
Surface Modification of Metals and Alloys
In jüngster Zeit hat die Wissenschaft eine Oberflächenmodifizierung für notwendig erachtet, da die Oberflächeneigenschaften neuer Werkstoffe in Bezug auf Benetzbarkeit, Haftung, Korrosionsbeständigkeit oder sogar Widerstandsminderung in der Regel unzureichend sind. Um feste Oberflächen wie Metalle und Legierungen zu modifizieren, wurden verschiedene Behandlungen angewandt, um die gewünschte Oberflächenbeschaffenheit zu erreichen.
Dazu gehören die chemische Abscheidung aus der Gasphase, die physikalische Abscheidung aus der Gasphase, das chemische Ätzen, die galvanische Abscheidung oder die Anwendung von gasförmigen Medien, die sich nicht im Gleichgewicht befinden, insbesondere gasförmiges Plasma. Diese Behandlungen führen zu Veränderungen der Rauheit, Hydrophobie, Biokompatibilität oder Reaktivität. Obwohl solche Behandlungen in den letzten Jahrzehnten ausgiebig untersucht und sogar kommerzialisiert wurden, sind die genauen Mechanismen der Wechselwirkung zwischen reaktiven gasförmigen Spezies und festen Materialien noch immer unzureichend verstanden.
Außerdem ist es aus verschiedenen Gründen schwierig, eine Legierung zu finden, deren Oberflächenverhalten sich von dem des Grundmaterials unterscheidet. Ein häufiges Ziel der Oberflächenmodifizierung ist es, eine größere oder spezifischere Beständigkeit gegenüber extremen Umwelteinflüssen zu erreichen, z.
B. Korrosions- und Verschleißbeständigkeit, höhere mechanische Beständigkeit oder Ermüdungsbeständigkeit, Hydrophobie, Oleophilie oder thermisches (bei niedrigen oder hohen Temperaturen), magnetisches, elektrisches oder spezifisches optisches Verhalten oder Lichtexposition.
Ein weiteres Ziel ist es, die Biokompatibilität zu erhöhen, (Bio-)Fouling zu verhindern oder beides. Um diese Eigenschaften bei Metallen und Legierungen zu erreichen und zu verbessern, muss die Strategie der Oberflächenmodifizierung auf der Grundlage einer direkten Einwirkung auf das Metall oder der Einbringung einer Beschichtung angewendet werden, die diese Eigenschaften verleiht oder die Oberfläche funktionalisiert, um komplexe Anforderungen zu erfüllen.