Verfahrenstechnologie in der WOLF Beschichtung

img-wbt-technologieIn unserem Beschichtungs-Zentrum können wir ein breites Leistungsspektrum der verschiedenen Verfahrenstechnologien anbieten:

PVD-Technologie

PVD-Technologie

PVD steht fürdie Bezeichnung „Physical Vapour Deposition“ oder auf Deutsch: „Physikalische Gasphasenabscheidung“.
WOLF PVD-TechnologieBei Einsatz von PVD-Techniken wird ein Grundmaterial (meist ein Metall) von einem Festkörper aus unter Vakuumbedingungen verdampft. Ein Objekt, das diesem Dampf ausgesetzt ist, wird dann beschichtet, indem das verdampfte Material auf das Objekt abgelagert wird. PVD-Schichten sind nur wenige Mikrometer dick und besitzen dabei allerdings eine sehr hohe Oberflächenhärte.
Derartige Beschichtungen können dem Objekt besondere neue Eigenschaften verleihen, z.B. einen besonders hohen Verschleißschutz oder besonders geringe Reibungskoeffizienten.
Damit keine unerwünschten Reaktionen mit der Luft entstehen, findet der Beschichtungsprozess in einer Vakuumkammer statt, wobei allerdings häufig in geringen Mengen gezielt Prozessgase, wie z.B. Argon oder Stickstoff beigefügt werden.

Die PVD Technik ist ein umweltfreundlicher Prozess, da mit geringem Ressourceneinsatz besondere Oberflächeneigenschaften erzeugt werden können und nahezu keine Abfälle oder Abgase produziert werden.

Lichtbogenverdampfung

Lichtbogenverdampfung (Arc)

Historisch ist die Technik der Lichtbogenverdampfung aus der elektrischen Schweißtechnik entstanden, bevor sich die weitere Anwendung für die Hartstoffbeschichtung ergab.

WOLF-Lichtbogenverdampfung-Arc-2Bei diesem Verfahren wird das Verdampfungsmaterial, welches immer elektrisch leitend sein muss, als feste Platte in beliebiger Anordnung (horizontal oder vertikal) in eine Vakuumkammer eingebracht und als Kathode (negatives Potential) verschaltet.

WOLF-Lichtbogenverdampfung-Arc-3Wie bei dem elektrischen Schweißen wird mit der Anode kurzzeitig ein Kontakt erzeugt, wodurch ein Lichtbogen entsteht. Der Fußpunkt des Lichtbogens konzentriert sich auf einen kleinen Brennfleck von einigen Mikrometern Durchmesser, der sich auf der Oberfläche des Verdampfungsmaterials (meist magnetisch begrenzt) bewegt. Aufgrund der hohen Energiedichte verdampft das Material direkt, ohne dabei eine großflächige Schmelze zu bilden.

WOLF-Lichtbogenverdampfung-Arc-1Es bildet sich somit ein hochkonzentriertes Plasma in Form einer Dampfkeule.

Das zu beschichtende Substrat wird dann, in der Regel mehrfach drehend, um eine homogene Beschichtung zu gewährleisten, durch diese Dampfkeule geführt.

Sputtertechnologie

Sputtertechnologie

WOLF SputtertechnologieAnders als beim Arc-Verfahren wird beim Sputterverfahren das Schichtmaterial nicht erst aufgeschmolzen, sondern direkt vom festen in den gasförmigen Zustand überführt (Sublimation, keine Verdampfung). Hierdurch können verfahrensbedingt keinerlei Droplets (tropfenförmige Makropartikel auf der Schichtoberfläche) auftreten. Das Ergebnis sind extrem glatte Beschichtungen.
Zudem liegen die Temperaturbereiche, bei denen Sputter-Schichten hergestellt werden, deutlich niedriger als bei CVD-Verfahren. Eine Einschränkung in der Wahl der zu beschichtenden Elemente, wie sie bei Arc- und CVD-Verfahren vorliegen, gibt es theoretisch hierbei nicht. Die Sputter-Technologie eröffnet daher eine Fülle von Möglichkeiten hinsichtlich der Auswahl und Kombination von Schichtwerkstoffen.

PACVD-Technik

PACVD-Technik

PACVD oder PECVD steht für „Plasma Assisted (Enhanced) Physical Vapour Deposition“, oder Plasma-unterstützte chemischen Gasphasenabscheidung.

Während bei der PVD-Technik das Beschichtungsmaterial in der Regel in fester Form und ggf. durch Wärmezufuhr verdampft wird, erfolgt die Zufuhr bei der CVD-Technik in der Gasphase. So kann z.B. zur Erzeugung von Kohlenstoffschichten Acetylen (C2H2) oder von siliziumhaltigen Schichten HMDSO (Hexa-Methyl-Disiloxan) zugeführt werden, das im Plasma gecrackt und damit zur Beschichtung zur Verfügung gestellt wird.
Bei der PACVD-Technik sind deutlich tiefere Bearbeitungstemperaturen gegenüber klassischen CVD-Beschichtungen möglich, wodurch eine größere Auswahl an Materialien beschichtet werden können.

Derartige Schichten kommen vorwiegend in tribologischen Anwendungen als reibungsarme und verschleißfeste Beschichtungen zum Einsatz.