Ein Gradientenwerkstoff mit besonderem Charakter.

Die METAKER^® Verfahrensprozesse, bei denen u.a. Thermolyse, plasma-chemische Synthese, Kavitation und Wärmebehandlung ablaufen, wandeln das Gefüge des Werkstücks im Randschichtenbereich zu einem multifunktionalen Gradientenwerkstoff um. Dabei handelt es sich um ein komplexes, heterogenes Werkstoffgemisch aus Mikro- und Nanophasen aus modifizierten Oxiden, Hydroxiden, Salzen und anderen Werkstoffen. Die Schichteigenschaften weisen vom Volumeninneren zur Oberfläche ein Gefälle auf und können anwendungsspezifisch in einem bestimmten Bereich eingestellt werden. Das Gefälle bezieht sich auf einen dichten (evtl. mit geschlossenen Poren) und härteren Übergangsbereich (Bild oben, Nr.2) und einen porösen, weicheren Multifunktionsbereich (Nr.3) des Werkstoffverbundes, sowie dessen atomare Verbindung mit dem Grundwerkstoff (Nr.1).

METAKER^® Randschicht ist ein heterogener, multifunktionaler, mikrostrukturierter, aktivierter und gradierter Mikro-Verbundwerkstoff, dessen Eigenschaften einstellbar und kombinierbar sind, z.B.:

• Wärmeleitend, mikrostrukturiert und extrem verschleißfest -> Tribologie, Wärmemanagement
• Dielektrisch (22 kV/mm) und extrem wärmeleitend (210 W/mK) -> Elektronik
• Mikrostrukturiert, mikroporös, extrem verschleißfest -> Tribologische Grenzschichten, Schmierung,
• Extrem wärmeleitend und extrem wärmestrahlend -> IR-Heizung, LED- und Elektronikkühlung,
• Wärmeleitend, korrosionsbeständig und Licht reflektierend -> Lichtsysteme
• Optisch und haptisch anspruchsvoll, kratzfest, Licht absorbierend -> Zierteile, Optische Geräte,
• Atomar haftend, mikrostrukturiert, mikroporös und aktiviert -> Kleben, Drucken, Lackieren, Imprägnieren,
• Körperverträglich, mikrostrukturiert und bioaktiviert (Ti) -> Medizin,
• Und vieles mehr

Es können jegliche Komponenten wie massive Bauteile, Bleche, Folie, Schichten, Gewebe, Draht, gewickelter Draht, offenporige Schäume und wasserbeständige Werkstoff-Hybride modifiziert werden.

Die Leichtmetalle mit METAKER^® Oberflächen können andere Werkstoffe wie z.B. Stahl, Edelstahl, Messing, Bronze, Keramik und/oder andere umweltbelastende Oberflächenverfahren wie z. B. Beizen, Eloxieren, Chromatieren, Phosphatieren, Chemisch-Nickel, Lackieren u.a. substituieren.

Die Bandbreite der möglichen Oberflächeneigenschaften und ihrer Kombinationen, die auf Leichtmetallen erzielt werden können, ist so groß, dass sie hier nicht näher betrachtet werden kann.

Die technischen und wirtschaftlichen Potenziale sind enorm und können z.B. folgende Anwendungen umfassen:

Weiter unten finden Sie nur die allgemeinen Informationen zu ausgewählten Eigenschaften. Die für Ihre Anwendung relevanten Informationen erhalten Sie gerne auf Anfrage.

Randschichten

Vollflächige, homogene oder partielle, gezielt inhomogene Modifikation von Randschichten im Bereich von 2 bis 200 μm.

Duktilität

Bei bestimmten Voraussetzungen können die Schichten mit sehr guter Duktilität für z.B. Zylinderlaufbahnen in Verbrennungsmotoren entwickelt werden. Modifizierte Bleche, Aluminiumgewebe oder Folien lassen sich z.B. mit größeren als die Wandstärke Radien biegen.

Mikrohärte

Die Mikrohärte ist heterogen und kann ein Härtegradient von 100 bis 2.200 HV aufweisen. Sie ist immer als ein Mittelwert von mehreren Messungen zu bestimmen.

Chemische Beständigkeit

Durch die einstellbare chemische Zusammensetzung oder in Kombination mit anderen Verfahren können die Oberflächen auf eine extreme chemische Resistenz eingestellt werden.

Wärmebeständigkeit

Die Arbeitstemperaturen der Oberfläche werden durch die Schmelztemperatur des Substrates beschränkt. Kurzzeitig können auch Wärmeschocks bis 1.000°C – 2.000°C ausgehalten werden.

Wärmeleitfähigkeit

Abhängig von der Anwendung können die Oberflächen als sehr gut wärmeleitend (z.B. Elektronik) oder wärmeisolierend (z.B. stark beanspruchte tribologische Anwendungen) verwendet werden. Lesen Sie hier mehr darüber.

Elektrische Eigenschaften

Die Schichten können sowohl als elektrisch leitend, als auch elektrisch isolierend ausgeführt werden.

Homogenität

Die Beschichtung ist sehr gleichmäßig und präziser als Chem.-Ni. Die komplexesten Geometrien mit Ecken, scharfen Kanten, Kanälen, Reliefen, Sacklöchern etc. können sehr homogen modifiziert werden.

Imprägnierbarkeit / Porosität

Sowohl die Porosität der Oberfächen, als auch die Porengrößen sind in einem bestimmten Bereich variierbar. Hervorragende Saugfähigkeit und atomare Haftung zum Substrat machen die dünnen Schichten zu einer besseren Alternative zu anodisierten Haftuntergründen für nachträgliche Lackierung oder Verklebung.

Lichtabsorption / Lichtreflektion

Eine Lichtabsorption von bis zu 94% erlaubt einen Einsatz in hochwertiger Optik und Elektronik. Eine Lichtreflektion von bis zu 80 %, gute Hitzebeständigkeit und Wärmeleitfähigkeit bringen Vorteile für moderne Lichtsysteme.

Al-Dünnschichten

Auch die auf unterschiedlichen Substraten (z.B. Stahl) mit Hilfe eines Dünnschichtverfahrens aufgetragenen dünne Aluminiumschichten können modifiziert werden.

Hybrid-Werkstoffe

Leichtmetall-Komponenten in wasserbeständigen Hybrid-Werkstoffen (z.B. Aluminium + Kunststoff) können modifiziert werden.

Dekorative Eigenschaften

Matte, spiegelfreie, optisch anspruchsvolle, belastbare, chemisch resistente, farbige Oberflächen sind bestens für dekorative Anwendungen geeignet.

Mechanische Bearbeitung

Die Oberflächen können konventionell mechanisch bearbeitet werden. Die modifizierten Werkstückbereiche, die im Rahmen eines Änderungsprozesses geändert werden mussten, können nachträglich wieder modifiziert werden.

Versteifung

Bei bestimmten Verhältnissen zwischen Geometrie, Legierung, Schichttyp und Schichtdicke können die modifizierten Oberflächen zur Versteifung von dünnwandigen Konstruktionen genutzt werden.