Silberdotierte DLC-Schichten

Ziel des Vorhabens war die Entwicklung verschleißbeständiger amorpher Kohlenstoffschichten mit bioziden Eigenschaften – für technische Anwendungen beispielsweise im Bereich der Lebensmittelindustrie und der Medizintechnik – bei denen es sowohl auf Keimfreiheit als auch auf Verschleißbeständigkeit ankommt. Die Schichten wurden dabei mittels Magnetronsputtern abgeschieden. Die Etablierung eines magnetrongesputterten Schichtsystems, welches bei niedrigen Reibungskoeffizienten den Verschleißwiderstand signifikant erhöht und gleichzeitig eine deutlich biozide Wirkung hat, wäre dabei ein bedeutender Fortschritt gegenüber den bisher erhältlichen Schichtsystemen und könnte somit neue Anwendungsfelder erschließen. Um das Ziel zu erreichen, wurde der Einfluss ausgewählter Beschichtungsparameter sowie der Silberdotierung auf die tribologischen und bioziden Eigenschaften amorpher wasserstoffhaltiger Kohlenstoffschichten (a-C:H) untersucht. Die Schichtsysteme wurden auf Stahlsubstraten abgeschieden und bestanden aus Cr/CrNx-Zwischenschichten und wasserstoffhaltigen amorphen silberdotierten Kohlenstoffschichten (a‑C:H:Ag). Für die Abscheidung der a-C:H:Ag Schicht wurden Graphittargets mit Silberronden verwendet. Durch systematische Variation verschiedener Prozessparameter wurden die relevanten Einflussfaktoren des Beschichtungsprozesses ermittelt. Dazu wurden a‑C:H: Ag-Schichten mit verschiedene Targetkonfigurationen, Target-Spannungen, Bias-Spannungen und Acetylen-Partialdrücken abgeschieden. Die Ergebnisse wurden hinsichtlich der besten Prozessparameter zur Beeinflussung der bioziden und tribologischen Eigenschaften ausgewertet und Lösungsansätze zur Optimierung der Schichten erstellt und erprobt.

Bearbeitung: IWT, Werkstofftechnik, Abt. Oberflächentechnik
Förderung durch das BMWi