{"id":7012,"date":"2021-07-23T15:35:01","date_gmt":"2021-07-23T13:35:01","guid":{"rendered":"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/?p=7012"},"modified":"2025-04-07T09:48:54","modified_gmt":"2025-04-07T07:48:54","slug":"verfahren-zur-keramikbeschichtung","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/verfahren-zur-keramikbeschichtung\/","title":{"rendered":"Verfahren zur Keramikbeschichtung"},"content":{"rendered":"<div id=\"ez-toc-container\" class=\"ez-toc-v2_0_73 ez-toc-wrap-center counter-hierarchy ez-toc-counter ez-toc-white ez-toc-container-direction\">\n<div class=\"ez-toc-title-container\">\n<p class=\"ez-toc-title\" style=\"cursor:inherit\">Inhaltsverzeichnis<\/p>\n<span class=\"ez-toc-title-toggle\"><a href=\"#\" class=\"ez-toc-pull-right ez-toc-btn ez-toc-btn-xs ez-toc-btn-default ez-toc-toggle\" aria-label=\"Toggle Table of Content\"><span class=\"ez-toc-js-icon-con\"><span class=\"\"><span class=\"eztoc-hide\" style=\"display:none;\">Toggle<\/span><span class=\"ez-toc-icon-toggle-span\"><svg style=\"fill: #999;color:#999\" xmlns=\"http:\/\/www.w3.org\/2000\/svg\" class=\"list-377408\" width=\"20px\" height=\"20px\" viewBox=\"0 0 24 24\" fill=\"none\"><path d=\"M6 6H4v2h2V6zm14 0H8v2h12V6zM4 11h2v2H4v-2zm16 0H8v2h12v-2zM4 16h2v2H4v-2zm16 0H8v2h12v-2z\" fill=\"currentColor\"><\/path><\/svg><svg style=\"fill: #999;color:#999\" class=\"arrow-unsorted-368013\" xmlns=\"http:\/\/www.w3.org\/2000\/svg\" width=\"10px\" height=\"10px\" viewBox=\"0 0 24 24\" version=\"1.2\" baseProfile=\"tiny\"><path d=\"M18.2 9.3l-6.2-6.3-6.2 6.3c-.2.2-.3.4-.3.7s.1.5.3.7c.2.2.4.3.7.3h11c.3 0 .5-.1.7-.3.2-.2.3-.5.3-.7s-.1-.5-.3-.7zM5.8 14.7l6.2 6.3 6.2-6.3c.2-.2.3-.5.3-.7s-.1-.5-.3-.7c-.2-.2-.4-.3-.7-.3h-11c-.3 0-.5.1-.7.3-.2.2-.3.5-.3.7s.1.5.3.7z\"\/><\/svg><\/span><\/span><\/span><\/a><\/span><\/div>\n<nav><ul class='ez-toc-list ez-toc-list-level-1 ' ><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-1\" href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/verfahren-zur-keramikbeschichtung\/#Thermische_Spritzverfahren\" title=\"Thermische Spritzverfahren\">Thermische Spritzverfahren<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-2\" href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/verfahren-zur-keramikbeschichtung\/#PVD-Beschichtung\" title=\"PVD-Beschichtung\">PVD-Beschichtung<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-3\" href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/verfahren-zur-keramikbeschichtung\/#CVD-Beschichtung\" title=\"CVD-Beschichtung\">CVD-Beschichtung<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-4\" href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/verfahren-zur-keramikbeschichtung\/#Keramikbeschichtung_mit_dem_Sol-Gel-Verfahren\" title=\"Keramikbeschichtung mit dem Sol-Gel-Verfahren\">Keramikbeschichtung mit dem Sol-Gel-Verfahren<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-5\" href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/verfahren-zur-keramikbeschichtung\/#Anodische_Oxidation\" title=\"Anodische Oxidation\">Anodische Oxidation<\/a><\/li><\/ul><\/nav><\/div>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>Keramikbeschichtungen sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Viele Haushaltsgegenst\u00e4nde wie Back\u00f6fen, Pfannen, Lockenstab aber auch Haust\u00fcren oder Autolackierungen sind mit einer keramischen Schicht versehen. Damit werden die hervorragenden Eigenschaften von Keramiken, wie Korrosionsbest\u00e4ndigkeit, Verschlei\u00dffestigkeit, hohe H\u00e4rte sowie elektrische und thermische Isolation, genutzt, um das Grundmaterial zu veredeln. In der Industrie wird die keramische Beschichtung oft zur Standzeitverl\u00e4ngerung von Werkzeugen und Anlagen und damit zur Kostensenkung eingesetzt.