Reaktives Magnetronsputtern

Hartstoffschichten und dekorative Schichten auf Basis von Aluminium, Titan, Zirkonium, Chrom und Keramiken werden durch reaktives Magnetronsputtern auf Werkzeuge, Komponenten und andere Produkte aufgebracht (gesputtert).

In einer Vakuumkammer wird das Beschichtungsmaterial als Sputtertarget gegenüber dem zu beschichtenden Produkt angebracht. Die Kammer wird mit Argongas gefüllt und es wird eine Spannung von einigen Hundert Volt angelegt. Diese zündet ein Plasma aus positiv geladenen Argon-Teilchen (Argon-Ionen) und freien Elektronen. Die positiv geladenen Argon-Ionen werden zur negativ geladenen Kathode (Target) hin beschleunigt. Dort treffen sie mit hoher kinetischer Energie von bis zu einigen Hundert Elektronenvolt (eV) auf die Targetoberfläche auf. Dadurch schlagen die Argonteilchen Sputtertargetatome aus der Oberfläche heraus. Nun wird ein Potential zwischen der Vakuumkammer und dem Substrat angelegt. Dadurch beschleunigen sich die Teilchen der Hartstoffverbindung in Richtung des zu beschichtenden Werkstücks. Dort reagieren sie mit einem eingeleiteten Reaktivgas (Stickstoff, Kohlenstoff oder Sauerstoff) und setzen sich als dünne nitridische, karbidische oder oxidische Hartstoffschicht auf dem Werkstück ab.