Es ist eine physikalische Größe, die den Grad des Widerstands quantifiziert, den ein Material dem Durchgang eines elektrischen Stroms entgegensetzt. Sie wird in der Einheit Ohmmeter (Ω·m) ausgedrückt und ist ein Schlüsselparameter bei der Bewertung der elektrischen Eigenschaften von Materialien. Materialien mit hohem spezifischem Widerstand weisen eine geringe Leitfähigkeit auf, was bedeutet, dass sie elektrischen Strom nicht effizient transportieren können.

PVD-Schichten können sehr gute elektrische Isolatoren sein. In manchen Anwendungen sind sie eine Alternative zu herkömmlichen Lösungen mit isolierender Keramik und Spritzanträgen, in manchen wiederum eine einzigartige Lösung. Eine technische Kuriosität ist eine elektrisch nichtleitende Schicht, die im DC-Modus mittels PVD-Technologie in Abhängigkeit von der elektrischen Leitfähigkeit hergestellt wird. Es ist Schicht auf Siliziumbasis. Die Schicht kann auf handelsübliche leitende Materialien aufgetragen werden und durch den Auftrag entsteht ein elektrisch nichtleitendes Bauteil.

Messung

Die Messung dielektrischer Eigenschaften ist ein umfangreiches und kompliziertes Gebiet. Frequenz- und Gleichstromeigenschaften einschließlich Temperaturabhängigkeiten wurden überwiegend an Universitätsarbeitsplätzen gemessen.

An der Westböhmischen Universität in Pilsen wurden die Frequenzabhängigkeiten der Permittivität und des Verlustfaktors von beschichteten Proben mit zwei Dicken von 6,8 und 13,1 µm bestimmt – Abb. 1.

Obr.1 – frekvenční závislost permitivity a ztrátového činitele.

Abb. 2 zeigt die Temperaturabhängigkeit des Rs-Parameters der seriellen Ersatzschaltung des beschichteten Musters. Bei einer Temperatur von etwa 160°C weist die Schicht noch RS-Werte im Bereich von 106 Ohm auf.

Anwendung

• Herr Doktor K. Hruška von Westböhmischer Universität beteiligt sich an der Konstruktion und Erprobung eines neuen Elektromotors. Einer der entscheidenden Teile des Entwurfs war die Gestaltung der Bolzen der Transformatorplatten der neuen Antriebseinheit (Abb. 3). Die betrieblichen und technischen Bedingungen machten die meisten Standardlösungen überflüssig. Bei den Tests erwies sich die nichtleitende PVD-Schicht als sehr interessante Alternative. Weitere Details wurden im MM článku 9/2024 veröffentlicht.

• Eine sehr interessante Anwendung war der Ersatz sehr teurer Verbundwerkstoffe, die für die Positionierungsvorrichtung verzinkter Teile beim Widerstandsschweißen verwendet werden. Beim Schweißen muss die elektrische Nichtleitfähigkeit der Vorrichtung, ihre mechanische Beständigkeit und die Beständigkeit gegen Zinkspritzer sichergestellt werden. Der verwendete Verbundwerkstoff ist sehr schwer zu bearbeiten, seine Lebensdauer war sehr begrenzt und die Wartung problematisch. Der Ersatz bestand in der Herstellung einer Vorrichtung aus gewöhnlichem Baustahl und der anschließenden Beschichtung mit einer nicht leitenden PVD-Schicht. Die Betriebstests verliefen äußerst zufriedenstellend. Die Nichtleitfähigkeit, Haltbarkeit und Wartung des beschichteten Produkts übertrafen die ursprüngliche Lösung bei weitem.