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Die Ansprüche in der Lackapplikation wachsen ständig, so daß Lackhersteller und Applikationstechniker ihre Methoden im gesamten Produktionsprozeß immer weiter verbessern müssen. Neben der eigentlichen Lacktechnologie tritt dabei der Ab- prüfbetrieb im Labor weiter in den Vordergrund. Während die Lackchemiker neue Fortschritte erzielen, wird die Überprüfung der feiner werdenden Verbesserungen immer schwieriger. Ebenfalls wird es immer wichtiger, daß die Prüfergebnisse des Herstellers mit denen seiner Kunden zu vergleichen sind. Gerade große Abnehmer mit höchsten Qualitätsansprüchen, wie z.B. die Automobilindustrie, betreiben heute schon einen sehr großen Aufwand, der die Bemühungen mancher Hersteller noch übertrifft.

The use of atmospheric plasma sources for the surface activation is well known for several years and state of the art in many industry sectors. Especially in the plastics processing industry plasma sources based on the dielectric barrier discharge are widely-used.

With respect to its operational role the tornado has been designed as a swept wing aircraft. This type of aircraft with variable wing sweep capability includes in principle more areas which are subjected to sliding and wear than a fixed wing aircraft. Due to this design the affected interfaces of different structural materials have been protected with adequate coatings or materials to maintain the operability of the aircraft.

A variety of sol-gel derived coatings have been developed at Sheffield Hallam University (SHU) [1, 2] to improve the corrosion resistance of steel and aluminium alloys and include inorganic forms [3] and organically modified hybrid formulations, e. g. Ormosil, an organically modified silicate material [4]. The inorganic form of this coating has the advantage of high hardness and wear-resistance but the disadvantage of long cure times and a limitation in the coating thickness; less than 1 µm for a single-coat system. These limitations are in part due to the build up of intrinsic coating stresses and the nature of the processing of these coatings, namely the requirements of a high-temperature heat treatment. In comparison organically modified hybrid coatings exhibit increased flexibility and thickness and can be cured at temperatures down to and including room temperature. However low-temperature curing produces coatings with lower hardness than the high-temperature cured inorganic counterparts. Furthermore the low temperature curing route also limits the level of corrosion resistance that can be achieved by the coating. // 

Eine Reihe von Beschichtungen aus der Sol-Gel-Familie wurden an der Sheffield Hallam University (SHU) entwickelt [1, 2], um die Korrosionsbeständigkeit von Stahl und Aluminiumlegierungen zu verbessern. Eingeschlossen sind hier anorganische Schäume [3] und organisch modifizierte Hybridverbindungen wie Ormosil, eine organisch modifiziertes Silikat [4]. Vorteil der anorganischen Variante der Schichten ist die hohe Härte und Verschleißbeständigkeit, allerdings mit dem Nachteil langer Aushärtezeiten und mit etwa 1 µm für ein Einschichtsystem begrenzter Schichtdicke. Diese Einschränkungen sind zum Teil auf die Eigenspannungen der Schichten und zum Teil auf die Natur der Schichterzeugung, besonders die erforderliche Hochtemperaturbehandlung, zurückzuführen. Im Vergleich dazu zeigen organisch modifizierte Hy- bridschichten eine erhöhte Flexibilität sowie Dicke und sie können auch bei Raumtemperatur ausgehärtet werden. Allerdings sind die bei niederen Temperaturen hergestellten Schichten weicher als die bei hohen Temperaturen ausgehärteten anorganischen. Zudem wird mit den bei niederen Temperaturen gehärteten Schichten eine geringere Korrosions- beständigkeit der Schichten erzielt.

Carbon-containing nickel coatings deposited with use of pulse current from aqueous electrolyte solution comprising ultradispersed diamond particles were studied. Effect of pulse current on concentration and distribution of co-deposited nanodiamond particles through a metal substrate matrix, structure, mechanical and resistance properties of composite electro- lytic coatings was analyzed. It was demonstrated that application of new generation additives, more specifically nanocarbon ones, provides opportunity for improving physicochemical properties of coatings. During pulse mode of deposition fine-grained coatings are formed with microlayer growth structure in cross section that enhance their microhardness, wear strength and corrosion resistance.//

Kohlenstoffhaltige Nickelbeschichtungen, die unter Verwendung von Impulsstrom aus wässrigen Elektrolytlösungen, die ultradisperse Diamantpartikel enthalten, abgeschieden wurden, wurden untersucht. Der Einfluss des Pulsstroms auf die Konzentration und Verteilung der mit abgeschiedenen Nanodiamantteilchen durch eine Metallsubstratmatrix, die Struktur, die mechanischen Eigenschaften und die Beständigkeit von elektrolytischen Verbundbeschichtungen wurde analysiert. Es wurde nachgewiesen, dass die Anwendung von Additiven der neuen Generation, insbesondere von Nanokohlenstoffen, die Möglichkeit bietet, die physikalisch-chemischen Eigenschaften von Beschichtungen zu verbessern. Im Pulsmodus der Abscheidung werden feinkörnige Schichten mit Mikroschichtwachstumsstruktur im Querschnitt gebildet, die ihre Mikro- härte, Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit verbessern.

