\u00dcberblick \u00fcber Verfahren und Anwendungsgebiete der D\u00fcnnschichttechnologie<\/h2>\n
Die Nanotechnologie basiert auf der Abscheidung von Stoffen aus Fl\u00fcssigkeiten oder Gasen auf die Oberfl\u00e4che von Werkst\u00fccken bzw. auf der chemischen Reaktion von fl\u00fcssigen oder gasf\u00f6rmigen Stoffen mit dem Werkstoff. Dementsprechend unterscheidet die D\u00fcnnschichttechnologie physikalische und chemische Nanotechnologie.<\/p>\n
Zur physikalischen Nanotechnologie geh\u00f6ren die physikalische Gasphasenabscheidung (PVD) und die Galvanotechnik.<\/p>\n
Anwendungsgebiete sind vor allem<\/p>\n
- \n
- Messtechnik<\/li>\n
- Medizintechnik<\/li>\n
- Werkzeugbeschichtung<\/li>\n
- Halbleitertechnik<\/li>\n
- Membrantechnik<\/li>\n
- Optik<\/li>\n
- Korrosionsschutz<\/a><\/li>\n<\/ul>\n
Anwendungsbeispiele nach Industriezweigen<\/h2>\n
Die Vielseitigkeit der D\u00fcnnschichttechnologie zeigt sich in ihrer breiten Anwendung in verschiedensten Industriezweigen. In der Automobilindustrie hat sich die Nanotechnologie besonders bei der Vorbehandlung von Karosserieteilen vor der kathodischen Tauchlackierung etabliert, wo sie trotz geringerer Schichtdicke vergleichbare oder sogar bessere Korrosionsschutzeigenschaften als konventionelle Phosphatierungen erreicht. Der Landmaschinenbau profitiert von der verbesserten Best\u00e4ndigkeit der Beschichtungen gegen extreme Witterungsbedingungen und aggressive Medien wie D\u00fcngemittel oder Salzl\u00f6sungen. In der M\u00f6belindustrie erm\u00f6glicht die D\u00fcnnschichttechnologie eine optimale Vorbereitung von Metallgestellen f\u00fcr die anschlie\u00dfende Pulverbeschichtung, wobei die niedrigen Prozesstemperaturen auch die Behandlung temperaturempfindlicher Bauteile erlauben. Besonders in der Elektronik- und Medizintechnik gewinnen ultrad\u00fcnne Beschichtungen an Bedeutung, da sie funktionale Eigenschaften wie Leitf\u00e4higkeit oder Biokompatibilit\u00e4t gezielt beeinflussen k\u00f6nnen, ohne die Bauteilgeometrie merklich zu ver\u00e4ndern.<\/p>\n
Chemische Gasphasenabscheidung (CVD)<\/h2>\n
Die chemische Gasphasenabscheidung ist ein Verfahren der D\u00fcnnschichttechnologie, bei dem sich das zu beschichtende Werkst\u00fcck und reaktionsf\u00e4hige Gase in einer Reaktionskammer befinden. Das Werkst\u00fcck wird elektrisch beheizt. Hat es eine bestimmte Temperatur erreicht, reagieren die Gase im Bereich der Werkst\u00fcckoberfl\u00e4che miteinander. Die Reaktionsprodukte setzen sich auf der Oberfl\u00e4che ab und werden vom Material chemisch gebunden.<\/p>\n
![\"Wassertropfen](\"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/Wassertropfen-und-transparente-Molekuelstruktur-Nanotechnologie.jpg\" "\\"Wassertropfen")
\u00a9 peterschreiber.media \u2013 stock.adobe.com<\/figcaption><\/figure>\n Dabei verbinden sich an der Grenzfl\u00e4che Werkstoffatome und die Molek\u00fcle der Reaktionsprodukte miteinander. Dieser Vorgang wird als Chemisorption bezeichnet. Die chemische Gasphasenabscheidung zeichnet sich vor allem dadurch aus, dass sich auch an komplexen Oberfl\u00e4chen mit Bohrungen und Hohlr\u00e4umen eine \u00e4u\u00dferst gleichm\u00e4\u00dfige Schicht bildet.<\/p>\n
