti3SiC2 Beugungspeaks zu einem größeren Netzebene, was zeigte sich, dass die B-Atom mögliche in der Ti3SiC2 Kristallstruktur eingebaut und einen Festlösungszustand gebildet hat. Außerdem wurde in allen Proben keine kristalline Boride Verunreinigungen gefunden. Die Härte, der Youngs-Modul und der elektrische Widerstand zeigen keinen klaren Trend mit dem B-Gehalt, was auf die nicht reagierte SiC, B sowie Nebenphasen und durch Tempern entstandene Gitterfehler zurückzuführen ist. Die Härte und das Elastizitätsmodul lagen in einem ähnlichen Bereich wie in anderen Literaturstellen, und eine maximale Härte von 34,98 GPa wurde in einer Probe mit dem höchsten B-Gehalt (˜ 75%) E-75 mit einem relativ niedrigen Elastizitätsmodul von 216,53 GPa vermerkt. Ein höherer H / E-Wert könnte für die Zähigkeit sowie Verschleißfestigkeit vorteilhaft sein. Im Allgemeinen enthielt B Proben, die entweder keinen Effekt oder eine bessere elektrische Leitfähigkeit zeigten. Im Allgemeinen die B-dotierende Proben, die entweder keinen Effekt oder eine bessere elektrische Leitfähigkeit zeigten. Zusammengefasst könnte die Zugabe von B zu einem Ti/SiC-Mehrschichtsystem reines Ti3SiC2 ohne zusätzliche Boride Verunreinigung und möglich bessere mechanischen Eigenschaften bilden. Für weitere Details wäre jedoch eine weitere Untersuchung erforderlich.

In dieser Arbeit wurde die Formierung von Hoch-Entropie-Legierungen aus dünnen Mehrschichtsystemen untersucht. Das Ziel war herauszufinden, ob aus diesen Mehrschichtsystemen Hoch-Entropie-Legierungen werden und wie diese aussehen würden. Zusätzlich wurde der Einfluss von Cu auf die AlFeCrNi Hoch-Entropie-Legierung untersucht. Dafür wurden zwei Arten von Proben erstellt: AlFeCrNi und AlFeCrNiCu. Die Schichtdicke der einzelnen Schicht wurde so kalkuliert, dass die resultierenden Legierungen äquiatomare Zusammensetzung besitzen. Um die Proben zu erzeugen wurden Si (111) Wafer durch Magnetron Sputtern beschichtet. Diese Proben wurden dann bei unterschiedlichen Zeiten (1 bis 5 Minuten) und Temperaturen (400 ˚C bis 1000 ˚C) geglüht. Die geglühten Proben wurden mithilfe von XRD, SEM und EDX untersucht. Obwohl die Proben nicht äquiatomare Zusammensetzung besitzen, so konnte doch die Formierung von Hoch-Entropie-Legierungen festgestellt werden. Der Al-Gehalt (7.54 at-%) war, im Vergleich zum Cr oder Ni-Gehalt (35.57 und 36.85 at-%), für die AlFeCrNi Proben sehr gering. Die gebildeten Phasen bestanden aus einer krz Phase und entweder einer kfz Phase oder einer B2 Phase. Aufgrund des Cu-Gehaltes besaß die kfz Phase der kupferhaltigen Proben einen signifikant größeren Gitterparameter als die kfz Phase der kupferlosen Proben. Die Formierung der Hoch-Entropie-Legierungen hat für die kupferlosen Proben zwischen 400 ˚C und 600 ˚C stattgefunden. Für die kupferhaltigen Proben findet die Bildung der Hoch-Entropie-Legierung unter 400 ˚C statt. Im Gegensatz zur Erwartung, dass die Hoch-Entropie-Legierung bei höheren Temperaturen stabiler ist, haben sich bei 1000 ˚C für die kupferlosen und 800 ˚C für die kupferhaltigen Proben, intermetallische Verbindungen gebildet. Die intermetallischen Proben waren hauptsächlich CrSi2, AlNi3 und Al4Cu9. Die Phasenseparation und die intermetallischen Verbindungen sind auf den SEM und EDX Aufnahmen sichtbar.