Protokoll zum 3rd Industrial Workshop über IONMET – ein integriertes Projekt im Rahmen des 6. Forschungsrahmenprogramms der EU – am 24. März in München

Die Corporate Sustainability Reporting Directive, kurz CSRD, trat am 1. Januar dieses Jahres in Kraft. In Deutschland müssen diese europäischen Vorgaben bis spätestens 1. Juli in ein entsprechendes Bundesgesetz gegossen werden. Die EU-Verantwortlichen loben die Direktive als einen wesentlichen Baustein des European Green Deal. Jener soll Europa bis zum Jahr 2050 CO₂-neutral machen. Nachhaltiges Wirtschaften, so die Europäische Kommission, diene dem Klima, der Umwelt, den natürlichen Ressourcen und nicht zuletzt der Gesundheit  der Mitarbeiter. Begleitet und unterstützt werden soll die Nachhaltigkeitsrichtlinie bald von einer Taxonomieverordnung. Die soll die Finanzströme der Unternehmen zukünftig in klimafreundliche Projekte, Umwelt- und Arbeitsschutz lenken.

Die Materialfrage für Behälter, Apparate, Rohrleitungen und Armaturen ist für viele technische Reaktionen, an denen aggressive Stoffe beteiligt sind, von ausschlaggebender Bedeutung und manches moderne Verfahren ist ohne zufriedenstellende Lösung der Materialfrage nicht denkbar. Es ist daher verständlich, daß auf dem Gebiete korrosionsfester Stoffe für den chemischen Apparatebau sehr viel Entwicklungsarbeit geleistet wurde, der auch beachtliche Erfolge beschieden waren. Es soll hierbei erinnert werden an die Schaffung der nichtrostenden Stähle und anderer Speziallegierungen, an die Einführung der verschiedensten Kunststoffe, schließlich auch neuer Metalle, wie Titan, Tantal u. a.

Der Einsatz von elektrischem Strom für die Behandlung, d.h. also die Klärung von Schmutzwässern aus gewerblicher oder industrieller Herkunft, hat eine lange Tradition. Ein klassisches Anwendungsgebiet ist die elektrolytische Emulsionsspaltung insbesondere für ÖI-Wasser-Emulsionen. Auch in an- deren Zweigen der verarbeitenden Industrie,
z. B. zur Silberabscheidung aus verbrauchten Fotobädern, findet dieses Verfahren seine Anwendung. Hierbei geschieht im elektrischen Feld eine Entladung des Systems Öl / Emulgator / Wasser an der polaren Emulgator- Wasserbindung, wodurch ein Auseinander- brechen des Emulsionsverbundes bewirkt wird. Das nicht nicht emulgierte Medium wird durch die aufsteigenden Elektrolysegase als Schwimmschlamm nach oben ausgetragen, woraus sich die Bezeichnung Elektroflotation für dieses Verfahren ableitet.

Apparative Neuentwicklungen bei Ionenaustauscher-Kreislaufanlagen für die Abwaasertechnik in der Galvanik werden in diesem Aufstaz beschrieben. Das sogenannte Gegenstromverfahren beim Ionenaustausch wird ausführlich dargestellt. Auch die umgekehrte Osmose ist Gegenstand von Betrachtungen. Dieses interessante Verfahren ist für die Abwassertechnik interessant, doch sind noch weitere Untersuchungen notwendig für den praktischen Einsatz im Fachgebiet der Galvanotechnik. – Vollautomatisierte Pendelanlagen, kombiniert mit dem Gegenstromverfahren bieten anlagetechnisch gute Möglichkeiten.

Apparate und Materialien, die in der Abwassertechnik verwendet werden, behandelt diese Arbeit. Der Schutz gegen Säuren und Laugen bedingt sorgfältige Auswahl der Materialien für Behälter, Leitungen, Kanäle und Räume. Der Korrosionsschutz in der Abwassertechnik ist ebenso wichtig wie die Abwasser-Entgiftung und -Neutralisation.

In this paper equipment and construction materials used in the field of effluent treatment are described. It is shown that the protection from acids and alkalines is a very important factor to be considered when selecting materials used for tanks, interconnecting pipework, ducts, drains, and workrooms. Thus in modern waste-water disposal, the aspect of corrosion resistance plays just as important a role as that of the actual effluent treamtent and neutralisation themselves.

Gespräch im Lörracher Dienstleistungsunternehmen APL Clarexi,
das eine Horizontalanlage zur chemischen Verzinnung in Betrieb genommen hat

Ein vieldiskutiertes Thema in der Branche und zugleich ein weites Betätigungsfeld für die Zulieferer von Chemie und Anlagen sind momentan Alternativverfahren für die Heißluftverzinnung, deren Einsatz bei vielpoligen SMD-Gehäusen mit entsprechend engem Raster der Bauteilanschlüsse immer problematischer bis unmöglich wird. In "Konkurrrenz" zu chemisch abgeschiedenen Nickel/- Gold- und Blei-Zinn-Schichten sowie organischen Passivierungsschichten stellen chemisch abgeschiedene, 0,6- 1,0 pm dicke Zinnschichten eine sehr verheißungsvolie Alternative zur Heißluftverzinnung dar.

