TubeTarget - Effizientere Plasmabeschichtung

Im Mittelpunkt des Forschungsprojekts steht ein neues Herstellungsverfahren zur Fertigung von neuartigen defektarmen, rohrförmigen Targets mit hoher Dichte und geringstmöglicher Porosität.

Targets sind jenes Ausgangsmaterial, aus dem durch Auftrag auf Oberflächen dünne Hartstoff oder Sensor-Schichten entstehen. Eingesetzt werden Targets bei optischen Anwendungen oder in der Solartechnik. Das dabei angewandte, zu den feinvakuumbasierten Beschichtungstechniken gehörende PVD-Verfahren (Physical Vapour Deposition) nennt sich Sputtern.

Die Targets werden in die Gasphase überführt, auf die Oberfläche gesprüht oder per Zerstäubung aufgebracht, um danach zu verhärten und die gewünschte Schicht zu bilden. Das Problem: Bei den herkömmlich verwendeten Planartargets entstehen sogenannte Erosionsgräben, wodurch aufzutragendes Material abgeschieden wird.

Bei Rohrtargets gibt es so gut wie keine Abtragung, was den Materialnutzungsgrad erhöht. Um das Projektziel zu erreichen, entwickeln die ForscherInnen eine leistungsfähigere und materialeffizientere Plasma- Beschichtungstechnik. Dabei werden Rohrtargets aus schwer verdichtbaren und strategisch wichtigen, teuren und knappen Werkstoffen wie Tantaloxid und Hafniumoxid durch direkt beheiztes Heißpressen hergestellt. Dieses Verfahren ist die Basis des Innovationsziels: Es ist schnell, kostengünstig, und es lässt sich damit eine breite Palette an Werkstoffen erzeugen.

Effizientere Rohstoffnutzung

Das so hergestellte Rohrtarget wird in einer Versuchs-Vakuumbeschichtungsanlage hinsichtlich Abscheiderate und Materialausnutzung getestet. Damit sucht das Forschungsteam nach Verbesserungsmöglichkeiten für die Herstellung qualitativ hochwertiger dünner Schichten.

Jede geringfügig bessere Targetausnutzung ermöglicht eine Kosteneinsparung sowie eine bis zu 80 Prozent effizientere Nutzung der aufwendig gewonnenen Rohstoffe. Gleichzeitig verbessert sich die Energiebilanz bei der Herstellung, die kostengünstiger und schneller wird. Weltweit gibt es nur wenige Hersteller, die diese teuren isotopenangereicherten Rohstoffe, aus denen Targets bestehen, erzeugen können.

Konsortialführer

Materials Center Leoben Forschung GmbH (MCL)

Weitere Konsortialpartner

• PhysTech Coating Technology GmbH (PhysTech)
• RHP-Technology GmbH & Co. KG (RHP)

Projektkoordinator

Dr. Paul Angerer
E-Mail: Paul.Angerer@mcl.at