Am 5. Januar 2025 nimmt die Universität Siegen ein bundesweit einzigartiges Beschichtungszentrum in Betrieb. Dieses Zentrum umfasst drei hochmoderne Anlagen, die speziell für die Entwicklung und Erforschung von Materialien und Beschichtungen konzipiert wurden. Die Anlagen nutzen das Verfahren der physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD), um Oberflächen effizient zu beschichten. Diese Technik wird für verschiedene Anwendungen in der Entwicklung von Sensoren, der Batterietechnologie und der Medizintechnik, einschließlich medizinischer Implantate, eingesetzt.
Aktuell sind die Beschichtungsanlagen im bestehenden Reinraum auf dem Hölderlin-Campus untergebracht. Nach Abschluss des neuen INCYTE-Forschungszentrums werden sie in einen dortigen ISO-4 Reinraum verlagert. Durch ein spezialisiertes Schleusen- und Transfersystem, das die drei Anlagen verbindet, können Proben unter Hochvakuum und bei extrem niedrigen Temperaturen von -196 Grad Celsius transportiert werden.
Technologische Innovationen und Ausbildung
Die Beschichtungsanlagen stehen nicht nur den Mitarbeitern der Universität zur Verfügung, sondern auch Studierenden aus den ingenieur-, natur- und lebenswissenschaftlichen Disziplinen sowie externen Kooperationspartnern. Die Errichtung dieses Zentrums fördert die technologische Ausbildung von Studierenden und Nachwuchsforschern in cutting-edge Technologien.
Die physikalische Gasphasenabscheidung ist eine Gruppe vakuumbasierter Beschichtungsverfahren, die sich von der chemischen Gasphasenabscheidung unterscheidet. Bei PVD wird das Ausgangsmaterial physikalisch in die Gasphase überführt, was dazu führt, dass sich das gasförmige Material auf einem Substrat niederschlägt und eine Zielschicht bildet. Zu den gängigen PVD-Verfahren gehören thermisches Verdampfen, Elektronenstrahlverdampfen sowie Sputtern, die allesamt in der neuen Einrichtung ein wesentliches Element darstellen.
Vielfältige Anwendungen von PVD
PVD-Verfahren ermöglichen Beschichtungen bei niedrigen Prozesstemperaturen, was besonders vorteilhaft für niedrigschmelzende Kunststoffe ist. Durch die Verwendung von Reaktivgasen wie Sauerstoff oder Stickstoff können darüber hinaus spezielle Oxide, Nitrate oder Carbide abgeschieden werden. Diese Art der Beschichtung findet Anwendung in verschiedenen Branchen, darunter die Mikroelektronik, wo PVD-Schichten für Metall- oder Halbleiterschichten benötigt werden, oder auch in der Lebensmittelindustrie sowie im Architektursektor.
PVD gilt als Pionier der Hartstoffbeschichtung und findet daher auch in der Fertigung von Nuklear-Brennelementen Verwendung, um unerwünschte Diffusion zu verhindern. Die Vielfalt der möglichen Anwendungen unterstreicht die Bedeutung dieser Technologie nicht nur für die Forschung, sondern auch für die industrielle Produktion.
Zusammenfassend wird die Eröffnung des neuen Beschichtungszentrums an der Universität Siegen eine wegweisende Rolle spielen, sowohl in der akademischen Ausbildung als auch in der praktischen Anwendung neuester Beschichtungstechnologien.