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Trockenes Rotations- schneiden von Aluminium |
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Zwischenschichten für die Hartmetallbeschichtung |
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Ziehsteine |
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Diamantbeschichtete Gleitringdichtungen |
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Diamantelektroden |
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Produktnamenverzeichnis - Kohlenstoffschichten |
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Informationsplattform zu Kohlenstoffschichten |
Heißdraht-CVD-Verfahren zur groß-
flächigen Diamantabscheidung; hier Beschichtung von Gleitring-
dichtungen.
Mikroschleifstift mit compeDIA®-Beschichtung als Schleifbelag, Durchmesser am Kopfende 50 µm, geschliffene Nut in Silicium.
Am Fraunhofer IST entwickelte CVD-Beschichtungsanlage CVDiamond-XXL zur großflächigen Abscheidung von Diamant-
schichten; maximale Beschichtungsfläche: 50 cm x 100 cm.
Herstellung und Nutzbarmachung polykristalliner CVD-Diamantschichten mit ihren extremen Eigenschaftskombinationen gehören zu den Arbeitsschwerpunkten unseres Instituts. Besonders im Bereich der Heißdraht-aktivierten Diamantabscheidung (HFCVD) wurde ein weltweit anerkannter Entwicklungsstand erreicht, der die voll automatisierte und hoch produktive Beschichtung mit Diamant auf Flächen von bis zu einem halben Quadratmeter möglich macht.
Durch Modifikation der Schichteigenschaften (z. B. definierte Rauheit, elektrische Leitfähigkeit), die Skalierung des Heißdraht-CVD-Verfahrens sowie die permanente Weiterentwicklung der HFCVD-Anlagentechnik wird das enorme Leistungspotenzial polykristalliner Diamantschichten für unterschiedlichste Produkte nutzbar gemacht. Anwendungen kommen aus den Bereichen Werkzeuge, Bauteile, Elektrochemie und Mikrotechnik.
Diamant verfügt über eine von keinem anderen Material erreichte Kombination wichtiger, technologisch nutzbarer Materialeigenschaften: höchste Härte, Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit, maximale Wärmeleitfähigkeit und gute Temperaturbeständigkeit, hervorragende Gleiteigenschaften, größte elektrochemische Überspannung für die Elektrolyse von Wasser. Diese und andere Eigenschaften machen CVD-Diamantschichten zum idealen Werkstoff für unterschiedlichste Einsatzgebiete, beispielsweise für Zerspanungs- und Umformwerkzeuge, Gleitringdichtungen und andere tribologisch hoch beanspruchte Bauteile.
In seiner elektrisch leitfähigen Form wird bordotierter CVD-Diamant als Elektrodenmaterial eingesetzt z. B. für die Abwasserreinigung, Wasseraufbereitung und für elektrochemische Synthesen.
Produktion und Vermarktung dieses neuartigen und innovativen Elektrodenmaterials erfolgt durch die CONDIAS GmbH, einer Ausgründung des Fraunhofer IST.
Einige Eigenschaften von CVD-Diamant:
| Härte | ca. 100 GPa |
| E-Modul | ca. 1080 GPa |
| Dichte | 3,52 g/cm³ |
| Thermisch stabil |
in Gegenwart von Sauerstoff bis 600 °C ohne Sauerstoff bis 1200 °C |
| Thermische Leitfähigkeit |
bis 2000 W/(mK) (bei 20 °C) |
| Thermische Ausdehnung |
0,8 x 10-6 K-1 (bei 20 °C) |
| Spezifischer Widerstand |
dotiert:10-5 ... 10 Wm undotiert: 107 ... 1011 Wm |
| Durchbruch- feldstärke |
2,5 MV/cm |
| Dielektrizitäts- konstante |
5,7 |
| Transparenz | IR, sichtbarer Bereich und im nahen UV |
Diamanttechnologie bedeutet für uns mehr als nur die Herstellung von Diamantschichten. Vielmehr verstehen wir darunter die zielgerichtete Anpassung des Diamant-Substrat-Werkstoffverbundes an die technischen und wirtschaftlichen Randbedingungen des jeweiligen Anwendungsfalls. Für die Erarbeitung maßgeschneiderter Lösungen bieten wir unseren Kunden ein Komplettsystem an, bestehend aus: Substratauswahl, Substratvorbehandlung, Schicht- und Prozessoptimierung, Analytik und Prüftechnik, Prozessüberwachung, -steuerung und -regelung, Anlagen- und Produktionstechnik.
Dr. Lothar Schäfer
Tel.: 05 31 / 21 55 - 520
Fraunhofer-Gesellschaft