<\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">F\u00fcr die Abscheidung keramischer Schichten stehen verschiedene Verfahren zur Verf\u00fcgung. Die Wahl des geeigneten Beschichtungsverfahrens h\u00e4ngt von der gew\u00fcnschten Funktionalit\u00e4t der keramischen Schicht, des Beschichtungswerkstoffs, der Bauteilgeometrie sowie der Schichtdicke ab.<\/p>\n<div class=\"box note  \"><div class=\"box-inner-block\"><i class=\"fa tie-shortcode-boxicon\"><\/i>\n\t\t\tWerden dicke Schichten (\u00fcber 20 \u00b5m) ben\u00f6tigt, kommen Spritzverfahren zum Einsatz. Zur Abscheidung d\u00fcnner Schichten (unter 20 \u00b5m) eignen sich Vakuumbeschichtungen.\n\t\t\t<\/div><\/div>\n<p style=\"text-align: justify;\">Zu den Vakuumbeschichtungsverfahren z\u00e4hlen die physikalische Gasphasenabscheidung (Physical Vapour Deposition, PVD) und die chemische Gasphasenabscheidung (Chemical Vapour Deposition, CVD) sowie die Beschichtung mit dem Sol-Gel-Verfahren. Als Spezialfall der Keramikbeschichtung kann die anodische Oxidation betrachtet werden.<\/p>\n<p><center><a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/befestigungselemente\/muttern\/sechskantmutter-aus-keramik\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-7039 size-full\" title=\"Sechskantmutter aus Keramik\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/Sechskantmutter-aus-Keramik.jpg\" alt=\"Sechskantmutter aus Keramik Keramikbeschichtung\" width=\"300\" height=\"280\" \/><\/a> <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/befestigungselemente\/schrauben\/sechskantschrauben\/sechskantschraube-aus-keramik\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-7040 size-full\" title=\"Sechskantschraube aus Keramik\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/Sechskantschraube-aus-Keramik.jpg\" alt=\"Sechskantschraube aus Keramik Keramikbeschichtung\" width=\"300\" height=\"200\" \/><\/a><\/center><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Neben Bauteilen mit keramischer Beschichtung werden heute auch zahlreiche Konstruktionselemente aus Keramik-Vollmaterialen angeboten, die im Industrieofenbau, in Medizinger\u00e4ten sowie in der Luft- und Raumfahrttechnik Anwendung finden. <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/befestigungselemente\/distanzelemente\/distanzhuelse-aus-keramik\">Keramikh\u00fclsen<\/a>, <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/befestigungselemente\/schrauben\/sechskantschrauben\/sechskantschraube-aus-keramik\">Keramikschrauben<\/a>, <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/befestigungselemente\/muttern\/sechskantmutter-aus-keramik\">Keramikmuttern<\/a> und <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/befestigungselemente\/scheiben-und-ringe\/unterlegscheibe-aus-keramik\">Keramikscheiben<\/a> zeichnen sich durch eine besonders hohe Reinheit und Temperaturbest\u00e4ndigkeit aus.