Halogenierte Kohlenwasserstoffe, in der Summe als AOX zusammengefaßt, bringen eine Belastung des Abwassers mit sich. Deshalb wurden die leichtflüchtigen halogenierten Kohlenwasserstoffe (LHKW [Summe aus Trichlorethan, Tetrachlorethan, 1,1,1-Trichlorethan und Dichlormethan gerechnet als CI]) und die halogenierten Kohlenwasserstoffe als AOX in den Entwurf der 40. Abwasser-Verwaltungsvorschrift neu mit aufgenommen. Die Grenzwerte wurden bei den LHKW auf 0,1 mg/l Stichprobe und für AOX auf 0,5 mg/l Stichprobe nach dem Stand der Technik festgesetzt. Aufgrund der aktuellen Umweltgesetzgebung, die angibt, daß Grenzkonzentrationen für Abwässer nach dem emittierenden Prozeß gemessen werden, besteht die Notwendigkeit, Aufbereitungsanlagen für chlorkohlenwasserstoffhaltige Abwässer einzusetzen.


1 Einleitung

Halogenierte Kohlenwasserstoffe zeichnen sich in der Regel durch ein breites Spektrum umweltbelastender Eigenschaften wie Persistenz, Toxizität und Bioakkumulierbarkeit aus. Sie stellen damit eine große Belastung für die Umwelt dar. Durch den Gesetzgeber 7a WHG) sind sie deshalb als „gefährliche Stoffe“ definiert [5]. Daraus resultiert, daß in der 1990 erlassenen Rahmen-VwVund ihren produktionsspezrfischen An- hängen, speziell dem 40. Anhang „Metallbe- und -Verarbeitung“, nicht nur Grenzwerte für die organischen Halogene festgeschrieben sind, son-dern auch allgemeine Anforderungen an die Schadstoffreduzierung und Wassereinsparung nach dem Stand der Technik gefordert werden [4].
Diese administrativen Vorgaben setzen eine unproblematische Bestimmung der organischen Halogene voraus. Der Gesetzgeber hat zu diesem Zweck den Summenparameter AOX (adsorbierbares organisch gebundenes Halogen) definiert. Die Bestimmung erfolgt nach der DIN 38 409-H14[7].
Dieses, mit Blickrichtung auf den Grundwasser- und Trinkwasserschutz, genormte Verfahren ist für die Bestimmung des AOX-Gehaltes in wenig belasteten, feststoffarmen Wässern erprobt und geeignet. Durch die Aufnahme des Parameters AOX in das Abwasserabgabengesetz verlagerte sich der Hauptanwendungsbereich des Normverfahrens auf die Untersuchung von Ab- wässern. Diese stellen jedoch aufgrund ihrer Zusammensetzung viel höhere Anforderungen an das Analysenverfahren [1].

1 AOX, ein neuer Parameter


Mit der Begrenzung der AOX-Konzentration im Rahmen der aktuellen Wassergesetzgebung wurde ein gegenüber bisherigen für den Oberflächentechniker neuartiger Grenzwert fixiert. Es handelt sich um einen Summenparameter, d.h. um die Summe einer ganzen Stoffreihe unterschiedlicher Struktur. Ihre einzigen gemeinsamen Charakteristika sind ihre Adsorbierbarkeit und ihr Gehalt an organisch gebundenem Halogen. Dem Oberflächentechniker sind zu dieser Gruppe gehörende Stoffe aus der Reinigung und Entfettung mittels Tri, Per usw. bekannt. Über die Kondensate gelangen aufgrund der Löslichkeit merkliche AOX-Mengen in die Abwässer, wenn bei der Kondensatableitung nicht entsprechende Maßnahmen wie Kondensatkreislaufführung oder Strippeinrichtungen vorgesehen werden.

Verfahren zur Klassifizierung des Chlorierungspotentials von Badchemikalien entwickelt

Halogenorganische Stoffe gelten als gefährliche Stoffe im Sinne des 7a WHG und sind nach dem Stand der Technik zu vermindern. In der Metallbe- und -Verarbeitung werden Anforderungen nach dem Stand der Technik im Anhang 40 festgelegt. Aufgrund der Vielfalt der Quellen der halogenorganischen Stoffe in der Metallbe- und -Verarbeitung ist bei der Einführung des Anhangs 40 der AOX- Grenzwert für einige Herkunftsbereiche bis zum 31. Dezember 1991 ausgesetzt worden. Hierfür war maßgeblich das Problem der noch unzureichend erprobten Alternativen zur Caynidentgiftung mit Bleichlauge die Ursache.

1 Einleitung

Mit dem zunehmenden Umweltbewußtsein hat sich in den letzten Jahren auch eine umfangreichere Umweltgesetzgebung entwickelt, die eine Vielzahl von Bundesgesetzen und Gesetzen der Länder umfaßt, denen Richtlinien der Europäischen Gemeinschaft und internationale Abkommen zum Umweltschutz übergeordnet sind.
Viele der Vorschriften wurden erst durch die enorme Steigerung der Leistungsfähigkeit der Spurenanalytik möglich und sinnvoll. Waren früher Stoffmengen im unteren Prozent- oder Promillebereich von Interesse oder überhaupt bestimmbar, so sind heute die Stoffmengen im Bereich von ug/l und ng/l von Interesse. Somit dringt die Spurenanalytik in fast unvorstellbare Dimensionen vor.

