Aufgrund eines kontinuierlich steigenden Bedarfs an Mobilität und auch Energie sind der nachhaltige Einsatz von Ressourcen und die Reduktion von Treibhausgasen ein dominierender Aspekt für zukünftige Aktivitäten im Bereich der Wissenschaften und auch Industrie. Um dauerhaft die Schadstoffemission zu senken, bedarf es einem komplexen Zusammenspiel diverser Faktoren.
Eine wichtige Rolle in diesem vielschichtigen Technologie-Puzzle spielen Materialien und speziell ihre Oberflächen. Die gezielte Verbesserung von Materialeigenschaften durch Oberflächentechnik ist in verschiedensten Industriebereichen relevant (Energieproduktion, Raum- und Luftfahrttechnik, Mobility, oder auch Mikroelektronik). Eine Schlüsseltechnologie stellt hier die physikalische Gasphasenabscheidung (PVD) dar, welche vielseitige Designmöglichkeiten in Bezug auf Schichtwerkstoffe und Architekturen aufweist. Um die Effizienz und Einsatzfähigkeit von hochbelasteten Präzisionskomponenten in verschiedensten Industrieanwendungen zu verbessern, bedarf es der Entwicklung von neuartigen, maßgeschneidert Schichtwerkstoffen. Durch die Entwicklung von ultrahoch-temperatur beständigen Verschleiß- und Erosionsschutzschichten, aber auch korrosionsbeständigen Layern sowie Wärmedämmschichten, soll die Langlebigkeit und Belastbarkeit diverser Präzisionsbauteile gesteigert werden. Speziell in stationären und fliegenden Gasturbinen aber auch weiteren energieerzeugenden Anwendungen (Hydropower oder Green Energy Technologien wie Wasserstoffanwendungen), stoßen die gut bekannten und erforschten Standardschichten rasch an ihre Grenzen.
Diesen Aufgaben widmet sich die Forschungsgruppe Angewandte Oberflächentechnik wobei auf ein breites experimentelles Portfolio von plasma-basierenden Abscheidetechniken (PVD based despositions, e.g. DCMS, HiPIMS, Arc evaporation) sowie hochauflösende Charakterisierungsmethoden wie diverse Techniken der Elektronenmikroskopie (SEM, HR-TEM, FIB), Atomsondentomographie (APT), Strukturanalyse mittels Röntgenbeugung (XRD), mikro-mechanische Versuche, oder auch thermo-mechanische Analyse (DSC/TG) gesetzt wird. Zusätzlich stellen anwendungsnahe Teststände wie zB für Heißgaskorrosion, Erosion, oder Materialermüdung (LCF/HCF) eine ideale Ergänzung des Portfolios dar. Bei der Schichtauswahl werden auch theoretische Methoden wie atomistische Modellierung mittels DFT eingesetzt.
The research group for Applied Surface and Coatings Technology aims for the exploration of novel coating materials as well as functional designs for application related efficiency enhancements to increase sustainability. The work within the research group covers the development of thin film materials for high-performance components utilizing state of the art computational material science combined with advanced synthesis and characterization techniques.
