Die physikalische Gasphasenabscheidung (PVD) ist ein Verfahren zur Abscheidung dünner Schichten von Materialien auf einem Substrat.
Dies geschieht in der Regel unter Hochtemperatur-Vakuumbedingungen.
Die bei der PVD verwendeten Materialien können aus reinen Atomelementen, einschließlich Metallen und Nichtmetallen, oder aus Molekülen wie Oxiden und Nitriden bestehen.
Diese Materialien werden in der Regel mit Hilfe von Hochleistungselektrizität oder Lasern vergast und dann auf das Substrat aufgebracht.
So entsteht eine dünne, harte und korrosionsbeständige Beschichtung.
5 Wichtige Materialien und Verfahren
1. Reine Atomelemente
Zu den reinen Atomelementen gehören Metalle wie Aluminium, Titan und Kupfer, aber auch Nichtmetalle.
Diese Elemente werden häufig aufgrund ihrer spezifischen Eigenschaften wie Leitfähigkeit, Härte oder Korrosionsbeständigkeit ausgewählt.
2. Moleküle
Übliche Beispiele für Moleküle, die bei der PVD verwendet werden, sind Oxide und Nitride.
Titannitrid zum Beispiel wird wegen seiner extremen Härte und Verschleißfestigkeit häufig verwendet.
Dies macht es ideal für Schneidwerkzeuge und dekorative Beschichtungen.
3. Thermische Verdampfung
Beim thermischen Verdampfen wird das Material in einer Hochvakuumumgebung bis zum Siedepunkt erhitzt.
Dadurch verdampft das Material und kondensiert dann auf dem Substrat.
Diese Technik eignet sich für die Abscheidung von reinen Metallen und einigen Verbindungen.
4. Sputtern
Beim Sputtern wird das zu beschichtende Material (Target) mit hochenergetischen Teilchen beschossen.
Dadurch werden Atome oder Moleküle herausgeschleudert und auf dem Substrat abgelagert.
Das Sputtern ermöglicht die Abscheidung einer breiteren Palette von Materialien, einschließlich Legierungen und Verbindungen.
Es sorgt auch für eine bessere Haftung und Gleichmäßigkeit der Beschichtung.
5. Anwendungen und Vorteile
PVD-Beschichtungen werden aufgrund ihrer Härte, Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit sowie ihrer Hochtemperaturtoleranz in verschiedenen Anwendungen eingesetzt.
Besonders beliebt sind sie in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, der Medizintechnik und der Elektronik.
Die Umweltfreundlichkeit der PVD-Beschichtung sowie die Sauberkeit und Reinheit der verwendeten Materialien machen sie auch zu einer idealen Wahl für Anwendungen wie chirurgische Implantate.
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