de.wedoany.com-Bericht: Einem Forschungsteam des Koreanischen Instituts für Materialwissenschaft (KIMS) ist die Entwicklung einer Ag-PTFE-Verbundbeschichtungstechnologie gelungen. Durch die stabile Dispergierung von PTFE-Nanopartikeln in einem cyanidfreien sauren Silberbad wird eine hochverschleißfeste Silberschicht hergestellt, deren Härte im Vergleich zu herkömmlichen reinen Silberschichten um etwa 23 % erhöht ist und deren Reibungskoeffizient unter 0,2 liegt. Die Technologie eignet sich für Bauteile, die wiederholtem Kontakt und Reibung ausgesetzt sind, wie z. B. Steckverbinder in Elektrofahrzeugen, Relais und elektrische Kontakte in elektronischen Geräten.

Versilberung wird aufgrund ihrer hervorragenden elektrischen Leitfähigkeit häufig für elektrische Kontakte in Steckverbindern von Elektrofahrzeugen, Kfz-Relais und elektronischen Schaltern eingesetzt. Silber ist jedoch relativ weich, sodass die Schichtoberfläche bei wiederholtem Ein- und Ausstecken von Steckverbindern oder während des Dauerbetriebs von Relais leicht zerkratzt und abgenutzt wird, was die Zuverlässigkeit des elektrischen Kontakts beeinträchtigt. Forscher haben bereits versucht, Polytetrafluorethylen-Partikel beizumischen, um die Reibung zu verringern. PTFE-Nanopartikel neigen jedoch in der Beschichtungslösung zur Agglomeration; eine zu hohe Konzentration schwächt die Schicht, während eine zu niedrige Konzentration die Reibung nicht ausreichend reduziert. Darüber hinaus bergen herkömmliche cyanidbasierte Bäder Risiken für die Arbeitssicherheit und die Abwasserbehandlung.

Das KIMS-Forschungsteam entwickelte eine Technik zur präzisen Steuerung der Dispergierung von PTFE-Nanopartikeln. Unter Verwendung eines cyanidfreien sauren Silberbads mit dem FC-4-Fluortensid wird durch Optimierung des Säuregehalts der Lösung, der Tensidkonzentration und des PTFE-Gehalts die Agglomeration der Nanopartikel verhindert und deren gleichmäßiger Einbau in die Silberschicht sichergestellt. Experimentelle Analysen und Molekulardynamik-Simulationen bestätigten den Mechanismus, mit dem dieses Tensid die stabile Dispergierung von PTFE aufrechterhält.

Die gleichmäßig dispergierten PTFE-Partikel wirken in der Silberschicht als festes Schmiermittel, reduzieren die Reibung erheblich und führen gleichzeitig zu feineren und dichteren Silberkörnern, was eine härtere Schicht ergibt. Im Vergleich zu herkömmlichen reinen Silberschichten weist die entwickelte Ag-PTFE-Verbundschicht eine um etwa 23 % höhere Härte und einen Reibungskoeffizienten unter 0,2 auf, bietet eine hervorragende Verschleißfestigkeit und überwindet das seit langem bestehende Zielkonflikt zwischen Härte und Reibungsreduzierung.

Die Technologie kann auf Metalloberflächen von Bauteilen angewendet werden, die wiederholtem Kontakt und Gleiten ausgesetzt sind, wie z. B. Steckverbinder in Elektrofahrzeugen, Relaiskontakte, Schalter, Leiterrahmen und elektronische Anschlüsse. Mit der zunehmenden Verbreitung von Hochspannungs- und Hochstromkomponenten in Elektrofahrzeugen gewinnt die Technologie zur Aufrechterhaltung zuverlässiger elektrischer Kontakte an Bedeutung. Die Beschichtung verspricht eine Verlängerung der Bauteillebensdauer und eine Senkung der Wartungs- und Austauschkosten. Der globale Galvanikmarkt wird bis 2032 voraussichtlich etwa 27,2 Milliarden US-Dollar erreichen, und der industrielle Wert hochzuverlässiger Versilberungstechnologien wird weiter steigen.

Die Technologie verwendet ein cyanidfreies saures Silberbad, was die Arbeitssicherheit verbessert und die Belastung der Abwasserbehandlung verringert. Die Anwendung auf großflächige Bauteile und in Massenproduktionsprozessen könnte die Kommerzialisierung umweltfreundlicher, hochleistungsfähiger Versilberung beschleunigen und die technologische Unabhängigkeit und Wettbewerbsfähigkeit Koreas auf dem Markt für Versilberungsmaterialien und hochwertige elektrische Kontaktkomponenten stärken.

Der leitende Forscher am KIMS, Seil Kim, erklärte, dass diese Technologie die Realisierung hochleistungsfähiger Silberschichten ermöglicht, die Haltbarkeit unter wiederholten Kontaktbedingungen verbessert und die Notwendigkeit hochgiftiger Cyanide beseitigt. Das Forschungsteam plant als nächsten Schritt, die Leistung in realen Bauteilen zu validieren und die Technologie auf die industrielle Massenproduktion auszuweiten. Die Forschung wurde vom Ministerium für Handel, Industrie und Energie sowie vom Ministerium für Wissenschaft und Kommunikationstechnologie gefördert. Die Ergebnisse wurden am 8. Juni 2026 online in der Zeitschrift „Surface and Coatings Technology“ veröffentlicht.