Oberflächentechnik

In der Oberflächentechnik spielen elektrochemische Beschichtungsprozesse aufgrund ihrer Robustheit und Skalierungsfähigkeit eine bedeutende Rolle. Um Oberflächen neue funktionale Eigenschaften – wie eine gesteigerte Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit – zu verleihen, nutzt das Fraunhofer IKTS die elektrochemische Abscheidung (Galvanik) und elektrolytische Oxidation (Anodisieren).  

Beide Verfahren können für viele weitere innovative Funktionalitäten angewendet werden:

• Einbettung keramischer Partikel (sub-Mikrometer-Bereich) in Metallschichten (Dispersionsschichten)
• Kombination von Metallen für neuartige Legierungsschichten oder reaktive Schichtsysteme (Multilagen für Bondprozesse)
• Verfahrenskombinationen aus Abscheidung und Oxidation zur Herstellung poröser Elektroden für die Energiespeicherung (Zinnoxid als Anode in Lithium-Ionen-Batterien) oder Sensorik
• Abscheidung von Aluminium aus nicht-wässrigen Elektrolyten (ionische Flüssigkeiten) kombiniert mit der elektrolytischen Oxidation, um leitfähigen Oberflächen Keramik-ähnliche Eigenschaften zu verleihen
• Beschichtungen mit Metallpartikeln im Nanometerbereich zur elektrokatalytischen Oberflächenmodifikation

Für die Umsetzung neuer Verfahrensstrategien werden alternative Ansätze außerhalb der klassischen Oberflächentechnik wie Vernickelung, Hartchrom oder Eloxieren benötigt. Unterstützt wird die Forschung und Entwicklung durch einen umfangreichen Methodenpool an elektrochemischer Analytik (Coulometrie, EQCM, In-operando-XRD, Polarografie etc.) sowie Material- und Elementanalytik.

Für die Anpassung der Funktionalität von Oberflächen in Sinterprozessen und keramischen Verbundwerkstoffen wird zudem die elektrophoretische Beschichtung leitfähiger Komponenten verwendet, beispielsweise zur Optimierung der gesteuerten Rissausbreitung.