Sol-Gel-Verfahren<\/h2>\n
Mit dem Sol-Gel-Verfahren lassen sich im Rahmen der D\u00fcnnschichttechnologie stabile organische Beschichtungen erzeugen. Sole, auch kolloidale L\u00f6sungen genannt, sind Mischungen aus sehr kleinen Feststoffpartikeln in einer Fl\u00fcssigkeit. Sie nehmen eine Zwischenstellung zwischen Suspensionen und L\u00f6sungen ein.<\/p>\n
![\"duennschichttechnologie-konversionsverfahren\"](\"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/duennschichttechnologie-konversionsverfahren.jpg\" "\\"\u201eD\u00fcnnschicht-Technologie\u201c")
<\/a><\/p>\nBestehen die Feststoffteilchen aus bestimmten organischen oder anorganischen Verbindungen, k\u00f6nnen sie gelieren. W\u00e4hrend die Fl\u00fcssigkeit mehr und mehr verdampft entsteht zun\u00e4chst ein dickfl\u00fcssiges Gel, das sich aus einem Grundger\u00fcst und in den Poren eingeschlossener Fl\u00fcssigkeit zusammensetzt. Die Beschichtung erfolgt unter anderem dadurch, dass das Werkst\u00fcck in das Gel eingetaucht und langsam herausgezogen wird.<\/p>\n
<\/i>\n\t\t\tEine andere M\u00f6glichkeit ist das Verschleudern des Gels mithilfe rotierender Scheiben oder das Spritzen. Weil beim anschlie\u00dfenden Trocknen der Beschichtung chemische Reaktionen ablaufen gilt das Sol-Gel-Verfahren als chemische Nanotechnologie.\n\t\t\t<\/div><\/div>\nErzeugung von Konversionsschichten<\/h2>\n
Zur Vorbereitung von Oberfl\u00e4chen auf die Lackierung<\/a> werden vor allem auf Eisenmetallen und Aluminium Konversionsschichten erzeugt, in denen Werkstoffatome und Prozesschemikalien chemisch miteinander verbunden sind. Bekannt sind vor allem die Phosphatierung, die Zinkphosphatierung<\/a> und die Chromatierung. Die Konversionsschicht verbessert den Korrosionsschutz und die Lackhaftung.<\/p>\n
![\"konversionsverfahren-duennschichtverfahren\"](\"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/konversionsverfahren-duennschichtverfahren.jpg\" "\\"Wir")
<\/a><\/p>\nAls Alternative zu den konventionellen Konversionsverfahren, bei denen Schichtdicken von 1 bis 2 \u00b5m entstehen, bildet sich bei der D\u00fcnnschichttechnologie eine 0,1 bis 0,2 \u00b5m dicke Konversionsschicht. Geringste Verunreinigungen der Oberfl\u00e4chen w\u00fcrden hierbei sehr st\u00f6ren. Deshalb ist vor dem Einsatz von Nanotechnologien f\u00fcr die Erzeugung der Konversionsschichten eine besonders sorgf\u00e4ltige Teilereinigung<\/a> erforderlich.<\/p>\n
Physikalische Gasphasenabscheidung (PVD)<\/h2>\n
Bei der physikalischen Gasphasenabscheidung kondensiert verdampftes Material in einer meist luftleeren Beschichtungskammer auf der Werkstoffoberfl\u00e4che. Beim Abk\u00fchlen erstarrt die Beschichtung.<\/p>\n
<\/i>\n\t\t\tDie einzelnen Verfahren der PVD unterscheiden sich vor allem durch die Methoden mit denen die Beschichtungsstoffe verdampft und zu den Oberfl\u00e4chen transportiert werden.\n\t\t\t<\/div><\/div>\nDabei werden unter anderem thermisches Verdampfen, Ionenbeschuss oder Kathodenzerst\u00e4uben eingesetzt.<\/p>\n
