FOROB II

BAYERISCHER FORSCHUNGSVERBUND FüR OBERFLäCHENTECHNIK

I.3 Entwicklung keramischer Schichten durch Pyrolyse, insbesondere Laserpyrolyse metallorganischer Polymere

Arbeitsfeld:

Zielsetzung dieses Antrags ist die Entwicklung und Charakterisierung keramischer oder keramikartiger Schichten auf verschiedenartigen Substraten, unter anderem auf Metallen unterschiedlicher thermischer Belastbarkeit, Gläsern/preiswerten Keramiken sowie temperaturempfindlichen polymeren Substraten durch eine Wärmebehandlung (Pyrolyse) geeigneter metallorganischer polymerer Beschichtungen. Die Pyrolyse soll mit zwei Verfahren durchgeführt werden: einerseits in einem Ofen im Batchbetrieb, andererseits mittels Laserbehandlung. Im ersten Fall wird das ganze Bauteil thermisch belastet; diesem Prozeß sind daher bei temperaturempfindlichen Substraten aufgrund der mangelnden thermischen Stabilität Grenzen gesetzt. Alternativ wird versucht, auf temperaturempfindlichen Materialien, beispielsweise Aluminium, Messing oder Kunststoffe, mittels Laserbehandlung lokal zu pyrolysieren, wodurch nur die beschichtete Oberfläche thermisch belastet und keramisiert werden soll, ohne das Substrat zu schädigen oder zu verändern. Dieser Ansatz erfordert eine interdisziplinäre Verknüpfung der Fachbereiche Materialwissenschaft und Fertigungstechnologie. Als Basismaterialien werden Si-O- bzw. Si-N-haltige Polymere, die bei der Pyrolyse in inerter Atmosphäre keramische Verbindungen im System Si-C-O bzw. Si-C-N bilden, verwendet. Dabei können durch eine gezielte Wärmebehandlung sowohl organisch/anorganisch keramikartige als auch rein anorganische keramische Schichten erhalten werden. Insbe-sondere im Hinblick auf Kunststoff/Keramik-Werkstoffverbunde, aber auch zur Beschichtung von Leichtmetallen oder Stählen, eröffnet sich hier ein völlig neuer Weg zur Oberflächenfunktionalisierung. Die Anwendungsfelder derartiger polymerabgeleiteter Schichten sind insbesondere in den Bereichen komplexer tribologischer Anforderungskollektive und Korrosionsbeständigkeit, auch bei höheren Temperaturen, zu sehen.