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TiN-, TiN/Cu- (17,3 At% Cu) und TiN/Ag- (16,7 At% Ag) Beschichtungen wurden durch reaktives Magnetronsputtern auf EM2 Werkzeugstahlsubstraten abgeschieden und mittels Röntgenbeugung (XRD) und Atomkraftmikroskopie (AFM) analysiert. Die reinen TiN-Beschichtungen sind einphasiges polykristallines TiN. Die hinzugefügten Cuund Ag-Atome bilden Substitutionsmischkristalle auf Basis des TiN-Gitters. Die Löslichkeit von Cu in Ti ist höher als die von Ag. Demzufolge ist die TiN/Cu- Beschichtung einphasig (polykristallines Mischkristall aus Cu in TiN), während die TiN/Ag-Beschichtung zwei Phasen umfasst, nämlich eine polykristalline Matrix in Form von Substitutionsmischkristallen aus Ag in TiN und Nanoablagerungen aus Silber entlang den Grenzen der Nanokörner der Matrix. Kupfer und Silber haben eine gegenteilige Wirkung auf die Oberflächenrauheit – der Zusatz von Kupfer vermindert die Rauheit, während Silber diese erhöht. Der beobachtete Rückgang des Reibungskoeffizienten in TiN/ Cu und TiN/Ag in Bezug auf die reine TiN-Beschichtung hat verschiedene Ursachen. Für die TiN/Cu-Beschichtung ist die verbesserte Glätte der Oberfläche verantwortlich, während für die TiN/Ag-Beschichtung Silbernanoablagerungen als trockenes Schmiermittel fungieren. In den untersuchten, reinen TiN-Beschichtungen wurden Makro-Eigenspannungen gemessen, die parallel zur Oberfläche wirken. Die Zugabe einer dritten Komponenten (d. h. Cu oder Ag) steigert den absoluten Wert der Eigenspannungen, welche in der TiN/Cu-Beschichtung stärker ausgeprägt sind als in der TiN/Ag-Beschichtung. Die Zugabe von Ag geht auch einher mit einer Veränderung des Charakters der Makro-Eigenspannungen von Druckspannung in der reinen TiN-Beschichtung zu Zugspannung in der TiN/Ag-Beschichtung.

Die Firma Robert E. Huber GmbH wurde 1937 von Robert E. Huber in Pforzheim gegründet. 1985 haben Dietmar und Werner Frei das Werk übernommen. Seit diesem Zeitpunkt hat sich die Firma auf die Produktion von hochwertigen Schreibgeräten für weltbekannte Marken spezialisiert. Heute tragen mehr als 60 erfahrene und motivierte Mitarbeiter dazu bei, den Ruf des Unternehmens als führenden Hersteller der ersten Kategorie zu erhalten.

Bericht über ein Seminar des Z.O.G., in Zusammenarbeit mit dem Forschungsinstitut Edelmetalle und Metallchemie, der RIAG Oberflächentechnik AG und Gebr. Märklin & Cie. GmbH am 12. Juli 2012 in Schwäbisch Gmünd

Korrosions- und Verschleißschutz spielen zunehmend auch im Maschinen- und Anlagenbau eine Rolle – gehen mit sinkender Anfälligkeit von Investitionsgütern auch teure Standzeiten von Produktionsmitteln einher. Eine effektive Maßnahme, um Korrosion zu vermeiden, ist der Einsatz von Chrom- und Hartchromschichten. Auch Nickel spielt in der Prävention eine große Rolle. Ein Vortragsblock auf den ZVO Oberflächentagen widmete sich also aus gutem Grund diesem Themenfeld.

Optimal gereinigte Bauteile sind im industriellen Einsatz ein Muss. Wie sich die erforderliche Sauberkeit nicht nur prozesssicher, sondern auch kosteneffizient und nachhaltig herstellen lässt, erfuhren die zahlreichen Teilnehmer des Forums Bauteilreinigung. Diese Veranstaltung führte der Fachverband industrielle Teilereinigung (FiT) im Rahmen der ZVO Oberflächentage vom 26. bis 28. September 2012 in Darmstadt durch.

„Wasserflecken“ nach dem Trocknen: Galvanisch in der Trommel verkupferte und vernickelte kleine und mittelgroße Teile aus Zinkdruckguss werden bei 80–90 °C im Trommel-Lufttrockner getrocknet. Nach dem Trocknen weisen die Teile Flecken auf, die wir als „Wasserflecken“ bezeichnen, auch wenn wir uns nicht ganz sicher sind, woher sie kommen. Manchmal verschwinden sie, ohne dass wir etwas besonderes getan oder verändert hätten, dann erscheinen sie unerwartet wieder. Sie sind ganz unregelmäßig auf den verschiedenen Flächen verteilt und haben ein unterschiedliches Aussehen. Jedenfalls gibt dies immer eine ganze Menge Mehrarbeit, die wir uns gerne ersparen würden. Können Sie uns ein paar Hinweise geben, wie das Problem in den Griff zu bekommen wäre? Zur Illustration fügen wir einige Teile bei.

