Abscheidung und Depositionsprozesse

Deposition (Abscheidung) bezeichnet in der Werkstofftechnik den gerichteten Aufbau von Material auf einem Substrat aus einer gasförmigen, flüssigen, ionischen oder pulverförmigen Phase. Ziel ist die gezielte Einstellung von Schichtdicke, Mikrostruktur, Zusammensetzung und damit der funktionalen Eigenschaften (z.B. elektrische Leitfähigkeit, Korrosions‑ oder Verschleißschutz, optische Eigenschaften).

Grundsätzlich wird zwischen Dünnschicht‑Massiv‑ bzw. Auftragschichten unterschieden. Dünnschichtabscheidung umfasst insbesondere physikalische Gasphasenabscheidung (PVD), chemische Gasphasenabscheidung (CVD) sowie Atomlagenabscheidung (ALD). Diese Verfahren erlauben präzise kontrollierte Schichtdicken von wenigen Ångström bis einigen Mikrometern und werden z.B. in der Mikroelektronik und Optik eingesetzt.

Nasschemische und elektrochemische Verfahren wie die Elektroabscheidung und elektrophoretische Abscheidung nutzen Ionen oder Partikel in Flüssigbädern. Sie sind technologisch etabliert für Korrosionsschutzschichten, dekorative Überzüge und funktionelle Beschichtungen.

Direkte Energiedeposition (Directed Energy Deposition, DED) und weitere gerichtete Energieablageprozesse – etwa Laser-Metall-Abscheidung – gehören zu den additiven Fertigungsverfahren. Hier werden Metallpulver oder ‑drähte durch fokussierte Energiequellen (Laser, Elektronenstrahl, Lichtbogen) lokal aufgeschmolzen und schichtweise zu dreidimensionalen Strukturen aufgebaut oder für Reparaturauftrag genutzt.

Die Wahl des Depositionsverfahrens wird durch Substrateigenschaften, geforderte Schichtarchitektur, Prozessskalierbarkeit und ökonomische Randbedingungen bestimmt. Zentrale Forschungsfelder betreffen Prozess‑Mikrostruktur‑Eigenschafts‑Beziehungen, In‑situ‑Prozessüberwachung sowie die Modellierung und Simulation der Abscheidungsdynamik.

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