Herstellungsverfahren - Keramik: Wie ein alter Werkstoff hochmodern wird - page 66

(LTCC-Bauelemente). Auf sie wird in Abschn. 5.9 näher eingegan-
gen. Die Metallschichten müssen die Temperaturen für das Sintern
der Keramikschichten aushalten, was zu vielen Problemen führt.
Sollen Keramikschichten auf Metall- oder auch auf Kunststoffbautei-
le aufgetragen werden, hat das meist das Ziel, sie gegen mechanischen
Verschleiß beständiger zu machen. Es werden aber auch poröse und bio-
aktive Schichten auf Metallimplantaten erzeugt, damit sie besser imKno-
chen fixiert werden können. In der Weltraumtechnik sollen keramische
Schichten die Metallteile vor direkter Wärmeeinwirkung beim Wieder-
eintritt der Flugkörper in die Atmosphäre schützen.
Die Abscheidung kann mittels Keramikpulver erfolgen, das in Laser-
oder Plasmastrahlen bei sehr hohen Temperaturen zunächst geschmolzen
wird. Es bilden sich kleinste Tröpfchen, die sich auf der Erzeugnisober-
fläche ablagern und dort wieder kristallisieren. Das Problem besteht
in eingeschlossenen Poren und der meist anisotropen Kristallisation.
Oft entstehen gar nicht die gewünschten Kristalle, sondern die Schicht
wächst epitaktisch auf die Erzeugnisoberfläche auf. Das bedeutet, dass
die Kristalle über mehrere Kristallgitterebenen hinweg wie die des Sub-
strats wachsen. Aus beiden Gründen wird oft thermisch nachbehandelt.
Sollen Keramikschichten abgeschieden werden, die aus Verbindungen
mehrerer Ausgangssubstanzen bestehen, besteht die Gefahr der Ent-
mischung, da die einzelnen Bestandteile verschiedene Schmelz- und
Verdampfungstemperaturen besitzen.
Eine elegante, aber nicht sehr produktive und zusätzlich sehr teure
Gruppe von Beschichtungsmethoden stellen die physikalische und che-
mische Abscheidung aus der Dampfphase (PVD und CVD) dar. Der
Vorteil besteht in der exakten chemischen Zusammensetzung der Deck-
schichten und der Möglichkeit, sie sehr dünn herzustellen. Die Dampf-
abscheidung wird dann bevorzugt eingesetzt, wenn Nichtoxid-Keramik-
schichten auf einem Metallsubstrat oder auch auf einem Kunststoffsub-
strat abgelagert werden sollen. Die gewünschten Schichtzusammenset-
zungen bilden sich erst durch Reaktionen von gezielt zusammengesetz-
ten Ausgangsgasen unter Zuhilfenahme von Plasmen.