<\/p>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Thermische_Spritzverfahren\"><\/span>Thermische Spritzverfahren<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\">Thermische Spritzverfahren beruhen auf dem Prinzip, dass der Beschichtungswerkstoff aufgeschmolzen wird und sich die geschmolzenen Partikel mit hoher Geschwindigkeit auf der zu beschichtenden Oberfl\u00e4che abscheiden. Die Einteilung der verschiedenen Spritzverfahren erfolgt nach der verwendeten Energiequelle.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Wird die Energie durch ein brennbares Gas oder Fl\u00fcssigtreibstoff bereitgestellt, spricht man von Flammspritzen. Dabei wird das keramische Pulver in die Flamme transportiert, aufgeschmolzen und auf der zu beschichtenden Oberfl\u00e4che abgeschieden.<\/p>\n<figure id=\"attachment_7024\" aria-describedby=\"caption-attachment-7024\" style=\"width: 450px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-7024\" title=\"Eine Silberschicht wird mittels Flammspritzverfahren auf Kupfer aufgebracht\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/Eine-Silberschicht-wird-mittels-Flammspritzverfahren-auf-Kupfer-aufgebracht.jpg\" alt=\"Eine Silberschicht wird mittels Flammspritzverfahren auf Kupfer aufgebracht\" width=\"450\" height=\"360\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/Eine-Silberschicht-wird-mittels-Flammspritzverfahren-auf-Kupfer-aufgebracht.jpg 800w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/Eine-Silberschicht-wird-mittels-Flammspritzverfahren-auf-Kupfer-aufgebracht-300x240.jpg 300w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/Eine-Silberschicht-wird-mittels-Flammspritzverfahren-auf-Kupfer-aufgebracht-768x614.jpg 768w\" sizes=\"(max-width: 450px) 100vw, 450px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-7024\" class=\"wp-caption-text\">Eine Silberschicht wird mittels Flammspritzverfahren auf Kupfer aufgebracht<\/figcaption><\/figure>\n<p style=\"text-align: justify;\">Beim Lichtbogenspritzverfahren wird durch Anlegen einer Spannung ein Lichtbogen gez\u00fcndet und dabei durchstr\u00f6mendes Gas ionisiert. Das keramische Pulver wird in die Plasmaflamme eingespritzt, darin geschmolzen und durch den Plasmastrahl auf die Substratoberfl\u00e4che transportiert.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Beim Laserspritzen treffen Laserstrahl und das pulverf\u00f6rmige Beschichtungsmaterial gleichzeitig auf der zu beschichtenden Oberfl\u00e4che auf. Dabei wird sowohl das Pulver als auch die Bauteiloberfl\u00e4che aufgeschmolzen, wodurch eine gute Schichtanbindung an die Oberfl\u00e4che gew\u00e4hrleistet wird.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Mit Spritzverfahren k\u00f6nnen oxidische Keramiken wie Aluminiumoxid (Al<sub>2<\/sub>O<sub>3<\/sub>), Chromoxid (Cr<sub>2<\/sub>O<sub>3<\/sub>), Titandioxid (TiO<sub>2<\/sub>), Zirkonoxid (ZrO\u2082) oder Yttriumoxid (Y<sub>2<\/sub>O<sub>3<\/sub>) oder eine Mischung aus diesen abgeschieden werden.<\/p>\n<div class=\"box success  \"><div class=\"box-inner-block\"><i class=\"fa tie-shortcode-boxicon\"><\/i>\n\t\t\tDiese Keramikbeschichtungen zeichnen sich durch gute elektrische und thermische Isolation, chemische Best\u00e4ndigkeit, Hitzebest\u00e4ndigkeit und Abriebfestigkeit aus.\n\t\t\t<\/div><\/div>\n<p style=\"text-align: justify;\">Anwendung finden diese Schichten deshalb zum Beispiel in Kesselanlagen von Kraftwerken, Stahlwerken und der chemischen Industrie sowie bei Turbinenschaufeln, Flugzeugtriebwerken, Kolbenstangen und Kurbelwellen.