Literbelastung bei der außenstromlosen Vernicklung: Die Auslastung unserer außenstromlosen Vernicklung ist in letzter Zeit zwar nur leicht zurückgegangen, aber viel unregelmäßiger geworden. Grund dafür ist der durch die größere Zahl von (auch kleineren) Kunden sehr stark schwankende Umfang der einzelnen Aufträge. Aus Termingründen müssen wir diese meist einzeln bearbeiten und so betreiben wir unser 1000-Liter-Nickelbad mit sehr unterschiedlichen Literbelastungen, manchmal sogar halb leer. Wir haben Befürchtungen, wie sich dies bei der komplizierten Chemie im stromlosen Nickelbad mit der Zeit auswirken könnte und wären Ihnen für Hinweise dankbar. Wir betreiben ein Verfahren mit Natriumhypophosphit als Reduktionsmittel.

Bericht über ein Seminar der Z.O.G. in Iserlohn: Das Zentrum für Oberflächentechnik Schwäbisch Gmünd e. V. (Z.O.G.) ist eine wichtige Einrichtung zur Aus- und Weiterbildung in der Galvano- und Oberflächentechnik. Es wird von Unternehmen, Schulen, Instituten und der Öffentlichen Hand im Großraum Schwäbisch Gmünd gefördert und unterstützt. Zusammen mit der Zentralen Entsorgungsanlage Iserlohn (ZEA) finden regelmäßige Weiterbildungsveranstaltungen zur Wasser- und Abwassertechnik in Iserlohn statt, die auf ein großes Interesse in der Fachwelt stoßen.

Wie bereits in einem vorangegangenen Artikel einleitend für Gold-Kobalt-Elektrolyte beschrieben, werden die technischen Anforderungen an die funktionellen Schichten immer anspruchsvoller. Um die Erfordernisse, zum Beispiel für die Steckverbinderindustrie, hinsichtlich der Beständigkeit gegenüber atmosphärischer Korrosion, thermischer und elektrischer sowie hoher Verschleißbeständigkeit zu erfüllen, reichen Feingoldschichten ohne Fremdmetallzusatz nicht aus. Entsprechend muss dem Gold ein Legierungsmetall in geringen Mengen beigemengt werden, wobei es sich in der Regel um Kobalt, seltener um Nickel und bis dato lediglich in Ausnahmefällen um Eisen handelt. Die in der Elektronikindustrie eingesetzten Elektrolyte sind sauer beziehungsweise schwach sauer.

Werkstoffe und Beschichtungen für extreme Einsatzbedingungen

Um den aktuellen Anforderungen der Messaufgaben in biotechnischen und biomedizinischen Bereichen zu entsprechen, werden planare Sensoren und Sensorenarrays verwendet, welche oft in Dickschichttechnik, wie beispielsweise durch Siebdruck, hergestellt werden. Diese Verfahren eignen sich teilweise nur bedingt und sind in der Herstellung durch hohen Zeit- und Materialaufwand gekennzeichnet. Auch ist die Funktionalität durch die im Herstellungsprozess verwendeten Hilfsstoffe oft beeinträchtigt.

Für die Herstellung von gut haftenden, galvanisch abgeschiedenen Metallschichten auf Kunststoffformteilen ist es notwendig, die verschiedenen Einflussmöglichkeiten der beteiligten Prozesse zu kennen. Es ist den Herstellern eines zu galvanisierenden Kunststoffteils oft nicht klar, welchen negativen Einfluss sie auf die Qualität des Endproduktes nehmen können, z.B. durch eine geringe Werkzeugwandtemperatur, da an dem Teil nach dem Spritzgiessen optisch nichts festzustellen ist. Genauso ist der Galvaniseur gefordert, die Wirkungsweise der einzelnen Behandlungsbäder auf das Formteil zu kennen und durch die Einstellung der richtigen Parameter einen einwandfreien Überzug herzustellen. Nur durch das positive Zusammenspiel beider Prozesse ist ein gut funktionierendes und langlebiges Produkt herstellbar. In dem Artikel wird auf dieses Zusammenspiel der Prozesse eingegangen und er zeigt auf welche Fehler entstehen können.