Galvanotechnik<\/h2>\n
Die Galvanik ist eine Beschichtungstechnik, die auf der elektrischen Leitf\u00e4higkeit von Salzl\u00f6sungen beruht. Die Salzl\u00f6sungen werden auch als Elektrolyt bezeichnet. In einem Stromkreis aus Spannungsquelle, Elektrolyt und Werkst\u00fcck transportieren Metallionen elektrische Ladungen durch die Fl\u00fcssigkeit. Am Werkst\u00fcck angekommen, geben sie ihre Ladung an den Stromkreis ab und setzen sich als festes Metall auf die Werkst\u00fcckoberfl\u00e4che. Die anliegende Spannung, die Prozessdauer und die Badzusammensetzung entscheiden \u00fcber die Dicke der Beschichtung. Durch die Wahl der einzelnen Parameter lassen sich metallische \u00dcberz\u00fcge herstellen, die den Anforderungen der D\u00fcnnschichttechnologie entsprechen.<\/p>\n
![\"Galvanisches](\"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/Galvanisches-Bad-zur-Behandlung-von-industriellen-Verbindungselementen.jpg\" "\\"Galvanisches")
\u00a9 \u0410\u043b\u0435\u043a\u0441\u0430\u043d\u0434\u0440 \u0418\u0432\u0430\u0441\u0435\u043d\u043a\u043e \u2013 stock.adobe.com<\/figcaption><\/figure>\n Qualit\u00e4tssicherung bei D\u00fcnnschichtbeschichtungen<\/h2>\n
Die extrem geringen Schichtdicken der Nanotechnologie erfordern hochpr\u00e4zise Pr\u00fcfverfahren zur Qualit\u00e4tskontrolle. W\u00e4hrend bei konventionellen Phosphatierungen die Schichtdicke noch mit einfachen Methoden messbar ist, kommen bei Nanobeschichtungen haupts\u00e4chlich die R\u00f6ntgenfluoreszenz-Analyse und die Rasterelektronenmikroskopie zum Einsatz. Die Funktionalit\u00e4t der Beschichtung wird durch standardisierte Korrosionsschutzpr\u00fcfungen wie den Salzspr\u00fchtest nach DIN EN ISO 9227 bewertet, wobei die Pr\u00fcfdauer aufgrund der geringeren Schichtdicke oft angepasst werden muss. Besonders kritisch ist die Bewertung der Lackhaftung, da diese ma\u00dfgeblich von der Gleichm\u00e4\u00dfigkeit der Nanobeschichtung abh\u00e4ngt. Moderne Inline-Pr\u00fcfsysteme erm\u00f6glichen heute eine kontinuierliche \u00dcberwachung der Beschichtungsqualit\u00e4t w\u00e4hrend des Produktionsprozesses und sorgen f\u00fcr gleichbleibend hohe Standards.<\/p>\n
D\u00fcnnschichttechnologie bei Kluthe<\/h2>\n
Kluthe bietet als Alternative f\u00fcr die Eisen- und Zinkphosphatierung die DECORRDAL 900er- und DECORRDAL 600er-Reihe f\u00fcr die D\u00fcnnschichttechnologie an. Damit steht Chemie f\u00fcr die Erzeugung einer Konversionsschicht auf unterschiedlichsten Metallen zu Verf\u00fcgung. Die Produkte sind multimetall-f\u00e4hig. Die chemische Nanotechnologie dieser Beschichtungstechnik beruht auf dem Einsatz von Oxiden und Zirkonium. Diese Prozesschemikalien bilden zusammen mit dem Grundwerkstoff die hauchd\u00fcnne Konversionsschicht.<\/p>\n
![\"industrielle-auftragslackierung-duennschichttechnologie\"](\"https:\/\/kluthe.com\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/industrielle-auftragslackierung-duennschichttechnologie.jpg\" "\\"Industrielle")
<\/a><\/p>\n