<\/p>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"PVD-Beschichtung\"><\/span>PVD-Beschichtung<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\">Bei der PVD-Beschichtung werden das zu beschichtende Werkst\u00fcck, auch Substrat genannt, und das abzuscheidende Material, auch als Target bezeichnet, in eine Vakuumkammer eingebaut. Durch Energieeintrag wird das Target verdampft und die Atome und Ionen bewegen sich ballistisch oder durch elektrische Felder gerichtet durch die Beschichtungskammer.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Als Energiequelle k\u00f6nnen Elektronenstrahl, Ionenstrahl, Laser oder ein Plasma genutzt werden. Damit das verdampfte Material die Substratoberfl\u00e4che erreichen kann und nicht durch Streuung an Gasteilchen abgelenkt wird, muss die Keramikbeschichtung im Vakuum durchgef\u00fchrt werden. Typische Druckbereiche w\u00e4hrend des Beschichtungsprozesses sind 10<sup>-4<\/sup> bis 10<sup>-2<\/sup> mbar (0,0001 bis 0,01 mbar).<\/p>\n<figure id=\"attachment_7028\" aria-describedby=\"caption-attachment-7028\" style=\"width: 759px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-7028 size-full\" title=\"Schematische Darstellung der physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD)\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/Schematische-Darstellung-der-physikalischen-Gasphasenabscheidung-PVD.jpg\" alt=\"Schematische Darstellung der physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD)\" width=\"759\" height=\"618\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/Schematische-Darstellung-der-physikalischen-Gasphasenabscheidung-PVD.jpg 759w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/Schematische-Darstellung-der-physikalischen-Gasphasenabscheidung-PVD-300x244.jpg 300w\" sizes=\"(max-width: 759px) 100vw, 759px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-7028\" class=\"wp-caption-text\">Schematische Darstellung der physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD)<\/figcaption><\/figure>\n<p style=\"text-align: justify;\">Die keramische Beschichtung wird entweder durch Verdampfen von Keramiken erhalten oder durch Verdampfen von Metallen und dem gleichzeitigen Einlass eines Reaktivgases. Beim Einlass von Sauerstoff k\u00f6nnen Oxide, bei der Anwesenheit von Stickstoff Nitride und bei der Verwendung von Kohlenwasserstoffen Carbide abgeschieden werden.<\/p>\n<div class=\"box info  \"><div class=\"box-inner-block\"><i class=\"fa tie-shortcode-boxicon\"><\/i>\n\t\t\tSchichtdicken, die bei dem PVD-Prozess abgeschieden werden k\u00f6nnen, liegen zwischen zehn Nanometern und einigen Mikrometern.\n\t\t\t<\/div><\/div>\n<p style=\"text-align: justify;\">Durch die Notwendigkeit, die Werkst\u00fccke in eine Vakuumkammer zu bringen, ist der Einsatz hinsichtlich Gr\u00f6\u00dfe und Durchsatz begrenzt und die Kosten im Vergleich zu Spritzverfahren h\u00f6her. Weiterhin sind nicht alle Geometrien geeignet, da Abschattungen zu einer inhomogenen Schichtdickenverteilung f\u00fchren k\u00f6nnen. So wird bei der Beschichtung eines Gewindes auf den Flanken, die dem Target zugewandt sind, eine dickere Schicht abgeschieden als auf den Flanken, die dem Target abgewandt sind.