Aufgrund seiner ähnlichen mechanischen Eigenschaften im Vergleich zu Knochenmaterial und seiner Röntgenstrahldurchlässigkeit für die postoperative Visualisierung ist Polyetheretherketone (PEEK) vielversprechend anzusehen als Biomaterial für Implantate wie zum Beispiel Bandscheibenersatz. Jedoch kann die bioinerte Oberfläche des PEEK zu fibröser Einkapselung und schlechter Osseointegration führen. Um die Bioaktivität von PEEK zu erhöhen, wurden haftfeste Hydroxylapatit-(HAp)-Schichten auf das PEEK-Substrat durch atmosphärisches Plasmaspritzen aufgebracht. Dabei werden die HAp-Pulver bei nur moderater Leistung aufgeschmolzen und anschließend gespritzt, um die thermische Belastung der PEEK-Oberfläche zu minimieren. Des Weiteren wurden die HAp-Schichten durch den Einbau von ZnO-haltigen Substanzen funktionalisiert. So wurden unter Verwendung eines neuen innovativen Dual-Verfahrens ZnO-dotierte, antimikrobiell wirksame HAp-Schichten hergestellt. Dabei wurde der ZnO-Gehalt in diesen Kombinationsschichten variiert und die Schichten wurden mittels verschiedener Methoden umfassend charakterisiert. Die Phasenanalysen erfolgten mittels Röntgendiffraktometrie (XRD), während Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS), Fourier-Transformations-Infrarotspektrometrie (FT-IR) und energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDX) eingesetzt wurden, um die chemische Zusammensetzung der Kombinationsschichten zu qualifizieren. Darüber hinaus wurden die antibakteriellen und zytotoxischen Eigenschaften von HAp- und ZnO/HAp-Beschichtungen bewertet.

Seit vielen Jahren werden Wärmebehandlungen genutzt um die Eigenschaften von verschiedenen Werkstoffen zu modifizieren. Neben dem Glühen sind vor allem thermochemische Verfahren bereits etabliert. Speziell plasmagestützte Diffusionsbehandlungen (PD) bieten ein großes Potenzial zur Weiterentwicklung und zeigen einige Vorteile gegenüber den konventionellen Wärmebehandlungen. Dabei wird zum Beispiel Stickstoff im Plasma dissoziiert und in die Bauteiloberfläche eindiffundiert, wodurch die Randzoneneigenschaften modifiziert werden. Entweder durch die Einlagerung des Stickstoffs im Metallgitter oder durch die Bildung von Nitriden.
Ursprünglich dienten PD zur Reduzierung des Verschleißes und zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit von Stählen und wurden daher überwiegend in der Tribologie verwendet.
Mit den steigenden Anforderungen in der Fertigung von Werkzeugen für die Herstellung von Hochtemperaturwerkstoffen oder als Schutz für hochtemperaturbelastete Bauteile gewinnt die Behandlung von Nickelbasiswerkstoffen und Sonderlegierungen auf Basis von Molybdän oder Kobalt an Bedeutung. Diffusionsbehandlungen auf Basis von Bor zeigen dabei vielversprechende Lösungsansätze. Es bilden sich harte und chemisch sehr beständige Verbindungsschichten aus.
Die PD von austenitischen Stählen zeigt neben der Erhöhung der Verschleißbeständigkeit eine Reduzierung des Grenzflächenwiderstandes während der elektrochemischen Potenzialmessung, die – in Abhängigkeit zum Elektrolyten – sogar verbessert werden kann. Dies ist besonders interessant für die Funktionalisierung von metallischen Bipolarplatten in der PEM-Brennstoffzelle. Weiterhin zeigen plasmanitrierte Stähle eine reduzierte Wasserstoffpermeation und eine verringerte Gefahr der Wasserstoffversprödung.
Die PD von Titan zeigt eine Verbesserung des Korrosionsverhaltens gegenüber den klassischen TiN-PVD-Schichten. Da Titan und seine Legierungen mittlerweile fester Bestandteil in der Medizintechnik sind, bietet sich auch hier enormes Potenzial.

