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      A Novel Approach of Plasma Nitrocarburizing Using a Solid Carbon Active Screen – a Proof of Concept Translated title: Ein neuer Ansatz des Plasmanitrocarburierens mit dem Aktivgitter aus Kohlenstoff – eine Machbarkeitsprüfung des Konzeptes

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          Abstract

          The feasibility of a novel approach of plasma nitrocarburizing with active screen (AS) made of carbon-fiber reinforced carbon (CFC) has been demonstrated in a comparative study of two types of AS material, steel and CFC, under similar process conditions. Besides the excellent thermo-mechanical properties of the CFC material against the conventional steel, an uncontrollable sputter deposition of the steel screen material during the nitriding can be avoided by the use of the CFC material. Furthermore, a solid-carbon-source concept based on the generation of highly reactive precursor gases, in particular of the unsaturated hydrocarbons HCN and C 2H 2 directly in the process, avoiding external supply of gaseous hydrocarbons, has been realized in the plasma-enhanced thermochemical treatment. The high nitriding effect of the process atmosphere obtained with the CFC AS yielded a significant improvement of nitriding results for different treated steels.

          Kurzfassung

          Die Machbarkeit eines neuartigen Ansatzes zum Plasmanitrocarburieren mit dem Aktivgitter aus kohlenstofffaserverstärktem Kohlenstoff (carbon fiber carbon composite, CFC) wurde im Rahmen einer Vergleichsstudie unter identischen Versuchsbedingungen für ein Aktivgitter aus Stahl bzw. CFC geprüft. Neben den hervorragenden thermo-mechanischen Eigenschaften des CFC im Vergleich zum konventionellen Stahl wird beim CFC-Aktivgitter eine unkontrollierte Zerstäubung und Abscheidung des Gittermaterials auf den behandelten Proben vermieden. Darüber hinaus wurde für das plasmagestützte thermochemische Verfahren das Konzept einer Feststoff-Kohlenstoffquelle umgesetzt, welches auf der Erzeugung hochreaktiver Gase, insbesondere der ungesättigten Verbindungen HCN und C 2H 2, direkt während des Prozesses beruht und damit die Verwendung externer gasförmiger Kohlenstoff-Präkursoren nicht erforderlich macht. Infolge der hochreaktiven Nitrieratmosphäre, die mittels des CFC-Aktivgitters erzeugt wurde, konnten signifikante Verbesserungen des Nitrierergebnisses bei der Behandlung unterschiedlicher Stähle erreicht werden.

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          Chemical sputtering of hydrocarbon films

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            Spectroscopy of flowing discharges and post-discharges in reactive gases

            A. Ricard (1993)
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              Towards long-lasting antibacterial stainless steel surfaces by combining double glow plasma silvering with active screen plasma nitriding

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                Author and article information

                Journal
                htme
                HTM Journal of Heat Treatment and Materials
                Carl Hanser Verlag
                1867-2493
                2194-1831
                12 October 2017
                : 72
                : 5
                : 254-259
                Affiliations
                1 TU Bergakademie Freiberg, Institute of Materials Engineering, Gustav-Zeuner-Str. 5, 09599 Freiberg, Germany
                2 INP Greifswald, Greifswald, Germany
                3 TU Bergakademie Freiberg, Germany
                Author notes
                4 burlacov@ 123456ww.tu-freiberg.de (Corresponding author/Kontakt)
                Article
                HT110334
                10.3139/105.110334
                4f001d8d-add8-4285-abfb-75f74948291d
                © 2017, Carl Hanser Verlag, München
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                Materials technology,Materials characterization,General engineering,Mechanical engineering,Materials science
                Feststoff-Kohlenstoffquelle,Nachglimmen (afterglow),nitriding hardness depth (NHD),afterglow,active screen plasma nitrocarburizing,Aktivgitter-Plasmanitrocarburieren,Verbindungsschicht (VS),solid-carbon-source,Nitrierhärtetiefe (NHD),chemisches Sputtern,carbon-fiber reinforced carbon (CFC),kohlenstofffaserverstärkter Kohlenstoff (CFC),chemical sputtering,compound layer (CL)

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