<\/p>\n<p><center><a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/befestigungselemente\/distanzelemente\/distanzhuelse-aus-keramik\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-7044 size-full\" title=\"Distanzh\u00fclse aus Keramik\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/Distanzhuelse-aus-Keramik.jpg\" alt=\"Distanzhuelse aus Keramik Keramikbeschichtung\" width=\"300\" height=\"300\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/Distanzhuelse-aus-Keramik.jpg 300w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/Distanzhuelse-aus-Keramik-150x150.jpg 150w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a> <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/befestigungselemente\/scheiben-und-ringe\/unterlegscheibe-aus-keramik\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-7045 size-full\" title=\"Unterlegscheibe aus Keramik\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/Unterlegscheibe-aus-Keramik.jpg\" alt=\"Unterlegscheibe aus Keramik Keramikbeschichtung\" width=\"300\" height=\"240\" \/><\/a><\/center><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Vorteile liegen in der gro\u00dfen Auswahl an Beschichtungsmaterialien, wie Metalle, Legierungen, Halbleiter, Metalloxide, Nitride und Carbide, sowie in der Vielfalt der zu beschichtenden Substratmaterialien wie Metalle, Keramiken, Kunststoffe und Glas. Mit diesem Prozess k\u00f6nnen oxidische, nitridische sowie karbidische Keramikschichten abgeschiedenen werden. Typische PVD-Schichten sind Titannitrid, Titancarbonitrid, Titanaluminiumnitrid, Chromnitrid sowie Zirkonnitrid.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Diese Keramikschichten werden aufgrund ihrer Eigenschaften, wie gute Verschlei\u00dffestigkeit, sehr hohe H\u00e4rte und geringer Reibungskoeffizient, zur Oberfl\u00e4chenbeschichtung von Zerspanungs- und Umformwerkzeugen eingesetzt.<\/p>\n<figure id=\"attachment_7030\" aria-describedby=\"caption-attachment-7030\" style=\"width: 450px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-7030\" title=\"Mit Titannitrid beschichtete Stanzwerkzeuge\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/Mit-Titannitrid-beschichte-Stanzwerkzeuge.jpg\" alt=\"Mit Titannitrid beschichtete Stanzwerkzeuge\" width=\"450\" height=\"222\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/Mit-Titannitrid-beschichte-Stanzwerkzeuge.jpg 800w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/Mit-Titannitrid-beschichte-Stanzwerkzeuge-300x148.jpg 300w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/Mit-Titannitrid-beschichte-Stanzwerkzeuge-768x379.jpg 768w\" sizes=\"(max-width: 450px) 100vw, 450px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-7030\" class=\"wp-caption-text\">Mit Titannitrid beschichtete Stanzwerkzeuge<\/figcaption><\/figure>\n<p style=\"text-align: justify;\">Am Bekanntesten sind die gelb-goldenen Titannitrid-Schichten. Als Verschlei\u00dfschutzschicht wird sie auf Werkzeugen, Schmuck, Brillen und Bestecke aufgebracht. Aufgrund ihrer Biokompatibilit\u00e4t werden auch chirurgische Instrumente und Implantate mit Titannitrid beschichtet.<\/p>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"CVD-Beschichtung\"><\/span>CVD-Beschichtung<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\">Die CVD-Beschichtung beruht auf der chemischen Reaktion gasf\u00f6rmiger Ausgangsmaterialien, auch Pr\u00e4kursoren genannt, mit einer hei\u00dfen Oberfl\u00e4che. Dabei scheidet sich an der Oberfl\u00e4che ein Feststoff ab. Um Gasphasenreaktionen zu unterdr\u00fccken, muss in Druckbereichen von 10<sup>-3<\/sup> bis 1 mbar (0,001 bis 1 mbar) gearbeitet werden.<\/p>\n<div class=\"box note  \"><div class=\"box-inner-block\"><i class=\"fa tie-shortcode-boxicon\"><\/i>\n\t\t\tCVD-Verfahren lassen sich in thermische und plasmaunterst\u00fctzte Verfahren aufteilen.