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Die Anwendung von Edelmetallschichten hat in den vergangenen Jahren einen grundlegenden Wandel erfahren. Im Vordergrund standen zunächst dekorative Bereiche wie Uhren, Schmuck und hochwertige Gebrauchsgegenstände. Mit der Entwicklung der Technik, insbesondere der Elektronik, fanden Edelmetalle dann eine immer breitere Verwendung. Der Einsatz in Massenmärkten verlangt eine höhere Selektivität der Abscheidung und die Reduzierung der notwendigen Schichtdicken. Eine gezielte Anwendung von Legierungsschichten und ihre Anpassung an das Anforderungsprofil haben darüber hinaus zu einer dramatischen Reduzierung des Verbrauchs an Edelmetall geführt. Aufgrund der hohen Kosten immer wieder in Frage gestellt, werden sie ihren hohen Stellenwert wegen ihrer außergewönlichen Eigenschaften jedoch behalten.

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Eine Standortbestimmung am Beispiel von Chrom(VI)

Es sind Bilder, die in regelmäßigen Abständen in Fernsehbeiträgen und Reportagen zu sehen sind: Smog in chinesischen Großstädten, Menschen mit Atemschutzmasken, Fischsterben in großen Seen. Keine Frage, China kämpft mit teilweise erheblichen Umweltproblemen. Und nicht nur Luft- und Gewässerverschmutzung machen den Chinesen zu schaffen. Auch der an vielen Stellen immer noch laxe Umgang mit Chemikalien hat schwerwiegende Konsequenzen, wie etwa die Explosion im Jahr 2015 in Tianjin, bei der hochgiftige Cyaniden freigesetzt wurden und ein geschätzter Schaden in Höhe von mehr als 2 Milliarden Euro entstand.

Nitrat gehört zu den Stickstoffverbindungen des natürlichen Stickstoffkreislaufes, steht aber immer wieder im Fokus. Warum? Hier einige Beispiele: Der europäische Gerichtshof verklagte Deutschland, weil zu viel Nitrat im Grundwasser ist. Die Landwirtschaft überdünge die Nutzflächen.

Warentester warnen vor Salatsorten mit hohem Nitratgehalt, derzeit insbesonders Rucola. Also gibt es Verzehrempfehlungen für Nitratreiches aus Natur und Gewächshaus. Vorsicht auch beim Genuss gepökelter Fleisch- und Wurstwaren. Nitrate verhindern hier als Konservierungsmittel die Bildung anaerober Keime. Der aktuelle Grenzwert für Trinkwasser liegt nach deutscher Trinkwasserverordnung bei 50mg/l. Wasserversorger „verschneiden“ grenzwertüberschreitende mit nitratärmeren Wässern oder erzielen über Teilentsalzung mittels Membransystemen eine Absenkung des Nitratwertes.

Interview mit Dipl.-Ing. Andreas Schneider und Dipl.-Ing. Peter-Karl Weber

Implantate benötigen ausreichend viel und dauerhaft Energie, um wie gewünscht zu funktionieren. Doch anders als bei einem Handy oder einer Kamera spielt die Größe des Akkus bei Implantaten eine wichtige Rolle. Forscher suchen deshalb nach Wegen, um Energie von außen zuzuführen.

Ein beliebtes T-Shirt Motiv zeigt einen elektrischen Schaltplan, bei dem ein Widerstand mit einem Draht überbrückt ist. Darunter steht: „Widerstand ist zwecklos“. Ursprünglich stammt dieser Satz von den BORG, den Maschinen-Mensch-Wesen aus dem Star-Treck Universum. Diese kybernetischen Organismen, kurz Cyborg genannt, sind assimilierte Lebewesen, denen selbstoptimierende, aktive Implantate immer neue Fähigkeiten ermöglichen – beispielsweise Telepathie, also gewissermaßen WiFi fürs Hirn. Längst ist die Fiktion Wirklichkeit geworden. Mehr und mehr aktive Implantate erneuern oder ergänzen menschliche Sinne. Eindrucksvoll sind beispielsweise die Fortschritte beim Netzhautimplantat: Miniaturisierte Elektrodenkonfigurationen werden direkt ins Auge implantiert und empfangen per Funk Signale einer Kamerabrille. So gelingt es, Erblindeten wieder visuelle Orientierung und auf visuellen Signalen basierte Handlungen zu ermöglichen.