Einleitung

Die Hersteller von gedruckten Schaltungen befinden sich weltweit in einem äußerst harten Konkurrenzkampf. Um ihre Wettbewerbsfähigkeit zu erhalten, sind die Leiterplattenhersteller gezwungen, niedrigere Preise, höhere Qualität und kürzere Lieferzeiten anzubieten. Darüber hinaus müssen sie ständig nach neuen Verfahren zur Senkung von Entwicklungskosten, Rationalisierung von Produktionsprozessen und Verbesserung der Produktqualität forschen.
Orbotech, Marktführer auf dem Gebiet der Technologie der optischen Erkennung und Prüfung, bietet den Leiterplattenherstellern komplette Lösungen für die optische Überwachung ihrer Prozesse und Produkte an. Als einer der wichtigsten Anbieter von AOI-Systemen, CAM-Systemen und Photoplottern ist Orbotech ständig darum bemüht, für seine Kunden neue Verfahren zur Senkung der Produktionskosten für gedruckte Schaltungen zu entwickeln

Mitteilung der FSL Deutschland GmbH, D-64803 Dieburg

Allgemeines
Bei der Produktion zunehmend komplexer gedruckter Schaltungen wird deren Prüfung immer wichtiger. Wenn man auch durch die elektrische Prüfung am Ende des Fertigungsprozesses nahezu sicherstellen kann, daß funktionsfähige Schaltungen ausgeliefert werden, so sind doch einige Defekte nicht mehr reparabel und führen zu Ausschuß. Insbesondere verpreßte defekte Innenlagen können zu enormen Ausschußraten führen.

Schwerpunkt: Betriebsinternes Lackoverspray-Recycling (Teil 1)

1 Ökologische Einordnung von Verfahren zum Lackoverspray-Recycling

Die verschiedenen Ansatzmöglichkeiten zur Optimierung des Lackierprozesses, bei denen gleichzeitig Möglichkeiten zur Kosteneinsparung und zur Umweltentlastung Rechnung getragen werden, müssen sowohl möglichst ganzheitlich als auch betriebsspezifisch betrachtet werden. Dabei unterstützen betriebsinterne, produktionsintegrierte Maßnahmen folgende Strategie zur Betriebskosten-, VOC- und Lackabfallverringerung:

- Reduzierung des Lackverbrauchs durch effiziente Lackauftragsverfahren mit hohem Auftragswirkungsgrad und
- Verarbeitung von lösemittelarmen und aufarbeitbaren Lacksystemen.

Schwerpunkt: Betriebsinternes Lackoverspray-Recycling (Teil 2)

Fortsetzung aus Heft 6/1998

5 Beurteilung von innerbetrieblichen Wasserlackoverspray-Recyclingverfahren bei Spritzkabinen/-ständen anhand von Wirtschaftlickeitsbetrachtung

Anlagen- und verfahrenstechnische Maßnahmen, die zu einer effektiveren Lackausnutzung führen, tragen auch zur einer Senkung der Produktions- bzw. Betriebskosten bei. Das Kosteneinsparpotential setzt sich in erster Linie aus den geringeren Beschaffungs- mengen für Frischlack - infolge verbesserter Applikation - und direkter Rückgewinnung von Lackoversprayverlusten und in zweiter Linie aus der Verringerung der Entsorgungs- kosten zusammen.

Für den Anlaufschutz von Silberoberflächen und Versilberungen wurde ein Verfahren entwickelt, das beschrieben wird, die Lötfähigkeit der Silberüberzüge wird nicht beeinträchtigt. Versuche und Ergebnisse werden beschrieben.

In this paper a new process is described suitable for protecting silver surfaces as well as silver plated coatings from tarnishing. The special advantage of this process lies in the fact that the solderabllity of the silver deposits is by no means negatively affected by the protective coating. Respective tests and their results are described and discussed in full.

Auf Einladung der Langbein-Pfanhauser Werke, Neuß, fand kürzlich in Bernhausen bei Stuttgart ein gut besuchtes Symposium statt. Es wurden vornehmlich die chemischen Neuentwicklungen besprochen. In seiner Begrüßung wies Herr Dir. Brugger darauf hin, daß die Firma LPW, die nun auf 100 Jahre seit ihrer Gründung zurückblicken kann, sich im Fach nicht spezialisiert hätte, sondern Schwerpunkte, sowohl auf dem chemischen als auch auf dem Anlagen-Sektor gebildet hat. Unter diese Schwerpunkte fallen u. a. Drahtverzinkung, Bremsrohr-Galvanisierung, Stahldrahtvermessingung für Reifen-Karkassen, galv. hergestellte heizbare Heckscheiben, Offset- und Tiefdruck sowie Anwendung der Galvanotechnik in der graphischen Industrie. Durch diese Schwerpunktbildung wird eine breite Basis für eine unabhängige Entwicklung geschaffen, die letztlich der produktiven Galvanisierung zugute kommt.

Mit der Erfindung des Transistors im Jahre 1947 durch Shockley, Bardeen und Brattain hat eine rasante Entwicklung der Mikroelektronik eingesetzt. Bereits heute werden auf der Fläche von einigen cm^2, das entspricht ungefähr der Größe einer Briefmarke, vier Millionen elektrische Speicherzellen inklusive der peripheren Elektronik hergestellt. Speicherbauelemente mit 16 Millionen Zellen sind in der Entwicklung. Voraussetzung für diese extreme Miniaturisierung war und ist die Optimierung und der Einsatz geeigneter Fertigungsverfahren. Eine der Schlüsseltechnologien ist dabei die Trockenätztechnik. Sie ermöglicht die rationelle Erzeugung extrem kleiner Strukturen bis hinunter in den Submikrometer-Bereich. Aber auch außerhalb der Mikroelektronik finden diese Strukturierungsverfahren Eingang. So z.B. zur Erzeugung von Beugungsgittern in der Optik oder zur Strukturierung in der Mikromechanik.

