Elektronenstrahlverdampfungsanlage (EB-PVD) ESPRI 150

Im Institut für Werkstoff-Forschung ist eine 150 kW-Zweitiegelanlage (EB-PVD "ESPRI") installiert. Diese Anlage ermöglicht das simultane Verdampfen verschiedener Materialien. Der computergesteuerte, schnell ablenkbare Elektronenstrahl („jumping beam“) ermöglicht sowohl parallele als auch sequentielle Verdampfung aus den beiden Tiegeln, wodurch metallische und keramische Schichten in monolithischer, gradierter oder auch Mehrlagenanordnung im Bereich bis einigen 100 µm Gesamtschichtdicke bei Abscheideraten bis über 20 µm/min hergestellt werden können.

Die Anlage besitzt ebenfalls das klassische 3-Kammer-Design und verfügt über verschiedene Module, z.B. zur Vorbehandlung (Sputterätzen und Glühen), Druck- und Gasgemischflussregelung, in-situ-Messung von Probentemperatur- und Schichtdicken, variabler Vakuumerzeugung und variable Tiegelgeometrie sowie digitale Datenaufzeichnung.


Verschiedenste Probenhalter, wie Planetengetriebe für zylindrische Proben und kleine Turbinenschaufeln oder Flachprobenhalter, ermöglichen flexible Substratgeometrien. Kameras erlauben die Beobachtung und Aufzeichnung des Verdampfungsvorgangs und helfen so bei der Optimierung der Prozessparameter zur Verbesserung der Schichten. Prozessparameter kommerzieller Beschichtungsanlagen können vollständig reproduziert werden.

Kontakt

Prof. Dr.-Ing. Uwe Schulz

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Institut für Werkstoff-Forschung
Linder Höhe, 51147 Köln