Vakuumbeschichtungen spielen eine entscheidende Rolle in der Welt der dekorativen Schichtabscheidung und bieten dabei innovative wie auch vielseitige Methoden zur Verbesserung von Oberflächen an. Sie beruhen zumeist auf Plasma-basierten Beschichtungsverfahren. Diese Art der Oberflächenbeschichtung ermöglicht es, eine breite Vielfalt an Materialien wie Metalle, Glas oder Kunststoffe mit dünnen, aber äußerst haltbaren Schichten zu überziehen. Derart erzeugte Schichten können nicht nur die ästhetischen Eigenschaften eines Objekts verbessern, sondern auch dessen Funktionalität und Langlebigkeit erhöhen. Dabei kann durch Vakuumbeschichtungen mittlerweile eine breite Palette an dekorativen Farben erzeugt werden. Die Farbgebung erfolgt dabei entweder über Festkörper- oder Interferenzfarben. Mittels Vakuumbeschichtung aufgebrachte dekorative Farbschichten werden heutzutage in verschiedenen Anwendungsbereichen, wie beispielsweise Schmuck, Uhren, Automobilteilen (Interieur, Exterieur) und Möbeln eingesetzt, um ästhetische Anforderungen zu erfüllen und einen hochwertigen Look zu erzielen.
Im Vortrag werden die neuesten Trends im Bereich der dekorativen Schichtabscheidung mittels Vakuumbeschichtung präsentiert. Es werden PVD-Prozesse für die Erzeugung von Festkörper- und Interferenzfarben sowie hybride Abscheidungsprozesse für Interferenzfarben diskutiert. Neben Schichtentwicklungen am fem Forschungsinstitut werden auch Beispiele aus der Industrie vorgestellt. In diesem Zusammenhang werden Themen wie Umweltfreundlichkeit, präzise Einstellung der Schichtzusammensetzung, Schichthomogenität, Schichthärte, Reproduzierbarkeit, usw. sowie das Problem der Fingerprint-Empfindlichkeit behandelt.

In vielen industriellen Prozessen müssen Oberflächen für nachfolgende Produktionsschritte vorbehandelt werden. Metalle werden nasschemisch gereinigt, verschiedene Kunststoffe geprimert oder mechanisch vorbehandelt, um sie für Klebe- und Lackierprozesse vorzubereiten.
Vor dem Hintergrund einer nachhaltigen und ressourcenschonenden Produktion verlieren diese Prozesse jedoch zunehmend an Bedeutung und werden sukzessive durch das umweltfreundliche Openair-Plasma©-Verfahren mit geringem CO2-Footprint und ohne den Einsatz von Lösungsmitteln ersetzt.
Dieses düsenbasierte Atmosphärendruckplasma aktiviert Kunststoffe, reinigt Metalle und gibt Oberflächen durch Abscheidung sehr dünner plasmapolymerer Beschichtungen neue Eigenschaften. Es ist vergleichsweise kostengünstig zu generieren, da kein Unterdruck benötigt wird. Selbst bestehende Fertigungsprozesse können damit ausgerüstet werden, da die Technik aufgrund ihrer kompakten Bauweise inlinefähig ist. Lediglich elektrische Energie und Luft werden zur Generierung des Plasmas benötigt.
Der Vortrag behandelt einleitend die Themen Plasma und Atmosphärendruck-Plasmatechnik sowie die Oberflächeneffekte des Plasmas und widmet sich dann industriell erfolgreich umgesetzten Produktionsprozessen.
Gezeigt werden diverse Industrieanwendungen von der Kunststoffaktivierung von breiten Paneelen für die nachfolgende Lackierung bis zur ortsselektiven Plasma-Beschichtung von Aluminiumdruckguss-Gehäusen mit antikorrosiv wirkenden Haftvermittlerschichten. Auch der Einsatz von Plasma in der Fertigung von Lithium-Ionen-Batteriemodulen wird vorgestellt. Zudem wird das Thema Umweltfreundlichkeit durch Einsparung von Energie und fossilen Brennstoffen in ausgewählten Anwendungen erläutert.
Abschließend gibt der Vortrag einen kurzen Überblick über aktuelle Forschungsaktivitäten bei Plasmatreat und mögliche Anwendungen der Openair-Plasma-Technik in der Zukunft.