Seit der Entdeckung vor über 25 Jahren, dass Polyacetylen durch p- (bzw. n-)Dotierung (chemisch oder elektrochemisch) metallische Eigenschaften annehmen kann [1-3] haben sich intrinsisch leitfähige Polymere (ICP) ein weites Anwendungsfeld erschließen können. Grundlage hierfür waren einerseits die metallischen Eigenschaften, andererseits ihre variablen Eigenschaften bezüglich Leitfähigkeit, Absorption und Schichtstrukturen. Die Möglichkeiten, ICPs an die jeweiligen Fertigungsprozesse anzupassen, sind vielfältig. Bekannteste Vertreter sind Polyanilin, Polypyrrol, Polythiophen und deren Derivate.

Der Begriff „Oberflächentechnik“ wird im allgemeinen für die Industriezweige verwendet, die technische oder dekorative Oberflächen konservieren, veredeln und verschönern. Dieser Industriezweig ist für die heutige Technik von bedeutender Wichtigkeit. Man findet ihn im Automobilbau ebenso wie in der Elektroindustrie, im Leicht- und Flugzeugbau, so wie auch in der Konsumgüterindustrie.
Eine technisierte Welt ohne diesen Industriezweig wäre heute nicht mehr denkbar. Die verschiedensten Verfahrensprozesse finden in der Oberflächentechnik Anwendung. Bei vielen dieser Prozesse spielt das Zu- und Abführen von Energie eine wichtige Rolle, denn das geregelte Kühlen oder Erwärmen von Badlösungen ist von entscheidender Bedeutung für eine gleichmäßigere und hoch- wertigere Oberfläche.

1 Einleitung


Obwohl die Möglichkeit der galvanischen Abscheidung von Eisen schon mehr als 100 Jahre bekannt ist, ist die Anwendung in der Galvanotechnik gegenüber der anderer Gebrauchsmetalle weit im Hintergrund geblieben. Ursachen dafür dürften hauptsächlich sein:
- die mangelhafte Korrosionsbeständigkeit des Me-talls unter üblichen Korrosionsbedingungen ohne Aufbringen zusätzlicher Schutzüberzüge 

- die große Oxidationsempfindlichkeit der Elektrolyts, die ohne wesentliche Ausnahme zweiwertige Eisenionen enthalten
- die hohe Inhibitorempfindlichkeit, die im Zusammenhang mit dem beträchtlich negativen Abscheidungspotential und der relativgeringen Wasserstoffüberspannung zu niedrigen Stromausbeuten bis hin zum Ausbleiben der Metallabscheidung überhaupt führen können. Dadurch wird die bewährte Steuerung von Eigenschaften der abgeschiedenen Schichten durch inhibierende Zusätze sehr begrenzt. 


Badwartung, Teilespektrum, Anlagentechnik, wichtige Anlagenparameter

In den letzten 20 Jahren sind die Anwendungen von autokatalytischen (außenstromlos, chemisch) abgeschiedenen Nickelschichten immer weiter angestiegen. Ursache hierfür sind speziell für die funktionelle bzw. technische Galvanisierung die tribologischen, mechanischen sowie chemischen Eigenschaften dieser Schichten. Diese lassen sich durch Abscheidungsbedingungen, Badzusammensetzung und Nachbehandlung verändern. Je nach Anforderung werden die einzelnen Verfahrensparameter so eingestellt, daß eine optimale Problemlösung erreicht wird. Da ebenfalls der Grundwerkstoff, die Art der Oberfläche sowie die Geometrie einen Einfluß haben, ist die Abstimmung zwischen Konstrukteuren und Anwendungstechnik unbedingt notwendig.

Bericht von Ing. Walter Alberth über ein Seminar an der Technische Akademie Esslingen

Durch die Verschärfung des Wasserhaushaltsgesetzes und der Ausweitung auf die Indirekteinleiter wurden neue Rahmenbedingungen geschaffen, so z. B. sind jetzt Teilstrombehandlungsanlagen erwünscht. Durch die verbesserte Abwasserreinigung entsteht aber auch mehr Schlamm oder Konzentrat, deren Entsorgung sehr teuer sein kann. Für einen erfolgreichen Zusammenschluß einheitlicher Gesichtspunkte der Umwelttechniken ist eine breite Kenntnis von möglichen Alternativen notwendig. Was theoretisch im Konzept oder halbtechnisch im Labor funktioniert, muß noch lange nicht tauglich für den rauhen Betrieb sein, Berichte von Betrieben, die auf Erfahrungsgrundlagen beruhen, sind daher von besonderem Interesse.

In dieser Arbeit werden die Anwendungsbereiche der korrosionsschützenden und dekorativen Metallüberzüge behandelt, wobei auch die Grenzen der Anwendung berücksichtigt werden. Für die Auswahl der zu verwendenden Metallüberzüge ist es entscheidend, für welchen Zweck diese benötigt werden und ob diese einem Innen- oder Außenklima ausgesetzt sind, aber noch zahlreiche andere Einflüsse sind maßgebend. Die verschiedenen gebräuchlichen Metalle werden besprochen. In einer Tabelle wird das Korrosionsverhalten von vernickeltem und verchromtem Stahl gegenüberstellend mit den Schichtdicken aufgezeigt.

