Aerosolbasierte Kaltabscheidung: Keramikschichten für Hochtechnologien

Keramikbeschichtungen konnten lange Zeit nur durch Sintertechniken bei mehr als 1.000 Grad Celsius erzeugt werden. Ein noch junges Sprühverfahren, die aerosolbasierte Kaltabscheidung, ermöglicht ihre Herstellung jedoch schon bei normalen Raumtemperaturen. Sie ist daher für industrielle Anwendungen hochattraktiv. Ingenieurwissenschaftler der Universität Bayreuth unter der Leitung von Prof Dr.-Ing. Ralf Moos sind an der Weiterentwicklung dieser Technologie international führend beteiligt.

In der Zeitschrift „Advanced Materials“ stellen sie deren Vorzüge vor und zeigen, wie die funktionellen Eigenschaften der Keramikschichten im Hinblick auf High-Tech-Anwendungen optimiert werden können.

Aerosolbasierten Kaltabscheidung

Mit der aerosolbasierten Kaltabscheidung (Powder Aerosol Deposition, PAD) lassen sich dichte Keramikschichten auf sehr verschiedene Arten von Materialien aufbringen, wie etwa auf Stahl, Glas, Silizium oder sogar auf Kunststoff. Dafür wird zunächst ein trockenes keramisches Pulver mithilfe eines Trägergases in ein Aerosol, das heißt in eine Mischung aus Gas und festen Partikeln, überführt.

Anschließend wird das Aerosol in einer Vakuumkammer durch eine Düse auf mehrere 100 Meter pro Sekunde beschleunigt und auf das zu beschichtende Material gelenkt. Beim Aufprall brechen die winzigen Keramikpartikel auf. Die dadurch entstehenden, wenige Nanometer großen Bruchstücke besitzen frische aktive Oberflächen. Sie bilden fest haftende dichte Beschichtungen mit einer Dicke zwischen einem und 100 Mikrometern.

Weitere Informationen auf chemie.de und in der Originalveröffentlichung in Advanced Materials.