Arbeitsgruppe Prof. Dr. Gerhard K. Wolf

Forschungsgebiete

 

 

(A) Oberflächentechnologie

1. Metastabile und amorphe Oberflächenlegierungen

Durch Bestrahlung mit beschleunigten Ionen lassen sich metastabile und amorphe Oberflächenschichten auf kompakten Materialien erzeugen, die sich durch ungewöhnliche metallurgische, elektrochemische und mechanische Eigenschaften auszeichnen. Im Rahmen mehrerer vom BMFT geförderter Vorhaben werden Korrosions- und mechanische Eigenschaften von vergüteten Metallen im Zusammenhang mit der Struktur der jeweiligen Oberflächenlegierung untersucht. Daneben interessieren auch die katalytischen Eigenschaften von Oberflächenlegierungen in Hinblick auf elektrochemische Reaktionen.

2. Oberflächen und Randschichten nach Maß

Mittels moderner Oberflächenvergütungsmethoden wie plasmaunterstützten und insbesondere ionenstrahlunterstützten Aufdampfverfahren lassen sich die Oberflächeneigenschaften vieler Materialien (Metalle, Polymere, Keramiken) gezielt verändern.

Durch systematisches Studium aller Einflußgrößen gelingt es, Schichthaftung, Schichtspannung, Schichthärte, Schichtstrukturen usw. für den jeweiligen Anwendungszweck zu optimieren. Untersuchungen des Grenzbereichs Schicht/Substrat tragen zur Kenntnis der Beeinflussung des Schichtverhaltens über die Grenzbereichsstruktur bei. Zu diesen Themen werden im Rahmen von DFG- und BMFT-Verbundvorhaben vielfältige Untersuchungen bis hin zu apparativen und methodischen Entwicklungen durchgeführt. Das Schwergewicht liegt dabei auf Hartstoffschichten, Korrosionsschutzschichten und kubischen Bornitrid, Metallisierung von Polymeren und Modifikation von Biomaterialien.

Als wichtigste Einrichtungen werden dafür ein Ionenbeschleuniger und eine Anlage zur ionenstrahlgestützten Bedampfung (Alligator) betrieben.

(B) Elektrochemie

Die Arbeitsgruppe hat vielfältige Aktivitäten im Bereich der angewandten Elektrochemie. Dabei werden im wesentlichen Materialien, die, wie unter (A) beschrieben, durch Oberflächentechnik modifiziert wurden, mit elektrochemischen Methoden analysiert und charakterisiert. Das reicht vom elektrokatalytischen Verhalten von Katalysatorelektroden für Brennstoffzellen über Korrosionsuntersuchungen mit elektrochemischen Methoden bis zu Porositätsmessungen an Schichten. Dafür stehen als Ausrüstung mehrere Meßplätze für zyklische Voltametrie, ein analytischer Polarograph und Einrichtungen für praxisorientierte Korrosionsprüfungen zur Verfügung.

(C) Oberflächen- und Randschichtanalytik

Die Arbeitsgruppe benutzt zur Charakterisierung von Oberflächen, Beschichtungen und Grenzbereichen bei Festkörpern hauptsächlich die Augerelektronenspektroskopie, Konversionselektronenmösbauerspektroskopie, Röntgendiffraktometrie und IR-Spektrometie.

Daneben werden gemeinsam mit dem MPI für Kernphysik nukleare Methoden eingesetzt: Der Wasserstoffgehalt von Materialproben kann zerstörungsfrei von der Oberfläche ausgehend in Schritten von 10 nm in vielen Materialien mit der Kernreaktion 1H(15N,ay)12C bestimmt werden.

Röntgenfluoreszenz und durch Protonen induzierte Röntgenfluoreszenz sind die Methoden der Wahl, um die Zusammensetzung, Schichtdicke und Schichtgleichmäßigkeit von technischen Überzügen zu messen.

Schichtprofile und die Zusammensetzung von Mehrlagenschichten werden mittels Rutherfordrückstreuung bestimmt.

Durch Zusammenarbeit mit anderen Arbeitsgruppen stehen zusätzlich die Methoden XPS, AFM, Raman, SIMS, SNMS, NAA und AAS zur Verfügung.

 

Curriculum vitae

Mitarbeiter

Anlagen

Zusammenarbeiten

Papers

 

 

Webmaster: Dietmar Muck

Email: y34@ix.urz.uni-heidelberg.de

 

 

 

 

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