Systematische Untersuchung eines Niederdruck-Plasmaverfahrens zur Herstellung harter, plasmapolymerer Trennschichten

Bei vielen Endprodukten wie Kochutensilien sind Oberflächen mit einer Kombination aus guten Antihafteigenschaften und hoher mechanischer Stabilität gefragt. Eine Möglichkeit, Oberflächen dahingehend zu funktionalisieren, stellen plasmapolymere Beschichtungen dar. In dieser Arbeit wurde ein Bias-gestütztes Niederdruck-Plasmaverfahren auf die Eignung zur Herstellung harter Antihaftbeschichtungen systematisch untersucht. Die Systematik bestand darin, verschiedene Plasmaparameter zu variieren, um möglichst optimale Schichteigenschaften zu generieren. Es wurden sowohl die Höhe der Bias-Spannung also auch die Gaszusammensetzung der Präkursoren Sauerstof und Hexamethyldisiloxan (HMDSO) variiert. Anschließend wurden die Beschichtungen mit verschiedenen Methoden analysiert. Mittels Kontaktwinkelmessungen wurden die Oberflächenenergie (OFE) und der polare Anteil der OFE als Indikatoren für hohe antiadhäsive Eigenschaften bestimmt. Durch ein laserakustisches Prüfsystem wurden der E-Modul und die Dichte der Schichten ermittelt. Außerdem wurde die Mohshärte gemessen und es wurden funktionale Tests zur Ermittlung der realen Trenn-wirkung mithilfe von Peeltest sowie Temperaturauslagerungen zur Analyse der thermischen Beständigkeit durchgeführt. Um Zusammenhänge zwischen Funktion und struktureller Materialzusammensetzung aufzuklären, wurden Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS)-Messungen und eine Mikroelementaranalyse durchgeführt.