Diamantbeschichtung an Luft

Synthetische Diamanten, die im Labor hergestellt werden, sind als Beschichtungen seit vielen Jahren im Einsatz. Sie weisen vorzügliche Eigenschaften auf – extreme Härte, hervorragende Wärmeleitfähigkeit und gute optische Eigenschaften. Als Verschleißschutz in der Werkzeugindustrie sind synthetische Diamanten nicht mehr wegzudenken. Das Problem war bisher die langwierige und teuere Herstellung, denn diese Diamanten konnten nur bei Unterdruck in Vakuumkammern hergestellt werden. Die Schichten wuchsen nur sehr langsam , und die Abmessungen der zu beschichtenden Bauteile wurden durch die Vakuumkammer begrenzt. 

Physikern des Bremer  Instituts für angewandte Strahltechnik  (BIAS) am Fachbereich Produktionstechnik der Universität Bremen gelang es erstmals, Diamanten auch an der Luft zu züchten, was bezüglich der Schnelligkeit, abgesehen von den anlagentechnischen Vorteilen, alle Rekorde bricht. Sie haben ein sogenanntes Photonen-Plasmatron entwickelt, das die Diamantabscheidung auf fremden Substraten, z.B. Werkzeugoberflächen, an der offenen Luftatmosphäre erlaubt – also ohne Unterdruck und ohne Kammer. Die Beschichtungsgeschwindigkeit beträgt nunmehr 2µm/min. Dreidimensionale Bauteile, wie z.B. lange Sägebänder, können mit dem neuen Verfahren beschichtet werden.

Die Diamantabscheidung an der Luft wird möglich, weil die Bremer Wissenschaftler Licht statt Elektrizität zur Ionisierung des Trägergases nutzen. Ein extrem starker Multikilowatt-Laser wird über zwei Spiegel geleitet und dann noch einmal auf einen „Brennpunkt“ fokussiert. Wird die Strahlung kontinuierlich aufrecht erhalten, entstehtdort eine Art „Dauerblitz“ mit Temperaturen zwischen 15.000°C und 20.000°C. das Trägergas wird hier zum Plasma angeregt, welches ein ebenfalls zugeführtes kohlenstoffhaltiges Gas an diesem Punkt in seine Bestandteile aufspaltet. Die freien C-Atome wachsen auf ein darunter liegendes Substrat auf. Eine Wasserkühlung schützt das Computer gesteuerte optische Plasmatron vor Überhitzung.

Ins Netz gestellt am 25.02. 2002.

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