Fraunhofer-Gesellschaft

Publica

Hier finden Sie wissenschaftliche Publikationen aus den Fraunhofer-Instituten.

Transparente und farbige Kratzschutzschichten

Transparent and colored, scratch-resistant coatings
 
: Metzner, C.; Morgner, H.; Scheffel, B.; Fietzke, F.; Frach, P.

JOT + Oberfläche. Journal für Oberflächentechnik 45 (2005), No.1, pp.52-56
ISSN: 0940-8789
German
Journal Article
Fraunhofer FEP ()
Beschichten; Kratzschutzschicht; Oberfläche; dünne Schicht

Abstract
Mit hochproduktiven Vakuumbeschichtungsverfahren, die besonders für die Großflächenanwendung geeignet sind, beschäftigt sich das Fraunhofer-Institut für Elektronenstrahl- und Plasmatechnik (FEP) in Dresden. Im Beitrag werden dazu die wichtigsten Verfahren, das Puls-Magnetron-Sputtern und die plasmaaktivierte Hochratebedampfung, vorgestellt. Weiterhin wird anhand von 4 Beispielen demonstriert, wie sich mit diesen Grundtechnologien verschiedene Eigenschaften oder Eigenschaftskombinationen transparenter und/oder farbiger Kratzschutzschichten für Anwendungen im Innen- und Außenbereich realisieren lassen. Das reaktive Plus-Magnetron-Sputtern (PMS) ist ein Verfahren zur produktiven Hochratebeschichtung von zwei- bzw. dreidimensionalen Substraten mit Verbindungsschichten. Es zeichnet sich sowohl durch hohe Langzeitstabilität als auch durch Gleichmäßigkeit und Konstanz aus. Charakteristisch für das Verfahren ist die gepulste Energieeinspeisung in ein Entladungsplasma mit einer Frequenz zwischen 10 - 50 kHz. Die Hochrate-Elektronenstrahl-Bedampfung bietet die vergleichsweise höchsten Abscheideraten (bis zu 20 Mikrometer/s) unter den PVD-Verfahren und ist gleichzeitig hervorragend zur Großflächenbedampfung (Verdampferfläche bis zu 0,3 m(exp 2)) geeignet. Im FEP wurden hierzu drei Prozesse auf der Grundlage der Kombination der Elektronenstrahl-Hochrate-Bedampfung mit verschieden geführten Bogenentladungen (SAD-, RAD- und HAD-Prozess) entwickelt. Anwendungsbeispiele für Kratzschutzschichten sind: dünne farbige Verbindungs- und Interferenzschichten, Easy-to-clean-Beschichtungen mit Titanoxid, transparente Kratzschutzschichten sowie dekorative Schichten mit Korrosionsschutzwirkung. Anwendungsfelder bieten sich hauptsächlich im Sanitärbereich (Armaturen, selbstreinigende Fließen), bei Kunst- und Gebrauchsgegenständen (Uhren), in der Automobilindustrie (Pkw-Interieur, Verglasung) und im Architekturbereich (Verkleidungen im Innenbereich für Foyers und Fahrstühle oder im Außenbereich für Fassaden, Dächer und bei Verglasungen).

 

Pulsed magnetron sputtering and plasma-activated high rate electron beam deposition are highly productive phys. vapor deposition techniques for the efficient prodn. of scratch resistant transparent and colored coatings. Colored interference coatings of 0.5-3 mm thickness can be obtained by using TiN and ZrN (gold), TiAlN, ZrAlN (violet), or TiCN (blue to anthracite). Easy-to-clean surfaces are based on the deposition of TiO2 which shows photocatalytic and photohydrophilic properties. Wear resistant can be produced at rates as high as 100 nm/s (Al2O3) and 500 nm/s (SiOx) on plastics. Furthermore, decorative coatings with corrosion resistant properties are possible. Such coatings can be produced on glass, metal and plastics for application in sanitary ware, automobiles, architectural design.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-26777.html