1 Einleitung


Phenol- und Epoxidharz-Hartpapiere sowie
Composite-Basismaterialien erleben einen neuen Aufschwung. Gründe hierfür sind:

- der zunehmende Kostendruck auf die Leiterplattenhersteller durch die Endabnehmer
- der schnell zunehmende Anteil an oberflächen- montierten Bauteilen, für die auch Hartpapierlaminate geeignet sind

- Weiter- und Neuentwicklungen von Hartpapieren und Composites, die den Unterschied zu Glashartgeweben minimieren und diese häufig ersetzen können.

In diesem Beitrag sollen anhand von Vergleichsdaten der für die Verarbeitung und Anwendung wichtigsten Basismaterialeigenschaften Hinweise zur Auswahl der geeignetsten Basismaterialtypen gegeben werden. Er soll Konstrukteuren und Entflechtern helfen, künftig das optimale Basismaterial auszuwählen

Abstract


The basics of anodic spark deposition are demonstrated. The specific advantages, such as the opticai properties and the vacuum resistance of the these layers on light metal alioys, are used in the precision engineering, optics and for space equipment.

1 Einleitung


Auf allen Metallen sind durch anodische Oxidation in wäßrigen Elektrolyten Oxide herstellbar, beziehungsweise können vorhandene Oxidschichten verstärkt werden. Die dabei stattfindenden komplexen Reaktionen an den Phasengrenzen Metall/Oxid und Oxid/Elektrolyt führen in Abhängigkeit von Metall, Elektrolyt, Stromdichte und Anodenpotential entweder zur sofortigen Auflösung der Oxide im Elektrolyt oder zur Bildung passivierender Oxidschichten. Zwischen diesen beiden Extremen anodischen Verhaltens sind alle Übergangsformen beobachtbar.

Die treibenden Faktoren automotiver Entwicklungen und Anwendungen bestehen insbesondere darin, die spezifischen Leistungswerte der Motoren zu steigern und die Emissionen zu senken, zum Teil aufgrund der Anforderungen des Kunden, aber auch der Gesetzgebung. In entsprechend aufgestellten Anforderungsprofilen werden die Themen Marktentwicklung, Technische Lösungswege und Bauteilanforderungen in einer Bewertungsmatrix zusammengefasst.

Im vorliegenden Beitrag werden Prinzipien und Prozesse zur Nutzung hydrophil/hydrophober Oberflächenmodifikationen in der Mikrosystemtechnik an Hand von zwei Anwendungen – der berührungslosen Platzierung kleiner mikroelektronischer Komponenten und der Manipulation reagenzbeladener Wassertropfen zur schnellen Mikrodiagnostik – dargestellt.

Im Jahre 1960 beschrieb T. B. Reed eine neue Plasmastrahlquelle, in der das Plasma durch induktive Energieeinkopplung in den Gasstrom erzeugt wird. Er sagte diesem Plasma Anwendungen in all jenen Einsatzgebieten voraus, die bis dahin exklusiv vom Gleichstrom-Plasma beherrscht wurden. Fast ein halbes Jahrhundert später haben sich die potenziellen Anwendungsfelder deutlich differenziert. Auf Grund einiger Nachteile kommt das Induktionsplasma für viele kommerzielle Anwender bislang nicht in Betracht. Die spezifischen Vorteile, z. B. die Abwesenheit von Elektroden und der großvolumige Plasmastrahl, haben dem Induktionsplasma jedoch auch Nischen erschlossen. So ist das ICP (inductively coupled plasma) aus der Elementanalytik nicht mehr wegzudenken. Im Bereich der Materialverarbeitung bietet sich das Induktionsplasma zur Sphäroidisierung von refraktären Materialien an, aber auch die Abscheidung von Schichten gewinnt an Bedeutung, insbesondere dort, wo das Schichtmaterial durch plasmachemische Prozesse in situ synthetisiert werden kann.

Pressekonferenz zur LASYS 2010

Einleitung

Bei der Analytik von galvanischen Elektrolyten und Lösungen sind neben den Hauptkomponenten auch ionische Verunreinigungen von Interesse, deren Bestimmung bisher ein hohes Maß an Probenvorbereitungsschritten bedurfte. Eine neuartige Technik der Analytik ionischer bzw. ionisierbarer Spurenverunreinigungen, die nahezu ohne Probenvorbereitung auskommt und weitgehend matrixunabhängig ist, stellt die Isotachophorese (ITP) dar.

Als funktionelle Galvanotechnik wird die Abscheidung von Überzügen bezeichnet, die geeignet sind, technisch-funktionelle Aufgaben zu erfüllen. Durch ihre Härte, Abrieb- und Korrosionsbeständigkeit, Lötbarkeit, elektrische Leitfähigkeit und andere definierte Eigenschaften ermöglichen sie es, die Metalloberfläche so einzustellen, wie es die erwartete Beanspruchung oder das erforderliche chemische und physikalische Verhalten notwendig machen.

1 Einführung

Die Impedanzspektroskopie ist im letzten Jahrzehnt zu einer der sich am raschesten entwickelnden elektrochemischen Untersuchungsmethoden geworden. Impedanzmessungen werden in der Elektrochemie seit langem angewandt. Die jüngsten Fortschritte in der Meß- und Computertechnik ermöglichten es jedoch, das sehr breite Anwendungspotential dieser Methode voll auszuschöpfen.
Die Impedanzmessung beruht darauf, daß man dem System eine kleine Störspannung überlagert und die Reaktion des Systems registriert. Die Messung der Impedanz als Funktion der Frequenz der Wechselspannung ermöglicht die Aufklärung von Relaxationserscheinungen, deren Relaxationszeit viele Größenordnungen umfaßt. Jedes elektrochemische System ist mit Ladungsdurchtritt, chemischen Reaktionen, Adsorptions- und Stofftransportphänomenen verbunden, die miteinander gekoppelt sind. Die Impedanzmessung an einer elektrochemischen Grenzfläche über einen weiten Frequenzbereich (typischerweise von 100 kHz bis 1 mHz) erlaubt die Trennung dieser einzelnen Phänomene. Aus diesem Grund wird diese Technik als Elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) bezeichnet.

Einleitung

Erkenntnisse zur Umweltgiftigkeit von Kadmium führten 1993 mit der Verordnung zur Novellierung der Gefahrstoffverordnung u.a. zum industrie- weiten Verbot der Anwendung des galvanischen Verkadmens in Deutschland. Ausgenommen blieben nur die Anwendungsgebiete der Luft- und Raumfahrt, der Offshoretechnik, des Bergbaus und der Kernenergie.

Zink-Nickel-Legierungen werden schon seit Mitte der 80er Jahre in der Automobilindustrie angewendet wegen des besseren Korrosionsschut- zes zur Verlängerung der Garantiezeiten dieser Industrieprodukte. Dieses Anliegen konnte mit der Abscheidung von Zink-Nickel-Legierungen und einem Nickelanteil von 6 bis 15 % erreicht werden [1]. Parallel hierzu liefen Bemühungen in der Luftfahrtindustrie Zink-Nickel-Beschichtungen mit erhöhtem Korrosionswiderstand und möglichst ohne Wasserstoffversprödung auf hochfesten Stäh- len (300 KSI – 2100N/mm2) zu entwickeln [2].

1992 wurde von Boeing (BAC 5637) ein Zink- Nickel-Elektrolyt für hochfeste Stähle bis 1500 N/mm2 beschrieben. Es handelt sich hierbei um ein Beschichtungsverfahren aus einer sauren chlo- ridhaltigen Lösung und stromdichteabhängigen Nickelgehalten von 6 bis 20 % in der abgeschiede- nen Legierung [3].

Einführung

Die Substitution von Sauerstoff-entwickelnden Elektroden durch Wasserstoffgasdiffusionsanoden in der Metallgewinnung, die Einführung von Wasserstoffgasdiffusionsanoden in Recyclingprozesse und in die Galvanotechnik als inerte Elektrode ist unter folgenden Aspekten zu diskutieren:
- Höherer Energiewirkungsgrad

- Elektrolytische Gewinnung von Metallen mit höherer Reinheit

- Abscheidung von Legierungsschichten auf galvanotechnischem Wege

- Recycling von Beizbädern, Ätzlösungen und verbrauchten Galvanikbädern

- Einfachere und effektivere Prozeßführung verschiedener elektrochemischer Verfahren.

Zur direkten Metallgewinnung aus wäßrigen Lösungen der entsprechenden Salze werden praktisch überwiegend elektrochemische Verfahren angewendet. Das trifft besonders für Zink, Nickel, Cadmium und die Reinigung von Kupfer zu. Die Metallgewinnungselektrolysen nehmen gegenwärtig an Bedeutung zu, weil neuartige Laugungsverfahren von armen Erzen zwangsläufig mit dem Anfall von wäßrigen Metallsalzlösungen verbunden, thermometallurgische Prozesse mit einer Reihe von Umweltproblemen belastet sind und oft der Gesamtenergieaufwand elektrochemischer Verfahren niedriger ist.

Die Landeklappen von Airbus-Flugzeugen werden durch ca. 200 µm dicke Edelstahl-Scheuerschutzfolien vor Abrieb durch die Spoilerendkante ge- schützt (Abb. 1). Das Ap- plizieren der Edelstahlfolien erfolgt in einem aufwändigen Prozess. Nach Vorbereitung der Landeklappe (Maskieren, Abkleben etc.) sowie der Reinigung der Landeklappe und der Scheuerschutz- streifen (VOC-Problematik) werden die Stahl-Scheuerschutzstreifen auf die Landeklappe aufgeklebt. Auf Grund der geringen Dicke der Scheuerschutzstreifen von 0,2 mm kommt es leicht zum Verknicken der Stahlstreifen bei Anlieferung bzw. beim Auflegen. Das Aushärten erfolgt unter Vakuum in Minuten. Die notwendigen Nacharbeiten, wie De- maskieren der Landeklappe, Reinigen etc., erfolgen in weiteren 12 Stunden, das heißt Fertigung und Service sind damit aufwändig, sodass es das Ziel war, einen verschleißarmen Beschichtungsstoff zu entwickeln, der geeignet ist, die metallischen Scheuerschutzstreifen auf den Landeklappen zu ersetzen.

