Oberflächenbeschichtung Heraeus bietet Aerosol-Deposition-Prozess im industriellen Maßstab an

Redakteur: Peter Königsreuther

Der Beschichtungsprozess Aerosol Deposition diente bisher nur zur Oberflächenveredelung von Komponenten für Plasmakammern. Nun hat Heraeus den Prozess und die Maschinen für den industriellen Einsatz optimiert. Einsatzpotential gibt es in der Sensorik, Leistungselektronik, Batterie- und Medizintechnik.

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Bei der Beschichtung mittels Aerosol Deposition werden Materialpartikel mithilfe eines Trägergases beschleunigt und auf das Substrat aufgebracht.
Bei der Beschichtung mittels Aerosol Deposition werden Materialpartikel mithilfe eines Trägergases beschleunigt und auf das Substrat aufgebracht.
(Bild: W. Hartmann / Heraeus)

Heraeus erweitert nach eigenen Angaben die Einsatzmöglichkeiten der Beschichtungsmethode Aerosol Deposition. Sie soll für ein breiteres Spektrum an Industriezweigen zur Verfügung stehen. Denn obwohl die Beschichtungsmethode viele Vorteile biete, würde sie bisher nur von den Herstellern von Plasmakammern genutzt. Doch Machbarkeitsstudien, zum Beispiel von der Universität Bayreuth, haben bewiesen, dass auch andere Branchen davon profitieren könnten. Aerosol Deposition, so die Hanauer, kann immer dann weiter helfen, wenn herkömmliche Beschichtungsarten versagen oder eine ganz neuartige Beschichtung zur Debatte steht.

Partikelbeschuss ohne Beschränkungen

Bei der Aerosol Deposition werden Materialpartikel mithilfe eines Trägergases auf eine Geschwindigkeit von mehreren 100 Metern pro Sekunde beschleunigt, erklärt Heraeus. Treffen sie dann auf eine Werkstückoberfläche, bilden sie dort einen geschlossenen Film.

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Die Aerosol Deposition habe keine grundsätzlichen Grenzen, wenn es um das abzuscheidende Material oder die Werkstoffe der Bauteile gehe. Der Anbieter betont, dass die einzige Voraussetzung für den Einsatz ist, dass das Beschichtungsmaterial als verarbeitbares Pulver vorliegen muss.

Physikalisch appliziert, chemisch fixiert

Die damit aufgebauten Schichten (ab 1 Mikrometer) sollen sehr gut haften und sich durch Materialeigenschaften auszeichnen, die fast an die Eigenschaften des Grundmaterials heranreichten. Die gute Haftung erklärt sich daraus, dass das Substrat (die Werkstückoberfläche) und die Schichtpartikel eine chemische Verbindung eingehen. Die mithilfe der Aerosol Deposition aufgebrachten Beschichtungen können – je nach verwendetem Material – elektrisch isolieren, Wärme leiten, vor Korrosion und Abrasion schützen, als Haftvermittler dienen, allgemein als Oberflächenveredelung fungieren und sogar als freistehende Metallschicht eingesetzt werden, zählt Heraeus die Funktionalisierungsmöglichkeiten auf.

Eine unkompliziert-produktive Alternative

Im Gegensatz zu Beschichtungstechniken, die durch Verdampfen wirken, funktioniert die Aerosol Deposition bei Raumtemperatur. Das heißt, dass auch Materialien und Substrate verwendet werden können, die nicht temperaturbeständig sind, betont der Anbieter. Bei der Abscheidung auf dem Substrat komme es weder zu einer Material- noch zu einer Phasenumwandlung. Deshalb seien vollkommen neue Kombinationen von Beschichtung und Substrat machbar. Heraeus habe bereits viele Kombinationen erfolgreich getestet. Darunter Stahl, Keramik, Glas, Polymere, Silizium- und Indiumphosphid-Wafer.

Alternative Methoden wie Sputtern oder Verdampfen müssen außerdem im Hochvakuum ablaufen – ein technisch und zeitlich relativ aufwendiger Prozess. Aerosol Deposition sei meist schneller und wird im Niedrigvakuum durchgeführt. Das, so die Hanauer Experten, erzeugt auch recht hohe Abscheideraten. Heraeus begleitet Interessierte von der Machbarkeitsstudie bis zur Serienfertigung.

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