chemischmechanisch

Chemischmechanisch, oft geschrieben chemisch-mechanisch, bezeichnet einen Ansatz in der Materialwissenschaft, bei dem chemische Reaktionen an einer Werkstoffoberfläche in Wechselwirkung mit mechanischer Aktion stehen. Ziel ist es, die Oberfläche zu modifizieren, Material abzutragen oder zu formen, indem chemische und mechanische Effekte koordiniert wirken.

Im Kern beruht chemisch-mechanische Arbeit auf der Synergie chemischer Reaktionen (z. B. Oxidation, Lösung, Passivierung) und mechanischer Abtragung durch Reibung, Härte oder Druck. Die Abtragsrate ergibt sich aus der Wechselwirkung beider Prozesse und hängt von Materialeigenschaften, Slurry-Zusammensetzung, Oberflächenzustand, Temperatur, Druck und Abtragsmechanismus ab.

Der bekannteste Anwendungsfall ist die chemisch-mechanische Politur bzw. Planarisierung von Halbleiter-Wafern (CMP). In CMP-Wässern wird ein abrasives Pad mit Schleifmittel und chemisch reagierenden Flüssigkeiten verwendet, um Material gezielt abzutragen und gleichzeitig eine glatte, planare Oberfläche zu erzeugen. Ähnliche Prinzipien finden sich in der chemisch-mechanischen Schleifbearbeitung, im tribologischen Verschleiß unter chemischer Beanspruchung und in bestimmten Fertigungsverfahren.

In Forschung und Industrie spielt das Verständnis chemisch-mechanischer Prozesse eine Rolle bei Oberflächenbehandlung, Korrosionsschutz, Werkzeugverschleiß und der Entwicklung neuer Werkstoffe, die in Gegenwart bestimmter Chemikalien besser widerstehen oder leichter bearbeitet werden können. Der Begriff betont die enge Verzahnung von Chemie und Mechanik in Materialprozessen.