imported>Georg Hügler am 30. März 2026 um 15:12 Uhr

2026-03-30T15:12:46Z

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{{Dieser Artikel|behandelt moderne technische Verfahren; zur Anwendung beim Material Feuerstein siehe [[Tempern von Feuerstein]].}}

{{Belege fehlen}}

'''Tempern''' (vgl. mittelhochdeutsch ''tempern'' ‚zusammenmischen, mischen, temperieren‘<ref>[[Bernhard Schnell]]: ''Der deutsche „Macer“: Vulgatfassung. Mit einem Abdruck des lateinischen Macer floridus ‘De viribus herbarum’ kritisch herausgegeben.'' Niemeyer, Tübingen 2003 (= ''Texte und Textgeschichte. Würzburger Forschungen.'' Band 50), ISBN 3-484-36050-X, S. 399.</ref>) ist eine [[Wärmebehandlung]], bei der ein [[Werkstoff|Material]] über einen längeren Zeitraum erhitzt wird.

Bei Industrieanlagen, insbesondere bei Öfen für die Stahlerzeugung sowie Öfen der [[Glasschmelzwanne|Glas]]-, Keramik-, Zement-, Kalkindustrie, bezeichnet der Begriff Tempern ein langsames Aufheizen der Anlage, um die Dehnung infolge Temperaturerhöhung zu kontrollieren. Damit werden am verwendeten feuerfesten Material irreversible Schäden durch zu schnelles Aufheizen vermieden. Ebenso wird unterschiedliches Dehnungsverhalten der kombinierten feuerfesten Materialien wirksam berücksichtigt.

Tempern wird in der Glas- und Kunststofftechnik, im Eisenhüttenwesen (siehe auch [[Temperguss]]) wie auch in der [[Dünnschichttechnik]] angewendet.

Eine Wärmebehandlung während oder nach dem galvanischen Prozess bei der Herstellung von Teilen der [[Verbindungstechnik]] (z. B. Schrauben) wird ebenfalls als Tempern bezeichnet.

Das Ziel kann sein, die Struktur eines Festkörpers zu ändern, beispielsweise das [[Gefüge (Werkstoffkunde)|Gefüge]] bei Bauteilen aus [[Gusseisen]] oder die Umwandlung der [[Kristallstruktur]] von [[Dünne Schichten|dünnen Schichten]].

Durch Tempern kann weiterhin die Verteilung von [[Spannung (Mechanik)|mechanischen Spannungen]] in Bauteilen aus [[Glas]] oder [[Acryl]] gesteuert werden. Bei höheren Temperaturen und bei Metallen wird das Verfahren auch als [[Spannungsarmglühen]] bezeichnet.

Tempern ist vergleichbar mit Verfahren wie dem [[Anlassen]] als Teil des [[Vergüten (Metallbearbeitung)|Vergütens]] von Metallen, bei denen die Ziel-Temperatur jedoch meist nicht gehalten werden muss.

== Beschreibung ==
Im physikalischen Sinn bedeutet Tempern, dass ein [[Festkörper]] auf eine Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur erhitzt wird. Dies geschieht über eine längere Zeit hinweg (einige Minuten bis hin zu einigen Tagen). Durch die erhöhte Beweglichkeit der Atome können so Strukturdefekte ausgeglichen und die Kristallstruktur in der Nah- und Fernordnung verbessert werden. Auf diese Weise kann der Prozess des Schmelzens und (extrem) langsamen Abkühlens zur Einstellung der Kristallstruktur vermieden werden.

== Anwendungsbereiche ==

=== Glas ===
Das Bauteil wird auf eine Temperatur knapp oberhalb der [[Transformationsbereich|unteren Entspannungsgrenze]] gebracht und dort ausreichend lange gehalten, bis sich das gesamte Bauteil gleichmäßig auf diese Temperatur erwärmt hat. Dabei darf die Temperatur nicht den [[Transformationsbereich|oberen Kühlpunkt]] überschreiten, um unkontrollierte Formänderungen zu vermeiden.

Der anschließende Abkühlprozess erfolgt bis zur unteren Entspannungsgrenze ''langsam und stetig''. Unterhalb dieser kritischen Temperatur führen vorübergehende [[Gradient (Mathematik)|Temperaturgradienten]] nicht mehr zu eingefrorenen Verformungen und permanenten Spannungen und die weitere Abkühlgeschwindigkeit ist nun nur noch durch die [[Zugfestigkeit]] des Glases begrenzt. Vor allem bei [[Technische Optik|optischen Komponenten]] ist die Freiheit von eingefrorenen inneren Spannungen ein entscheidendes Qualitätsmerkmal, da solche Spannungen bei Gläsern zu einer – meist ungewollten – [[Doppelbrechung]] führen.

Thermisch ''vorgespanntes'' Glas wie ''[[Einscheiben-Sicherheitsglas]]'' (ESG) wird gelegentlich als „Temperglas“ bezeichnet, insbesondere bei Haushaltswaren und [[Behälterglas]] (z. B. aus Duralex oder [[Pyrex]]). Dieses Verfahren entspricht jedoch nicht dem ''Tempern'' im Sinne dieses Artikels.
Thermisch vorgespanntes Glas wird beim Herstellungsprozess ''[[Abschrecken (Metallurgie)|abgeschreckt]]'', wodurch zunächst die Glasoberfläche erstarrt, während das langsamer abkühlende Innere des Werkstücks sich noch weiter zusammenzieht und so Druckspannungen in der bereits nicht mehr verformbaren Oberfläche hervorruft, die das Glas unempfindlicher gegen mechanische und thermische Belastungen machen.

=== Gusseisen ===
{{Hauptartikel|Temperguss}}
Beim Gusseisen versteht man unter Tempern langzeitiges [[Glühen]] bei Temperaturen zwischen 700 °C und 1050 °C zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften ([[Festigkeit]], [[Zähigkeit]]). Das Ergebnis ist Temperguss.

=== Herstellung von Verbindungselementen (z. B. Schrauben) ===

Werden Verbindungselemente aus hochfestem Stahl (Rm > 1000 N/mm²) aus Gründen des Korrosionsschutzes einer galvanischen Nachbehandlung unterzogen, muss zur Vermeidung der [[Wasserstoffversprödung]] während oder unmittelbar nach der Galvanisierung diese Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 200 bis 230 °C durchgeführt werden.

=== Elektronikfertigung ===
In der [[Elektronik]]fertigung wird das Temper-Verfahren zur Vorbereitung von Bauteilen sowie von unbestückten [[Leiterplatte]]n benutzt. Ziel ist es, unerwünschte [[Feuchtigkeit]], welche im Laufe der Zeit in die Bauteile bzw. die Leiterplatte hineinkriecht, wieder zu entfernen. Andernfalls kann es durch die schnelle Aufheizung beim [[Löten]] (auf über 200 °C) zu [[Verpuffung]]en kommen, welche möglicherweise das Bauteil zerstört. Eine unbestückte Leiterplatte, die aus mehreren verklebten Lagen besteht, kann möglicherweise delaminieren, das heißt, die Lagen trennen sich voneinander.

=== Halbleiter- und Mikrosystemtechnik ===
In der [[Halbleitertechnik|Halbleiter-]] und [[Mikrosystemtechnik]] finden Temperverfahren vielfältige Anwendung. In der Regel handelt es sich dabei um Prozessschritte, bei denen die Eigenschaften von dünnen Schichten oder dem Halbleitersubstrat (ein [[Wafer]]) verändert werden. Dazu zählen unter anderem:<ref name="THS">{{Literatur | Autor = Dietrich Widmann, Hermann Mader, Hans Friedrich | Titel = Technologie Hochintegrierter Schaltungen | Verlag = Springer | Jahr = 1996 | ISBN = 3540593578|Seiten = 37–40}}</ref>
# die Beseitigung von Kristallschäden, beispielsweise nach einem [[Ionenimplantation]]sschritt, oft als „Ausheilen“ bezeichnet.
# die Erhöhung der Diffusionsgeschwindigkeit für
#* die Ein[[diffusion]] von Dotierstoffen
#* die Beschleunigung von [[chemische Reaktion|chemischen Reaktionen]], beispielsweise einer [[Silizid]]bildung bei den Source-Drain-Gebieten.
# die Erhöhung der Flussgeschwindigkeit von bestimmten Schichten, beispielsweise von [[Borphosphorsilicatglas]] (BPSG) zur Glättung der [[Topografie (Messtechnik)|Wafertopografie]]
Die Temperschritte werden meist unter [[Formiergas]] oder einer anderen inerten Atmosphäre durchgeführt. Die dabei eingesetzten Temperaturen betragen je nach Anwendung und Material von wenigen hundert bis knapp zweitausend Grad Celsius.
Im erweiterten Sinn werden manchmal auch Oberflächenreaktionen, bei denen Material aus dem Gasraum in die Schicht bzw. das Substrat eingebaut wird, beispielsweise die [[thermische Oxidation von Silizium]], als Temperschritt bezeichnet.<ref name="THS"/>

Die Temperschritte erfolgen häufig in Rohröfen, wie sie auch bei der thermischen Oxidation von Silizium angewendet werden. Diese Öfen weisen relativ lange Aufheiz- und Abkühlzeiten auf, da sie den gesamten Wafer möglichst gleichmäßig auf die gewünschte Temperatur bringen müssen. Für bestimmte Anwendungen sind sie daher entweder zu langsam oder lassen sich nicht ausreichend gut kontrollieren.

=== Kunststofflackierung ===
An Kunststoffteilen haften Rückstände von Trennmitteln, die beim [[Spritzgießen]] oder Reaktionsspritzgießen eingesetzt werden, um eine einwandfreie Entnahme der Teile zu ermöglichen. Vor dem Lackieren müssen diese Rückstände vollständig entfernt werden, damit sie nicht mit dem späteren Lackaufbau reagieren. Dazu werden die Kunststoffteile für ca. 1 Stunde auf 60 °C erwärmt bzw. getempert. Es kann nötig sein, mehrmals zu tempern, dann sollte die Temperatur etwas angehoben werden. Man sollte beim Tempern von Kunststoffteilen jedoch beachten, dass die Temperatur des Tempern über der maximalen Trocknungstemperatur der Beschichtung liegen sollte, um weiteres Ausschwitzen von Trennmitteln zu verhindern.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.standox.com/content/dam/EMEA/Standox/HQ/Public/Documents/German/Standotheken/THK_001_Kunststoff.pdf |titel=Kunststoffe und ihre Lackierung |werk=standox.com |seiten=14 |abruf=2023-04-27 |format=PDF; 16,72 MB}}</ref><ref>[https://www.lackiererblatt.de/berufsfeld-lackierer/aus-und-weiterbildung/das-wissen-testen-6/ Prüfungsfragen für Fahrzeuglackierer], Lackiererblatt, 3. Juli 2007</ref>


== Weblinks ==
* [https://web.archive.org/web/20090403053402/http://wiki.fed.de/fed-wiki/index.php/Tempern Artikel zum Tempern von Leiterplatten (FED-Wiki)]

== Einzelnachweise ==
<references/>

[[Kategorie:Glasverarbeitung]]
[[Kategorie:Wärmebehandelndes Fertigungsverfahren]]
[[Kategorie:Dünnschichttechnik]]

[[fa:آنیل‌کردن]]

Tempern - Versionsgeschichte

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