Während die sehr niedrigen Reibungskoeffizienten von Diamant-ähnlichen Kohlenstoffbeschichtungen (a-C:H) eine breite Vielfalt an Anwendungen im Verschleißschutz und als antiadhäsive Oberflächen ermöglichen können, liegt vielfach das Hauptproblem in deren geringer Bruchzähigkeit. Die Anwendung von Karbid-Nanopartikeln in Nanokompositbeschichtungen mit a-C:H als Matrix steigert den Widerstand gegen Versagen, wobei jedoch die tribologischen Eigenschaften nur in geringem Maße z. B. durch höhere Reibung verschlechtert werden. In dieser Arbeit wurden a-C:H-Nanokompositbeschichtungen mit Cr2C-Nanopartikeln mittels Magnetron-Kathoden- zerstäuben (Sputtern) unter verschiedenen Acetylen- Gasflüssen hergestellt und tribologisch geprüft, wobei die Einflüsse aus Mikrostruktur und Härte detailliert dargestellt werden. Damit kann der Einfluss der Größe und Menge an Ausscheidungen als Basis für den Einsatz in selbstschmierenden Anwendungen (z. B. für Automotive-, Luft- und Raumfahrt-, Werkzeuganwendungen) beschrieben werden.//

While the very low friction coefficients of diamond-like carbon coatings (a-C:H) would enable a broad applicability for wear protection and anti-adhesive uses, the main problem of a-C:H is the low fracture toughness. Changing to nanocomposite coatings with a-C:H as matrix and added carbide nanoparticles increases the failure resistance with only low impact on friction properties. This work presents this attempt for a-C:H nanocomposite coatings with embedded Cr2C particles, which were deposited by magnetron sputtering at different acetylene gas flows to show the impact of different nanoparticle size and distribution on microstructure and hardness. Optimum conditions for size and content of nanoparticles, found in this study, may provide the basis for decision for use in self-lubricating, dry contacts in automotive, aero- space and tooling applications.

Das Mooresche Gesetz, formuliert von Gordon Moore 1965, besagt, dass sich die Komplexität integrierter Schaltkreise in regelmäßigen Abständen (je nach Quelle innerhalb von 12 bis 24 Monaten), verdoppelt. Dies bedeutet, dass sich z. B. die Integrationsdichte, also die Anzahl der Transistoren pro Flächeneinheit, erhöht. Beim Moores-Gesetz handelt es sich um kein wissenschaftliches Naturgesetz, sondern eine Faustregel, die auf eine empirische Beobachtung zurückgeht. Trotzdem hat es viele Jahre die Weiterentwicklung von Computerchips entscheidend mitbestimmt. Unter anderem auch deshalb, weil Chiphersteller und Zulieferer sich an diese „sich selbsterfüllende Prophezeiung“ hielten und ihre Entwicklungstätigkeiten zum Teil mit hohem Kapitaleinsatz auf die Erreichung dieses Ziels ausrichteten. Eine 2016 veröffentlichte Roadmap folgt zwar nicht mehr dem Mooreschen Gesetz, dieses hat jedoch viele Jahre als Rahmenrichtlinie gute Dienste geleistet.

Der 14. internationale Fachkongress für erneuerbare Mobilität „Kraftstoffe der Zukunft“ fand vom 23. bis 24. Januar 2017 in Berlin statt. Mehr als 500 Teilnehmer informierten sich über Marktentwicklungen, technologische Innovationen und die Zukunft einer erneuerbaren Mobilität.

Etwa 1200 Teilnehmer diskutierten auf der Jahrestagung über Digitalisierung, Innovationen, Klimaschutz, Transformation und Unternehmenskultur vom 24. bis 26. Januar 2017 in Berlin.

„So viel Veränderung war nie. Die Energiebranche erfindet sich gerade neu. Aus Tankern werden Schnellboote, aus Transformation ist Disruption geworden. Die Umrisse des Energiesystems der Zukunft zeichnen sich ab: Die Energiewelt von morgen und übermorgen ist digital, dezentral und nachhaltig“ mit diesen Worten eröffnete der Herausgeber des Handelsblattes, Gabor Steingart, die 24. Jahrestagung.

Unternehmen mit energieintensiven Prozessen der Galvanik und Oberflächenveredelung haben nicht nur einen sehr hohen Stromverbrauch zu bewältigen, sondern brauchen für die Produktion auch erhebliche Mengen an Prozesswärme und Kälte. Die in der Lutherstadt Wittenberg und Berlin ansässige Cleantech-Firma InvenSor produziert sogenannte Adsorptionskältemaschinen (AdKMs), welche durch überschüssige Abwärme Kälte erzeugen und somit auf Strom verzichten. Dadurch können Energieeinsparungen von bis zu 70 % erreicht werden.

