Ionenstrahltechnologien – Werkzeug für das 21. Jahrhundert

Abstract Die Oberflächen‐ und Dünnschichttechnologie zeigte in den 10 Jahren ein kontinuierliches Wachstum und fand Eingang in eine Reihe neuer Anwendungsbereiche. Einige Produkte wie z.B. die CD‐Produktion oder wärmedämmendes Architekturglas wären ohne die Dünnschichttechnik nur äußerst schwer zu realisieren. Die Ionenstrahlverfahren stellen mit die jüngsten Entwicklungen auf diesem Gebiet dar und bieten dem Anwender neue Veredelungsmöglichkeiten seiner Werkstoffe. Die Beschichtung bzw. Modifizierung der Oberfläche kann auf nahezu alle Werkstoffklassen, wie z.B. Stahl, Polymere, Keramiken und Halbleiter durchgeführt werden. Die Ionenimplantation führt u.a. zur einer Härtung der Substratwerkstoffe im oberflächennahen Bereich. Da keine eigentliche Schicht aufgebracht wird, sind Schichtablösungen ausgeschlossen. Dadurch ist dieses Verfahren für den medizinischen, Pharmazeutischen oder lebensmitteltechnischen Bereich von hoher Bedeutung. Der modifizierte Erkstoff bleibt in seinen Vollmaterialeigenschaften unverändert und verhält sich zudem nicht toxisch. Durch den Ionenstrahlbeschuß konnte bei Präzisionswerkzeugen bis zu 10fache Standzeitveränderungen erzielt werden. Auch die Ionenstrahlbehandlung von Keramikbauteilen führt zu einem verbesserten Verchleißverhalten. In Kombination mit einer Beschichtungsquelle können unterschiedlichste Schichtsysteme haftfest bei Temperaturen unterhalb von 250°C abgeschieden werden. Die Ionenstrahlgestützte Beschichtung kann ebenfalls für nahezu alle Werkstoffklassen angewendet werden. Die Ionenstrahlverfahren werden auch in Ergänzung zu anderen Beschichtungstechnologien eingesetzt. Eine nachträgliche Stickstoffimplantation in hartverchromte Bauteile bewirkt eine deutliche Verbesserung des Verschleißverhaltens. Die Ionenstrahlverfahren — konventionelle Ionenimplantation, Ionenstrahlgestützte Beschichtung, Plasma‐Immersions‐Ionenimplantation — sind sehr flexible und leistungsfähige Techniken um Problemstellungen im Bereich der Hochleistungswerkstoffen zu bearbeiten und zu lösen.