\n\t\t\t<\/div><\/div>\n<p style=\"text-align: justify;\">Bei der thermischen CVD muss das Substrat auf Temperaturen zwischen +700 und +1200 \u00b0C, je nach Schichtsystem, aufgeheizt werden. Deshalb ist die thermische CVD nur f\u00fcr die Beschichtung temperaturbest\u00e4ndiger Materialien geeignet. Beispiele f\u00fcr die Keramikbeschichtung mit dem thermischen CVD-Prozess sind Aluminiumoxid aus Aluminiumchlorid, Kohlendioxid und Wasserstoff, Bornitrid aus Borchlorid und Ammoniak, Siliziumnitrid aus Siliziumchlorid, Ammoniak und Wasserstoff, Titancarbid aus Titanchlorid und Methan.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Wegen ihrer hohen H\u00e4rte werden Titancarbid-Schichten zur Veredelung von S\u00e4gebl\u00e4ttern, Umformwerkzeugen, Schneidwerkzeugen und Fr\u00e4swerkzeugen eingesetzt.<\/p>\n<p><center><a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/halbzeuge\/platten\/platten-aus-keramik-synthetik-oder-natuerlichen-werkstoffen\/glas-keramik-block\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-7049 size-full\" title=\"Glas-Keramik-Block\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/Glas-Keramik-Block.jpg\" alt=\"Glas-Keramik-Block Keramikbeschichtung\" width=\"300\" height=\"230\" \/><\/a> <a href=\"https:\/\/www.rct-online.de\/de\/halbzeuge\/platten\/platten-aus-keramik-synthetik-oder-natuerlichen-werkstoffen\/glas-keramik-platte\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-7050 size-full\" title=\"Glas-Keramik-Platte\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/Glas-Keramik-Platte.jpg\" alt=\"Glas-Keramik-Platte Keramikbeschichtung\" width=\"300\" height=\"300\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/Glas-Keramik-Platte.jpg 300w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/Glas-Keramik-Platte-150x150.jpg 150w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a><\/center><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Die plasmagest\u00fctzte CVD (plasma-enhanced, PECVD) nutzt die Plasmaenergie zur Aufheizung und chemischen Reaktion der Pr\u00e4kursoren. Dadurch kann die Keramikbeschichtung bei einer Substrattemperatur von weniger als +300 \u00b0C erfolgen und hat damit einen gr\u00f6\u00dferen Einsatzbereich als die thermische CVD. Anwendung findet die PECVD vor allem bei der Abscheidung von Siliziumnitrid und Siliziumdioxid in der Halbleiterindustrie und diamantartigen (diamond like carbon, DLC) Schichten.<\/p>\n<div class=\"box info  \"><div class=\"box-inner-block\"><i class=\"fa tie-shortcode-boxicon\"><\/i>\n\t\t\tDLC-Schichten zeichnen sich durch hohe H\u00e4rte und einen niedrigen Reibungskoeffizienten aus und werden deshalb auf Bauteilen abgeschieden, die hoher Reibung und Verschlei\u00df ausgesetzt sind.\n\t\t\t<\/div><\/div>\n<p style=\"text-align: justify;\">Nachteile der Keramikbeschichtung mit dem CVD-Prozess sind Kosten, die mit dem Vakuumprozess verbunden sind und die Verf\u00fcgbarkeit leicht fl\u00fcchtiger Pr\u00e4kursoren, die in die Gasphase gebracht werden k\u00f6nnen. Vorteil ist die homogene Oberfl\u00e4chenbeschichtung komplexer Formen und dreidimensionaler Oberfl\u00e4chen.<\/p>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Keramikbeschichtung_mit_dem_Sol-Gel-Verfahren\"><\/span>Keramikbeschichtung mit dem Sol-Gel-Verfahren<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\">Bei dem Sol-Gel-Prozess werden als Pr\u00e4kursoren oft Alkoxide und Alkoholate von Metallen oder Halbmetallen eingesetzt. Beispiele daf\u00fcr sind: Tetraethylorthosilicat , Aluminium-(2-propylat), Titan-(2-propylat) und Zirkonpropylat. Die Pr\u00e4kursoren werden in einem L\u00f6sungsmittel gel\u00f6st und hydrolysieren durch Zugabe einer S\u00e4ure oder Lauge zu einem Sol. Die hydrolysierten Produkte kondensieren und bilden ein polymeres Netzwerk, das Gel.<\/p>\n<div class=\"box success  \"><div class=\"box-inner-block\"><i class=\"fa tie-shortcode-boxicon\"><\/i>\n\t\t\tDas Gel kann durch Tauchen, Spr\u00fchen, Rakeln oder Rotationsbeschichtung auf das zu beschichtende Werkst\u00fcck aufgebracht werden.\n\t\t\t<\/div><\/div>\n<p style=\"text-align: justify;\">Durch Trocknung dampft das L\u00f6sungsmittel ab und reaktive Gruppen kondensieren. Infolge der einhergehenden Schrumpfung zeigt das resultierende Xerogel unterschiedliche Struktur und Porosit\u00e4t verglichen mit dem Ausgangsmaterial.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Aus diesem Xerogel entsteht durch Sintern oder Laserh\u00e4rtung eine keramische Schicht. Schichtdicken liegen bei diesem Verfahren zwischen zehn Nanometern und einigen Mikrometern, wobei f\u00fcr gr\u00f6\u00dfere Schichtdicken der Beschichtungsvorgang mehrmals wiederholt werden muss.<\/p>\n<figure id=\"attachment_7032\" aria-describedby=\"caption-attachment-7032\" style=\"width: 807px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-7032 size-full\" title=\"Schematische Darstellung des Sol-Gel-Verfahrens\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/Schematische-Darstellung-des-Sol-Gel-Verfahrens.jpg\" alt=\"Schematische Darstellung des Sol-Gel-Verfahrens\" width=\"807\" height=\"681\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/Schematische-Darstellung-des-Sol-Gel-Verfahrens.jpg 807w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/Schematische-Darstellung-des-Sol-Gel-Verfahrens-300x253.jpg 300w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/Schematische-Darstellung-des-Sol-Gel-Verfahrens-768x648.jpg 768w\" sizes=\"(max-width: 807px) 100vw, 807px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-7032\" class=\"wp-caption-text\">Schematische Darstellung des Sol-Gel-Verfahrens<\/figcaption><\/figure>\n<p style=\"text-align: justify;\">Nachteile der Sol-Gel-Keramikbeschichtung sind m\u00f6gliche Rissbildungen w\u00e4hrend des Trocknungs- und Sinterprozesses und die hohe Temperatur beim Sintern (\u00fcber +400 \u00b0C) sowie die Verf\u00fcgbarkeit einiger Edukte. Ein Vorteil liegt in der homogenen Schichtdicke \u00fcber die gesamte Oberfl\u00e4che, auch bei komplexer dreidimensionaler Geometrie.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Anwendung findet das Sol-Gel-Verfahren bei der Beschichtung von Fassaden und Solarzellen. In der Automobilindustrie k\u00f6nnen Innenraumarmaturen, Felgen und Zierleisten durch Sol-Gel-Schichten veredelt werden, in der Kosmetikindustrie Verpackungen von Kosmetika.<\/p>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Anodische_Oxidation\"><\/span>Anodische Oxidation<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\">Bei der anodischen Oxidation wird das zu beschichtende Bauteil in einem geeigneten Elektrolyten als Anode geschaltet. Unter definierten Prozessbedingungen wie Stromdichte, Temperatur, Elektrolyt und Kathodenmaterial bildet sich auf der Oberfl\u00e4che eine Oxidschicht.