Ende Oktober fand in Monterey/Califomien die TAS-Konferenz 2001 statt (TAS steht für Total Analysis Systems). Zwar war zu hören, dass viele europäische Tagungsbesucher und Aussteller wegen der weltpolitischen Lage ihre Teilnahme abgesagt haben; trotzdem ist die pTAS-Konferenz eine der wichtigen Veranstaltungen weltweit, die alle zwei Jahre und in Zukunft möglicherweise jährlich eine Art Bestandsaufnahme ermöglichen, in welchem Umfang die Mikrofluidik in
die chemische Analytik Eingang gefunden hat. Die Entwickler mikrofluidischer Komponenten und der zugehörigen Fertigungsverfahren werden die Konferenz-Proceedings genau analysieren im Hinblick darauf, wie weit der Einsatz von Intelligenten, d.h. von den Informationen integrierter Sensoren gesteuerter Dosiersysteme fortgeschritten ist und ob sich weltweit ein Trend zur Standardisierung oder gar Normung solcher Systeme erkennen lässt.

1 Allgemeines

Die Funktion und Wirkung von Spülen kann mit mathematischen Formeln beschrieben werden. Deren Anwendung ist oft mühsam und zeitraubend, in einigen Fällen sind tiefe Kenntnisse der mathematischen Analysis notwendig. Eine scheinbar einfache Einrichtung wie die Sparspüle kann nur mit Hilfe einer Differentialgleichung berechnet werden. Auch wenn die Lösung bekannt ist [2], müssen weitere unbequeme Umformungen erfolgen [1]. Steht eine Formel zur Verfügung, so kann diese weiter automatisch bearbeitet werden, z. B. nach dem Newtonschen Verfahren [2].

Schichtdicke, Stromdichte, Expositionszeit

1 Grundlage
Aus den allgemein bekannten Beziehungen
m = c•I•t•T| <1>
m = A•s •e <2>
i = I/A <3>
folgt die Gleichung


c•i•t•T•100=s• <4>
mit den Variablen
c ... elektrochemischesÄquivalent(g/Ah)
i ... Stromdichte (A/dm^2)
t ... Zeit(h)

T ... Stromausbeute (%)
s ... Schichtdicke(um)

g ... Dichte des Überzugsmetalles (g/cm^)

wobei die Konstante >100< zur Umrechnung der in der Galvanotechnik üblichen Einheiten dient.

Wird die Gleichung <4> in der Praxis (Arbeitsvorbereitung, Kalkulation u.a.) ange- wendet, so kann man c, g und T als bekannte Größen einsetzen. Die Aufgabe wird also auf drei Fragen reduziert:

a) gegeben ist die gewünschte Schichtdicke und Expositionszeit. Mit welcher Stromdichte muß man arbeiten?
b) Schichtdicke und anwendbare Stromdichte sind bekannt; gesucht wird die Expositionszeit
c) welche Schichtdicke kann bei gegebener Stromdichte und Zeit abgeschieden werden?

Kalkulation

Zu typischen Aufgaben der Praxis und Weiterbildung gehören auch in galvanischen Betrieben Grundlagen der Kalkulation. Der starre Algorithmus des Kalkulationsschemas ist für die programmierte Bearbeitung besonders gut geeignet.
Eine vereinfachte Version soll an einem Beispiel aus der Galvanotechnik näher beschrieben werden.

Berechnung der Sparspüle

Grundlagen

Die alkalische Reinigung nimmt nach wie vor eine bedeutende Stellung in der Vorbehandlung von Metalloberflächen ein. Sie ermöglicht auf wirtschaftlichem Wege die gleichzeitige Entfernung von Befettungen und Pigmentstaub. Bei der Reinigung mit Lösemitteln ist die Entfettungswirkung gut, Staubbeläge werden jedoch meist nur unvollständig entfernt.
Abwasser fällt bei der Lösemittelentfettung nicht an, stellt sich aber zwangsläufig bei einer wäßrigen alkalischen Reinigung ein. Die Abwasseraufbereitung kann zu Schwierigkeiten führen, wenn unverträgliche Komponenten Zusammentreffen. So kann bei Vorhandensein von Komplexbildnern die Ausfällung von Schwermetallen behindert werden.

Wichtige Untersuchungen zum Studium des Einflusses von Wechselstrom auf die Struktur und die Eigenschaften von elektrolytisch niedergeschlagenen Metallen sind von Wagramjan und Mitarbeitern durchgeführt worden. Diese Autoren geben eine ausführliche Übersicht zur Anwendung des Wechselstromes bei elektrochemischen Verfahren. Gorboenowa und Mitarbeiter, Kadaner und andere befaßten sich ebenfalls mit diesem Spezialgebiet. Bachwalow, Wene und Nikolajewa studierten den Einfluß einer periodischen Veränderung in der Stromrichtung des Gleichstromes auf die Struktur von elektrolytisch niedergeschlagenen Metallen.

Allgemein


Die wirtschaftliche Herstellung von Kunststoffolien in Rollen sowie Fortschritte bei den Laminiertechnologien im allgemeinen ermöglichen seit einigen Jahren die Fertigung kupferkaschierter, flexibler Laminate zum Einsatz in der Gedruckten Schaltungsindustrie.
Diese Materialien können, unter Beachtung bestimmter Kriterien, mit den in dieser Branche üblichen Verfahren bedruckt, geätzt, gestanzt, gebohrt und galvanisch behandelt werden. Damit ergeben sich, teilweise auch in Kombination mit starren Materialien, eine ganze Reihe interessanter Anwendungsmöglichkeiten für diese relativ neue Technologie.
Bereits 1983 überschritt der Markt für derartige Schaltungen die 100 Millionen DM-Grenze, für 1985 wird ein Volumen von ca. 150 Millionen DM prognostiziert.