Analyse gepulster Hochleistungsplasmen zur Entwicklung neuartiger PVD-Beschichtungen für die Kunststoffverarbeitung
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Beschreibung
Beschichtungen in der Kunststoffverarbeitung werden hauptsächlich zum Oberflächenschutz vor Korrosion und Verschleiß eingesetzt. Neue Anforderungen an die Oberflächenqualität von Beschichtungen ergeben sich aus dem Wunsch der Herstellung oberflächenfunktionalisierter Kunststoffbauteile direkt in einem Urformprozess. Dieser Prozess erfordert zusätzliche Anpassungen im Bereich der Adhäsion von Kunststoffschmelzen an den beschichteten Oberflächen, der Beschichtbarkeit hoher Aspektverhältnisse und der mechanischen Eigenschaften von Beschichtungen.
Diese Arbeit befasst sich mit der Synthese von CrAlN-Beschichtungen zur Anwendung in der Kunststoffverarbeitung, um diese Aspekte zu adressieren. Im Fokus steht hierbei die HPPMS-Technologie, die ein gepulstes Hochleistungsplasma erzeugt. Diese Technologie wird im Verlauf der Arbeit hinsichtlich ihrer Einsetzbarkeit unter industrienahen Bedingungen geprüft und mit den herkömmlichen, industriellen Technologien DC- und MF-MSIP verglichen. Neben der Analyse der drei Verfahren mittels optischer Emissionsspektroskopie und der Berechnung von Plasmaparametern werden synthetisierte Beschichtungen hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften, Mikrostruktur, Morphologie, Topographie und Anwendbarkeit in der Kunststoffverarbeitung untersucht und bewertet. Anhand der Variation der HPPMS-Anlagentechnik werden Einflussparameter diskutiert, die es ermöglichen, zukünftig gezielt Schichteigenschaften zu beeinflussen. Des Weiteren werden Untersuchungen an mittels HPPMS hergestellten CrN/AlN-Nanolaminaten vorgestellt. Verschiedene Beschichtungen werden abschließend bezüglich ihrer Eignung zur Herstellung eines mikrostrukturierten Werkzeugs für die Kunststoffverarbeitung untersucht und in der Extrusion und im Spritzgießen erprobt.
Autor*in
Sebastian Theiß
Themen in »Analyse gepulster Hochleistungsplasmen zur Entwicklung neuartiger PVD-Beschichtungen für die Kunststoffverarbeitung«
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