Die Abscheidung von Beschichtungsmaterial ist ein Verfahren, mit dem dünne oder dicke Schichten einer Substanz Atom für Atom oder Molekül für Molekül auf einer festen Oberfläche erzeugt werden. Das Ergebnis dieses Verfahrens ist eine Beschichtung, die je nach Anwendung die Eigenschaften der Substratoberfläche verändert. Die Dicke der abgeschiedenen Schichten kann von einem Atom (Nanometer) bis zu mehreren Millimetern reichen, je nach Beschichtungsmethode und Materialart.
Methoden der Abscheidung:
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Es gibt verschiedene Methoden, um Schichten aus unterschiedlichen Materialien auf verschiedenen Oberflächen abzuscheiden. Zu diesen Methoden gehören Sprühen, Schleuderbeschichten, Plattieren und Vakuumabscheidungsverfahren, bei denen das Zielmaterial in der Dampfphase abgeschieden wird. Die wichtigsten dieser Verfahren sind:Aufgedampfte Beschichtungen:
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- Hierbei handelt es sich um hauchdünne Materialschichten, die auf Teile oder Oberflächen aufgebracht werden, in der Regel um Eigenschaften wie Kratzfestigkeit oder Wasserbeständigkeit zu erzielen, ohne die Geometrie des Teils zu verändern. Aufgedampfte Schichten werden hergestellt, indem ein Ausgangsmaterial in einer Vakuumkammer verdampft wird, in der sich auch das Zielobjekt befindet. Der Materialdampf kondensiert dann auf dem Objekt und erzeugt eine mikrodünne Aufdampfbeschichtung auf den freiliegenden Oberflächen.Methoden zum Aufbringen von Aufdampfbeschichtungen:
- Physikalische Gasphasenabscheidung (PVD): Hierbei handelt es sich um die Abscheidung eines Materials durch physikalische Verfahren wie Verdampfung oder Sputtern.
- Chemische Gasphasenabscheidung (CVD): Die Abscheidung von Materialien erfolgt durch chemische Reaktionen zwischen gasförmigen Verbindungen.
- Mikro-Bogen-Oxidation (MAO): Bildet eine Keramikschicht auf Metallen durch elektrolytische Prozesse.
- Sol-Gel: Die Bildung einer Oxidschicht erfolgt durch chemische Reaktionen in einer flüssigen Lösung.
- Thermisches Spritzen: Abscheidung von Materialien durch Erhitzen in einen geschmolzenen oder halbgeschmolzenen Zustand und Aufsprühen auf eine Oberfläche.
Polymer-Beschichtungen:
Verwenden Polymere, um Oberflächen bestimmte Eigenschaften zu verleihen.Jede dieser Methoden eignet sich für unterschiedliche Anwendungen und bietet Variationen bei den Abscheidungsmethoden, Materialien, zweiten Phasen, Dicken und Dichten. Diese Variationen wirken sich auf die mechanische Stabilität, die Korrosionseigenschaften, die Biokompatibilität und die Verbesserung des Materialverhaltens für bestimmte Arten von Beschichtungen aus.
Details zum Prozess:
Beim Beschichtungsprozess wird das zu beschichtende Material in der Regel in eine Vakuumkammer eingebracht. Das Beschichtungsmaterial wird dann erhitzt oder der Druck um es herum wird reduziert, bis es verdampft. Das verdampfte Material setzt sich auf dem Substratmaterial ab und bildet eine gleichmäßige Beschichtung. Durch Einstellen der Temperatur und der Dauer des Prozesses wird die Dicke der Beschichtung gesteuert. Nach der Abscheidung kühlt das System ab, bevor das Vakuum unterbrochen und die Kammer in die Atmosphäre entlüftet wird.Herausforderungen und Überlegungen:
