Härte
Im Allgemeinen kann die Härte als der Widerstand eines bestimmten Materials gegen lokale plastische Verformung verstanden werden, also der Widerstand gegen das Eindringen eines Fremdkörpers in seine Oberfläche. Physikalisch gesehen hängt sie von vielen charakteristischen Größen des Materials ab, wie dem Young-Elastizitätsmodul, der Bruchzähigkeit, der Elastizität usw. Aus der Sicht der Anwendung ist die Härte die entscheidende Größe für die Beständigkeit eines Materials gegen verschiedene Arten von Kontaktverschleiß, wie z. B. abrasiver und adhäsiver Verschleiß usw.
Abriebfestigkeit
Die Widerstandsfähigkeit eines Materials gegen ungewollte Verformung und Verlust der Materialoberfläche durch mechanische, thermische, chemische usw. Einflüsse. Stress. Neben der „relativen“ Härte ist dies einer der größten Vorteile von PVD-Beschichtungen.
Benetzbarkeit
Es drückt die Fähigkeit der ausgewählten Flüssigkeit aus, eine bestimmte Oberfläche zu benetzen. Durch den Einsatz von Schichten lässt sich die Benetzbarkeit von Oberflächen teilweise verändern.
Biokompatibilität
Es ist eine zentrale Anforderung für Instrumente und Komponenten, die für den direkten Kontakt mit lebendem Gewebe vorgesehen sind. Titannitrid ist in dieser Hinsicht die Standardwahl.
Hohe spezifische Oberfläche
Sie bestimmt die Effizienz von Sorptions- und Adsorptionsprozessen, die chemische Reaktivität von Feststoffen und einige katalytische Prozesse mit. Mit dem PVD-Verfahren können die Schichten so strukturiert werden, dass sie eine hohe spezifische Oberfläche aufweisen.
Diffusionseigenschaften
Diffusion ist ein Mechanismus der Stoffübertragung in Festkörpern, der durch die thermische Bewegung von Atomen verursacht wird. Sehr kompakte und defektfreie PVD-Schichten können als Diffusionsbarrieren dienen, die das Eindringen unerwünschter Stoffe in das Substratvolumen verhindern.
Innere Spannung
Innere Spannungen (Eigenspannungen) sind mechanische Spannungen, die im Material auch ohne äußere Belastung vorhanden sind. PVD-Schichten zeichnen sich durch Druckspannungen von etwa 2 GPa aus, die die Festigkeit des Materials und seine Ermüdungsbeständigkeit bei zyklischer Belastung deutlich erhöhen können.
Bakterielle Hemmung
Unter Bakterienhemmung versteht man die Fähigkeit einer Oberfläche, das Auftreten und die Vermehrung mikrobieller Organismen aktiv zu unterdrücken. Zur Hemmung können spezielle Schichten mit Silber oder Kupfer verwendet werden.
Optische Eigenschaften
Zu den optischen Eigenschaften einer Oberfläche, die am häufigsten durch Schichten beeinflusst werden, gehören Transmission, Absorption und Reflexion. Neben den meist nanometergroßen Spezialschichten für optische Komponenten gibt es auch eine ganze Reihe mikrometergroßer Varianten, die zum Beispiel mit einer einzigartigen Kombination aus hoher Absorption und extremer Temperaturbeständigkeit verbunden sind.
Reibung
Zu den Reibungseigenschaften gehört das Verhalten der Oberfläche eines bestimmten Materials während der Relativbewegung in Kontakt mit einer anderen festen Oberfläche. PVD-Schichten können die Eigenschaften der ursprünglichen Reibpaarung deutlich verändern. Optimierte Varianten fungieren sogar als Hochtemperaturschmierstoff für Temperaturen um 600°C.
Dekorative Eigenschaften
Die natürlichen Farben funktionaler PVD-Schichten in Grautönen sind meist undeutlich. Es gibt jedoch eine breite Palette attraktiver Farbtöne, die durch Interferenz oder Beugung entstehen.
Korrosion
Es ist ein Abbauprozess, bei dem ein Material durch eine chemische oder elektrochemische Reaktion mit der Umgebung gestört wird. Metallische und keramische Beschichtungen bieten attraktive Alternativen zu herkömmlichen Schutztechnologien.
Teplotní stabilita
Teplotní stabilitu materiálů můžeme rozdělit na strukturní a chemickou. PVD vrstvy v obou režimech podle jejich složení odolávají teplotám 300°C až více než 1000°C.
Chemische Inertheit
Es ist die Fähigkeit von PVD-Schichten, chemischen Reaktionen mit umgebenden Substanzen oder der Umwelt zu widerstehen. Diese Eigenschaft stellt sicher, dass die Beschichtungen stabil bleiben und nicht mit Chemikalien, korrosiven Umgebungen oder anderen aggressiven Substanzen reagieren, was ihre Lebensdauer verlängert und den Schutz des darunter liegenden Materials erhöht
Elektrische Nichtleitfähigkeit
PVD-Schichten können sehr gute elektrische Isolatoren sein. In einigen Anwendungen sind sie eine Alternative zu herkömmlichen Lösungen mit isolierender Keramik und Beschichtungen, in anderen sind sie eine einzigartige Lösung.