Elektrische Entladungen (discharges) bezeichnen den Übergang eines isolierenden Systems in einen leitfähigen Zustand infolge eines hinreichend hohen elektrischen Feldes. In der Werkstofftechnik werden unterschiedliche Entladungsarten gezielt genutzt, um Oberflächen zu modifizieren, Schichten abzuscheiden oder Zusammensetzungen zu analysieren.

Fundamental ist die Erzeugung freier Ladungsträger durch Stoßionisation, Feldemission oder thermische Prozesse und deren anschließende Lawinenverstärkung. Je nach Druck, Gaszusammensetzung, Elektrodengeometrie und Anregungsmodus (DC, AC, gepulst) entstehen verschiedene Entladungsregime mit charakteristischen Plasmaparametern.

Die Glühentladung dient häufig als Quelle kalter Niederdruckplasmen, etwa in der PVD-Beschichtung oder beim Ionenätzen. Gepulste Glühentladungen erweitern den nutzbaren Leistungsbereich und ermöglichen feinere Steuerung der Ionenenergie. Die dielektrische Barriereentladung (DBE) erzeugt nicht-thermische Atmosphärendruckplasmen, die für Oberflächenaktivierung, Haftungsverbesserung und Plasma-Polymerisation eingesetzt werden.

Funkentladungen und Funkenentladungs-Generatoren nutzen sehr kurzzeitige, hochenergetische Mikroentladungen, beispielsweise in der Funkenerosion (EDM) zur Präzisionsbearbeitung oder in der Funkenemissionsspektroskopie zur Legierungsanalyse. Spezialisierte Konfigurationen wie die Solution-Cathode Glow Discharge koppeln eine Glühentladung mit flüssigen Elektrolyten und ermöglichen die Elementanalytik von Lösungen und Beschichtungen.

Die gezielte Wahl des Entladungsmodells und der Prozessparameter erlaubt es, Energiefluss, reaktive Spezies und Teilchenstrom auf Werkstoffe einzustellen und so Mikrostruktur, Chemie und Funktionalität von Oberflächen präzise zu kontrollieren.