Diamor glättet Diamantenoberfläche

Kohlenstoffionen durchdringen die zu beschichtenden Oberflächen

Dresden (pte016/16.03.2000/11:30)

Diamant gehört zu den härtesten Stoffen überhaupt - dass der kostbare Kohlenstoff auch über hervorragende Gleiteigenschaften verfügt, ist dagegen wenig bekannt. Der Grund: Bisher mangelte es an geeigneten Methoden, dem widerspenstigen Material ein hinreichend glattes Gesicht zu verschaffen. Forscher am Fraunhofer- Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) http://www.iws.fhg.de in Dresden entwickelten jetzt ein Verfahren, dem dieses Kunststück gelingt.

"Diamor" heißt der neue Lieblingswerkstoff der Ingenieure des IWS. Das Kunstwort setzt sich aus "Diamant" und "amorph" zusammen - zwei Zuständen eine einzigen Elements, des Kohlenstoffs. Bildet die Substanz Kristalle, so resultiert der harte, durchsichtige und nichtleitende Diamant. Als Graphit dagegen zeigt sich Kohlenstoff weich, schwarz und elektrisch leitend. Im amorphen Zustand können die Eigenschaften von denen des Diamant bis zum Graphit reichen. Ein Umstand, den sich die Forscher zu nutze machten.

Bislang erzeugen Wissenschaftler Diamantschichten künstlich, indem sie winzige Diamantpartikel in einer Oberfläche verankern und ein kohlenstoffhaltiges Gas - etwa Methan oder Azetylen - mit Hilfe von Mikrowellen zersetzen. Die dabei freiwerdenden Kohlenstoffatome lagern sich an die Diamantkeime und bilden eine geschlossene Fläche. Das Problem: Noch ist diese Oberfläche unregelmäßig und rau.

"Wir gehen im Unterschied dazu von einer anderen Modifikation des Kohlenstoffes, dem Graphit, aus", erläutert Hans Joachim Scheibe vom Fraunhofer-Institut in Dresden. Dieses Material werde explosionsartig verdampft und erzeuge energiereiche Kohlenstoffionen, die in die zu beschichtenden Oberfläche eindringen und sich fest verankern. "Dabei entsteht zwar keine geordnete Kristallschicht, doch ähnelt die Beschichtung stark dem Diamant und erreicht eine vergleichbare Dichte." Zum Verdampfen des Graphits eignen sich Laserstrahlen sowie elektrische Lichtbögen.

Das Resultat ist eine Diamor-Schicht mit drei Vierteln der Härte eines Diamanten und einer sehr glatten Außenseite. Die Anwendungsmöglichkeiten der reibungsarmen Diamor-Beschichtung seien nahezu unbegrenzt, meint Scheibe. Weder Säuren noch Basen könnten derart behandelten Bauteilen schaden, überdies könnte ihnen, je nach Anforderung, elektrisch leitende oder isolierende Eigenschaften verliehen werden. Weiterer Vorteil: Der geringe entstehende Abrieb besteht aus harmlosem Kohlenstaub. (dradio) (Ende)