Hochwertige, dekorative Oberflächen von Produkten des Konsum- und Luxusgüterbereichs haben neben dem hohen Designanspruch auch die Anforderung an eine langfristige mechanische Stabilität. Technisch und edel anmutende schwarze Oberflächen lassen sich dabei über moderne Beschichtungstechnologien auch auf Gebrauchsgegenstände realisieren.
Die Materialklasse der Diamantähnlichen Kohlenstoffe konnte lange Zeit nur im Verborgenen ihre herausragenden mechanischen und chemischen Eigenschaften unter Beweis stellen. Derartige Beschichtungen, die in unterschiedlichsten Modifikationen auch unter dem Überbegriff DLC für Diamond Like Carbon bekannt wurden, sind ursprünglich für den Verschleißschutz in Anwendungen wie dem Rennsport, der Luft- und Raumfahrt sowie der Medizintechnik entwickelt worden. Die funktionellen Vorzüge solcher Dünnschichten, die einerseits nur eine Schichtdicke von wenigen Mikrometern besitzen, andererseits aber doppelt bis dreifach so hart wie gehärteter Stahl sind, liegen in einer hohen Verschleiß- bzw. Kratzbeständigkeit sowie einer sehr guten chemischen Beständigkeit. Daneben bieten sie auch Eigenschaften, wie einen extrem geringen Reibwert, die v.a. für die technischen Anwendungen auf Stahl oder Hartmetall sehr wichtig sind. Über eine geeignete Schichtarchitektur und Herstellverfahren lassen sich derartige Hartstoffschichten auch auf weichere Metalloberflächen wie Edelstahl, Titan oder Aluminium als gestaltende Schutzschicht übertragen.
Durch eine schwarze axydeco-Beschichtung auf Basis von DLC kann Design und Haltbarkeit verbunden werden. Im Zusammenspiel mit der Topographie der beschichteten Komponenten ergeben sich dadurch ästhetische Kombinationen von hochglanzpoliert-tiefschwarzen bis hin zu satiniert-anthrazitfarbenen Oberflächen.
Bei dem Plasmaimpax-Verfahren handelt es sich um eine Hybridtechnik aus Plasmaaktivierter Niedertemperatur-CVD und Ionenimplantation. Damit lassen sich einerseits die schwarzen Kratzschutzschichten auf Basis von diamantähnlichem Kohlenstoff aufbringen und andererseits auch Oberflächenmodifizierungen durch Ionenimplantationen zur Steigerung der Oberflächenhärte durchführen. Die Ionenimplantationen können gerade auch bei weichen Grundmaterialien zum Aufbau einer zusätzlichen und gradiert eingebrachten Stützschicht unterhalb der schwarzen Kratzschutzschicht eingesetzt werden. Es lassen sich in diesem Fall Härtesteigerungen im oberflächennahen Bereich von 6-15 GPa erreichen. Im Vergleich dazu hat ein ungehärteter Edelstahl oder Titan eine Härte von 2-4 GPa. Die diamantähnlichen Kohlenstoffschichten (DLC) lassen sich darauf in einem Härtebereich von 7 bis 25 GPa aufbauen. Neben diesen hervorragenden mechanischen Eigenschaften zeigt DLC auch den Vorteil seiner hohen chemischen Beständigkeit (Korrosionsresisten) sowie seiner guten Körperverträglichkeit. Das Material beinhaltet keine allergieauslösenden Metalle und kann über das Plasmaimpax-Verfahren auch als hervorragende Barriereschicht z.B. als Schutz gegenüber Nickelanteilen in Stahl eingesetzt werden.
Autor: Dr. Marcus Kuhn
AxynTeC Dünnschichttechnik GmbH, Augsburg (Deutschland), www.axyntec.de
