Was ist Ionenbeschichtung?

Ionenbeschichtung ist eine Technik, mit der Beschichtungen einer Substanz, normalerweise ein Metall oder eine Verbindung, auf einem Zielteil oder einer Oberfläche abgelagert werden.Das Beschichtungsmaterial wird durch einen elektrischen Bogen verdampft und ionisiert und dann mit hoher Geschwindigkeit zum Ziel angetrieben, wobei die elektrische Ladung der ionisierten Partikel dazu führt, dass sie an die Oberfläche des Ziels gebunden werden.Diese Technik wird manchmal als physische Dampfablagerung bezeichnet.Es erfolgt normalerweise in einer Vakuumkammer oder in einer Atmosphäre von Inertgas.

Materialien, die eine Ionenbeschichtung unterzogen werden müssen, werden zunächst behandelt, um alle Fremdmaterialien zu entfernen und alle Oberflächen zu reinigen.Dies geschieht in derselben Umgebung, in der die Beschichtung durchgeführt werden soll, und wird als Sputtern bezeichnet.Der Prozess des Sputterns ähnelt dem folgenden Beschichtungsprozess, aber das Ziel wird mit Ionen eines anderen Materials wie Argongas bombardiert, das die Oberfläche aller Fremdstoffe streift, anstatt sich an das Ziel zu verbinden.Die Oberfläche muss perfekt sauber sein, um eine ordnungsgemäße Bindung des Beschichtungsmaterials zu gewährleisten.

Sobald das Ziel behandelt und zur Beschichtung vorbereitet ist, beginnt der Ionenbeschichtungsprozess.Das Beschichtungsmaterial wird unter Verwendung eines elektrischen Bogenstroms verdampft, der eine sehr niedrige Spannung mit hohem Stromfluss verwendet.Dies verdampft nicht nur das Beschichtungsmaterial, sondern ionisiert auch die einzelnen Atome, die sich aufgrund ihrer identischen elektrischen Ladungen gegenseitig abwehren.Dieser Dampf wird dann am Ziel angetrieben, das eine schwache gegensätzliche elektrische Ladung erhält, um das ionisierte Beschichtungsmaterial anzuziehen.Dies führt dazu, dass die verdampften Ionen der Beschichtung an die vorbereitete Oberfläche verbinden.

Die grundlegende Technik für die Ionenbeschichtung kann auf verschiedene Weise geändert werden.Durch die Einführung bestimmter Gase und anderer verdampften Ionen in die geschlossene Umgebung ist es möglich, die verdampften Ionen eines Materials mit anderen Ionen zu kombinieren, um eine neue Verbindung zu erstellen, die sich dann an das Ziel verbindet.Das Kombinieren verschiedener Materialtypen ermöglicht eine Vielzahl von Beschichtungen.

Beschichtungen, die von Ionenbeschichtungstechniken aufgetragen werden, sind oft sehr dünn und sehr gleichmäßig.Diese Beschichtungen können in der Größenordnung von Mikrometern Dicken haben.Die Fähigkeit, solche dünnen Beschichtungen gleichmäßig aufzutragen, macht diese Technik für Teile mit unregelmäßigen Formen sowie für das Auftragen von Beschichtungen, die nicht durch andere Techniken aufgetragen werden können, z. B. das Elektrieren.