Bioenergie ist eine nicht zu unterschätzende Säule der erneuerbaren Energieträger. Aus Energiepflanzen und Reststoffen, wie Gülle, Altholz, Bioabfall und Klärschlamm, können Strom, Wärme oder auch Kraftstoffe gewonnen werden, die dann als Biodiesel oder Bioethanol in den Handel kommen. Biokraftstoffe können sowohl im Personenverkehr als auch im Schwerlastbereich und Schiffsverkehr eingesetzt werden. Der Vorteil: durch die Verbrennung der Biokraftstoffe wird nur das CO2 freigesetzt, das die eingesetzten Pflanzen zuvor aus der Atmosphäre umgesetzt haben. Seit 2011 können auch den „normalen“ Ottokraftstoffen maximal 10 Volumenprozent Ethanol zugemischt werden. Für Biokraftstoffe werden in Deutschland vorwiegend Raps, Zuckerrüben und Getreide verarbeitet. Die Behauptung, dass importiertes Palmöl zugemischt wird, für das Regenwälder gerodet wurden, hält sich hartnäckig. Dem widerspricht, dass bei niedrigen Temperaturen Palmöl fest wird und so die Qualität des Biodiesels verschlechtern würde. Außerdem müssen Hersteller von Biokraftstoffen in Deutschland mit Nachhaltigkeitsnachweisen belegen, dass die verwendeten Pflanzen nicht auf Regenwaldflächen angebaut wurden.

Der Beginn der Bewegung

Die Mobilität der Menschen ändert sich. Angefangen hat die Beweglichkeit der Gesellschaft im 19. Jahrhundert, als die Kutschen von Kraftfahrzeugen abgelöst wurden, wobei es Menschen gab, die dem Pferd ein baldiges Ende prophezeiten, da die Städte die stinkenden Pferdeäpfel kaum noch bewältigen konnten. Dieses frühe Umweltproblem übersehen hat der beliebte Kaiser Wilhelm II., der nicht an die Automobile glaubte und stattdessen dem Pferd eine große Zukunft prophezeite.

Einfluss von Verunreinigungen im Nickelbad auf die Schichteigenschaften

Frage: Beim Vernickeln von Teilen, bei denen bestimmten reproduzierbare Schichteigenschaften gefordert werden, erweist sich das Einbauen von Verunreinigungen aus dem Nickelbad offensichtlich als eines der größten Probleme. Wir sind ein galvanischer Lohnbetrieb und behandeln eine große Palette verschiedenster, oft auch stark schöpfender Teile. Bei den unterschiedlichen Verfahrensabläufen ist es daher nicht zu vermeiden, dass Verunreinigungen in die Nickelbäder eingeschleppt werden. Wir überlegen jetzt, unsere galvanische Straße entsprechend umzurüsten und mit Kaskadenspülen, Badabdeckungen, Spülregistern u.ä. auszustatten. Bevor wir uns für diese nicht unerheblichen Investitionen entscheiden, überlegen wir, ob das Problem nicht durch genaue analytische Kontrolle auf Verunreinigungen im Nickelbad und eine periodische Reinigung des Elektrolyten in Griff zu bekommen wäre. Was halten Sie davon?

Die Galvanik im 21. Jahrhundert

Ich werde immer wieder gefragt, wie denn galvanische Verfahren und Prozesse im Zuge einer Umstellung der Europäischen Produktion in Richtung umweltfreundlicher (nicht chemischer) Prozesse am Ende des 21. Jahrhunderts aussehen werden. Und ob dann auch noch Europa eine Rolle spielen wird. Nun, über weite Zeiträume wie das Ende dieses Jahrhunderts Prognosen abzugeben, fände ich vermessen. Wer hätte z.B. 1817 eine zuverlässige Prognose geben können, wie sehr die bis dahin eher stationär eingesetzte Dampfmaschine im Laufe des 19. Jahrhunderts das Verkehrswesen verändern würde. Oder der 1817 noch vielgelobte Zeppelin nicht die ihm zugedachte, nachhaltige Rolle spielen würde. Oder wer hätte 1917 vorhergesehen, dass zu Ende des 20. Jahrhunderts automatisierte Rechenmaschinen (vulgus Computer) das tägliche Leben maßgeblich bestimmen. Eine Abschätzung generel- ler Trends und Entwicklungsmöglichkeiten wage ich dennoch hier.