<\/p>\n<div class=\"box note  \"><div class=\"box-inner-block\"><i class=\"fa tie-shortcode-boxicon\"><\/i>\n\t\t\tDie anodische Oxidation ist ein elektrochemischer Prozess zur Herstellung einer Oxidschicht auf Metallen oder Legierungen.\n\t\t\t<\/div><\/div>\n<p style=\"text-align: justify;\">Bei dem Eloxal-Verfahren (<u>el<\/u>ektrolytische <u>Ox<\/u>idation von <u>Al<\/u>uminium) wird auf Aluminiumoberfl\u00e4chen eine 5 bis 25 \u00b5m dicke Aluminiumoxidschicht als Korrosionsschutz gebildet. Bei der anodischen Oxidation von Titanoberfl\u00e4chen wird eine d\u00fcnne (unter 1 \u00b5m) Oxidschicht gebildet, die als Interferenzfilter wirkt. In Abh\u00e4ngigkeit von der Schichtst\u00e4rke k\u00f6nnen verschiedene Farben erzeugt werden. Diese d\u00fcnnen Titanoxidschichten werden zur Farbkodierung von Dentalimplantaten und medizinischen Instrumenten eingesetzt.<\/p>\n<figure id=\"attachment_7034\" aria-describedby=\"caption-attachment-7034\" style=\"width: 450px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-7034\" title=\"Eloxierte Aluminium-Bauteile in verschiedenen Farben\" src=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/Eloxierte-Aluminium-Bauteile-in-verschiedenen-Farben.jpg\" alt=\"Eloxierte Aluminium-Bauteile in verschiedenen Farben\" width=\"450\" height=\"299\" srcset=\"https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/Eloxierte-Aluminium-Bauteile-in-verschiedenen-Farben.jpg 800w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/Eloxierte-Aluminium-Bauteile-in-verschiedenen-Farben-300x200.jpg 300w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/Eloxierte-Aluminium-Bauteile-in-verschiedenen-Farben-768x511.jpg 768w, https:\/\/www.rct-online.de\/magazin\/wp-content\/uploads\/2021\/08\/Eloxierte-Aluminium-Bauteile-in-verschiedenen-Farben-310x205.jpg 310w\" sizes=\"(max-width: 450px) 100vw, 450px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-7034\" class=\"wp-caption-text\">Eloxierte Aluminium-Bauteile in verschiedenen Farben<\/figcaption><\/figure>\n<p style=\"text-align: justify;\">Durch die Auswahl eines geeigneten Beschichtungsverfahrens und Schichtmaterials k\u00f6nnen f\u00fcr die meisten Anwendungen kosteng\u00fcnstige keramische Beschichtungen auf verschiedenen Grundmaterialien realisiert werden.<\/p>\n<pre><strong>Quellenangaben:\r\n<\/strong>1) http:\/\/www.langlet.de\/wp-content\/uploads\/2019\/11\/keramische_Werkstoffe.pdf\r\n2) Bach, Duda: \u201eModerne Beschichtungsverfahren\u201c, Wiley-VCH, Weinheim, 1998\r\n3) https:\/\/www.chemie.de\/lexikon\/Eloxal-Verfahren.html<\/pre>\n<pre><strong>Bildquellen:<\/strong>\r\nBeitragsbild | \u00a9 chaiwat \u2013 stock.adobe.com\r\nFlammspritzverfahren | \u00a9 Ruppex - Aufnahme aus Spritzlabor, CC BY-SA 3.0, https:\/\/commons.wikimedia.org\/w\/index.php?curid=11774201\r\nPhysikalische Gasphasenabscheidung (PVD) | \u00a9 Dipl-ing-metaller, CC BY-SA 3.0, https:\/\/commons.wikimedia.org\/w\/index.php?curid=11396783\r\nMit Titannitrid beschichte Stanzwerkzeuge | \u00a9 Sunyataburus, CC BY-SA 3.0, https:\/\/commons.wikimedia.org\/w\/index.php?curid=8905197\r\nSchematische Darstellung des Sol-Gel-Verfahrens | \u00a9 Dipl-ing-metaller, CC BY-SA 3.0, https:\/\/commons.wikimedia.org\/w\/index.php?curid=11396797\r\nEloxierte Aluminium-Bauteile in verschiedenen Farben | \u00a9 Shinpanu \u2013 stock.adobe.com<\/pre>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Keramikbeschichtungen sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. 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