Für biotechnische und biomedizinische Anwendungen werden planare pH-Sensoren benötigt. Dafür werden beispielsweise auf einem Glassubstrat durch Siebdruck Strukturen vorbereitet und diese dann mittels galvanotechnischen Verfahren mit sensitiven Schichten verstärkt. Hierzu werden Schichten aus Antimon mit Elektrolyten auf Basis von Antimontartrat und Antimonchlorid sowie Bismut aus einem Elektrolyten auf Basis von Bismutoxid hergestellt. Aus beiden Elektrolyttypen lassen sich haftfeste Schichten mit Dicken bis zu 30 Mikrometer herstellen. Die Stromausbeuten liegen je nach Zusammensetzung des Elektrolyten zwischen 85 % und 100 %. Für Bismut ist Graphit als Substrat besser geeignet als Glas. Die Bismutschichten sind für den Einsatz als pH-Sensor deutlich besser geeignet als die Antimonschichten.

Aufgrund seiner Eigenschaften wird Kobalt in vielen Bereichen der chemischen Industrie, der Medizin oder auch der Erdölförderung eingesetzt. Seine kristallographische Struktur, die Beständigkeit und die nach dem Polieren erzielbare metallweiße Farbe machen Kobalt als galvanotechnische Überzüge besonders geeignet. Sie stellen einen Korrosions- und Oxidationsschutz dar und verleihen den beschichteten Produkten die erforderlichen funktionalen Eigenschaften. Sehr wichtig für die Funktion der galvanischen Überzüge ist eine gleichmäßige Metallverteilung auf der zu beschichtenden Oberfläche. Deshalb ist die Schichtdicke einer der am strengsten kontrollierten Parameter in der Praxis. Davon hängen einige der wichtigsten Eigenschaften der Überzüge wie Porosität, Art der Schutzwirkung oder Dauer der Schutzwirkung ab.

Durch den sehr hohen Goldpreis von derzeit etwa 1000 Euro und mehr pro Feinunze sind die Herstellung und der Verkauf von Goldschmuck zurückgegangen. Nur im Höchstpreissegment ist davon noch nichts zu spüren.

In Polymerelektrolytmembran(PEM)-Brennstoffzellen besteht an mehreren Stellen die Möglichkeit, durch galvanische Abscheidung zur Verbesserung der Leistung, der Betriebsdauer, oder zur Verbesserung der Herstellungsverfahren zum Fortschritt beizutragen. Vom Kernstück im zentralen Bereich der Katalysatoren bis zur Peripherie im Bereich der vorgelagerten Gastrennung in der Gasprozesstechnik, beispielsweise auch in Fragen der Miniaturisierung von Brennstoffzellen oder zur Herstellung von Bipolarplatten, bestehen Ansatzpunkte für galvanische Optimierungen, da es mit Hilfe der elektrolytischen Abscheidung sehr leicht gelingt, Oberflächen aufzubauen, zu modifizieren und zu funktionalisieren.

Die Elektroentionisierung ist ein Kombinationsverfahren aus Elektrodialyse und Ionenaustausch, das für die Reinstwasserherstellung und für umwelttechnische Anwendungen interessant ist. Während für die Herstellung sehr ultrareinen Wassers entsprechende Verfahren seit vielen Jahren verbreitet sind, findet man Anwendungen für den Umweltschutz eher selten. In diesem Beitrag erfolgt eine Beschreibung des Wissenstandes. Neben der Darstellung von Grundvarianten werden Probleme der Anwendung diskutiert. Dazu gehören Bedingungen erhöhter Leitfähigkeit in der wässrigen Phase, die eine kontinuierliche Prozessführung verhindern. Eine quasikontinuierliche Arbeitsweise mit getakteten Phasen der Beladung und elektrochemischen Regenerierung kann aber hierfür eine alternative Lösung darstellen. Eine beispielhafte Berechnung wird für diesen Fall vorgenommen.

Knapper werdende Rohstoffe, steigende Preise und zunehmendes Umweltbewusstsein erhöhen die Anforderungen an die Effizienz und Leistungsfähigkeit von Hochleistungskorrosionsschutzsystemen. In einem Kooperationsprojekt von Teile- und Chemikalienherstellern wurden die Grundlagen für ein ressourceneffizientes Korrosionsschutzsystem nach den hohen Anforderungen der Automobilindustrie erarbeitet.

Sonderschau „Abwasser & Umwelt“ auf der O&S 2012

Pulsabscheidung ist seit vielen Jahren in aller Munde und strahlt doch noch etwas beinahe mystisches aus. Zahlreich sind Publikationen mit hervorragenden Ergebnissen im Labormaßstab, wenig wird jedoch berichtet über in der Großserienfertigung laufende Pulsprozesse. Fast alle Galvanik- und Produktionsbetriebe welche (in den meisten Fällen überaus erfolgreich) auf Pulsabscheidung setzen, nutzen die Technologie ohne viel nach außen zu kommunizieren. Dadurch taucht immer wieder die Frage auf, ob denn Pulsabscheidung sich überhaupt für eine großindustrielle Produktion eignet und ob es nicht unu?berwindbare Skalierungsprobleme gibt.