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Graphen and Anti-reflective Coatings using Pulsed High-Current Arc Evaporation (Graphen)
In diesem Projekt wurde ein innovatives Verfahren zur Herstellung von kohlenstoffbasierten, dünnen antireflex-Schichten und Graphen bzw. graphenartigen Schichten auf unterschiedlichen Substratmaterialien für den industriellen Einsatz realisiert. Sowohl für die Schwärzung von Oberflächen als auch für die Herstellung von Graphen wird Kohlenstoff in sp²-Hybridisierung (Graphitische Konfiguration) verwendet. Insofern unterscheiden sich die beiden Herstellungsprozesse nur wenig voneinander. Daher liegt es nahe, beide Anwendungsbereiche mit einer Beschichtungsanlage zu bedienen und somit einen leistungsfähigen, für einen breiten Anwendungsbereich konzipierten Beschichtungscluster zu entwickeln, um neue Märkte zu erschließen.
 
Ausgangspunkt des Projekts war der dringende industrielle Bedarf an unterschiedlichen kohlenstoffbasierten Hochleistungsschichten, sowohl für die Oberflächenveredlung als auch als Oberflächenschutzschicht. Zum anderen stehen Graphen und graphenartigen Schichten momentan an der Schwelle zum industriellen Durchbruch. Die kürzlich von einem Autorenkollektiv veröffentlichte technologische Roadmap sieht die Integration von Graphen in mehr als 20 unterschiedliche Anwendungsbereiche bis zum Jahr 2023 vor. Hierfür werden zurzeit unterschiedliche Verfahren zur industriellen Herstellung von Graphen qualifiziert.
 
Ziel des Projekts war die Entwicklung eines Verfahrens bzw. einer prototypischen Beschichtungsanlage, mit welcher es möglich ist, unterschiedliche Substratmaterialen prozesssicher mit kohlenstoffbasierten Hochleistungsmaterialien zu beschichten. Besonderer Fokus wurde dabei auf die Entwicklung eines flexiblen Prozesses und damit die Abdeckung eines großen Bereichs von Kohlenstofffunktionsschichten gelegt, um einen möglichst großen Markt erschließen zu können. Grundlage für dieses Verfahren ist die Technologie des magnetischen gefilterten Hochstrombogens (Φ-HCA), welches vorrangig vom Fraunhoferinstituts IWS in Dresden entwickelt und von der Firma Arc Precision GmbH in Wildau kommerziell vertrieben wird. Die am Vorhaben beteiligten Partner sind die Arbeitsgruppe Photonik, Laser und Plasmatechnologien im Fachbereich Ingenieur- und Naturwissenschaften der Technischen Hochschule Wildau (THWi), sowie die FAP Forschungs- und Applikationslabor Plasmatechnik GmbH Dresden (FAP).

HCA-Kammer
HCA-Kammer

Kooperationspartner:
AG Photonik, Laser & Plasmatechnologien FAP Plasmatechnik

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