Das Ziel der vorliegenden Masterarbeit war es, die Verarbeitbarkeit eines neuen Metall-Matrix-Kompositwerkstoffes im 3D-Druck nachzuweisen. Dabei wurde das Verfahren des Selektiven Laserstrahlschmelzens (SLM) verwendet, um eine mit Niobcarbid-Partikeln verstärkte Stahllegierung (1.2907) zu verarbeiten. Zunächst wurde die Konditionierung der Ausgangswerkstoffe betrachtet. Dann wurden in Testreihen verschiedene Mischungsverhältnisse untersucht und Fertigungsparameter identifiziert, die die erfolgreiche additive Fertigung von mechanisch belastbaren Probekörpern ermöglichen. Die Eigenschaften der Proben wie Dichte, Härte, Gefüge und chemische Zusammensetzung wurden bestimmt und bewertet. Es konnte u.a. gezeigt werden, dass eine Partikelverstärkung zu einer signifikanten Steigerung der Härte führt.

In dieser Arbeit werden dünne Wolframoxidschichten hergestellt und ihre Struktur und Eigenschaften für die Verwendung in Gassensoren untersucht. Aufbauend auf vorhergehende Untersuchungen werden die Veränderungen bei kleinen Schichtdickenvariationen betrachtet. Dazu werden zwei Probeserien mit Dicken zwischen 20 nm und 70 nm in 10 nm Schritten hergestellt. Nach dem Aufbringen der Schicht wird Probeserie 2 einem Temperprozess zur Veränderung der Schichtstruktur unterzogen, Serie 1 bleibt unbehandelt. Die Schichten werden durch topographischen (REM) und analytische (XRD, GDOES, VSM) Methoden charakterisiert. Die Ergebnisse sind mit Ergebnissen vorangegangener Arbeiten kaum Vergleichbar. So zeigen die Oberflächenaufnahmen von Serie 2 auffällige Ausscheidungen in Form von runden Punkten, hauptsächlich verteilt an Korngrenzen und gesputterten, thermisch nicht gewandelten Flächen. Diese sind mit den Ergebnissen der XRD und GDOES nicht eindeutig zu identifizieren, unter anderem, da diese nicht vollständig deckende Ergebnisse liefern. So zeigt die Phasenuntersuchung für beide Serien Nachweise für kristalline Bestandteile. Für die Serie 1 ist dies ein entscheidender Unterschied zu bestehenden Forschungsergebnissen, welche bisher auf röntgenamorphe Schichten schließen lassen. Die Ergebnisse der Serie 2 zeigen von monoklinen und orthorhombischen WO3 statt triklinen. Stöchiometrisch soll das WO3 mit Hilfe der Tiefenprofile, aufgenommen mit der GDOES, nachgewiesen werden, was die vorliegenden Ergebnisse jedoch nicht tun. Stattdessen zeigen diese komplex verlaufende Konzentrationen von Wolfram, Sauerstoff und Silizium. Somit liegt Wolframoxid nicht alleinig als Bestandteil der Schicht vor. Diese Abweichungen zeigen ihren Einfluss in den Ergebnissen der Messwerte für die elektr. Eigenschaften der Schichten. Diese liegen deutlich höher als bei bisher gemessenen Werten und lassen sich auf bestehende Modelle nicht plotten. Von diesen Ergebnissen kann als Fazit gezogen werden, dass die Reproduktion auf bestehende Erkenntnisse nicht zwangsläufig auf bestehende Ergebnisse führt. Dies lässt Raum für weitere Forschungen bezüglich der Charakterisierung der Schichten, auch mit weiteren Halbleitermaterialien wie z. B. TiO2 oder SnO2.