Artikelarchiv

Die Verknüpfung von Galvanischen- und Zinklamellenbeschichtungsanlagen erfordert eine sorgfältige Auswahl der eingesetzten Zink- und Zinklegierungen, Passivierungen und Topcoat Beschichtungen sowie deren Verfahrensparameter. Bei den gewählten Systemen zeigt sich, dass die Beschichtung der Topcoats spätestens 24 h nach der elektrolytischen Zinklegierungsbeschichtung erfolgen sollte. Eine Wärmebehandlung zur Wasserstoffentsprödung vor der Topcoat Beschichtung führt besonders bei Zink-Nickeloberflächen zu einer Verbesserung des Korrosionsschutzes. Auch der pH-Bereich der eingesetzten Passivierung war beim gegebenen System sehr viel enger als er es bei einer nicht nachgelagerten Topcoat Beschichtung ist.

In der Industrie ist der Einsatz von Wasser für die Produktion in vielen Bereichen zwingend erforderlich. Im günstigsten Fall, wie bei weichem Wasser, liegt die Leitfähigkeit des Stadt- oder Brunnenwassers im gewünschten Bereich. Sind die Anforderungen an die Prozesswasserqualität höher, ist gezielte Wasseraufbereitung unumgänglich. Wasseraufbereitung: In der Regel muss Stadtwasser bzw. Brunnenwasser vor dem Einsatz in der Fertigung aufbereitet werden. Hierzu stehen die folgenden Verfahren zur Verfügung: Wasserenthärtung: Bei der Wasserenthärtung wird die Wasserhärte (Ca2+ und Mg2+-Ionen) über Ionenaustausch an ein schwach saures Harz gebunden. Mit der Aufnahme von Ca und Mg werden im Gegenzug Na+-Ionen freigesetzt. Die Regeneration des Harzbetts erfolgt mit einer gesättigten Natrium-Salzlösung. Somit kann das Regenerat auch ohne eine weitere Abwasserbehandlung direkt in das Kanalnetz abgeleitet werden. Die Wasserhärte wird auf < 0,1 °dH reduziert. Der Salzgehalt bzw. die Leitfähigkeit bleiben nahezu konstant.

Zinnwhisker sind spontan wachsende, meist einkristalline Filamente mit einem Durchmesser von wenigen μm und einer Länge von bis zu mehreren mm. Sie entstehen vorwiegend auf galvanisch verzinnten Kupfersubstraten, die der vorherrschenden Technologie beim Verbauen integrierter Schaltungen entspricht. Aufgrund ihrer Dimensionen stellen Whisker ein ernsthaftes Problem für die Zuverlässigkeit solcher Bauteile dar, denn infolge der Miniaturisierung von Elektronik sind sie so groß, dass sie Kurzschlüsse und Ausfälle gesamter Gerätschaften verursachen können. Der Artikel, der in einem zweiten Teil fortgesetzt wird, zeigt, dass das Verhältnis zwischen Kristallerholungsprozessen und intermetallischer Phasenbildung das Whiskerwachstum bestimmt.

In der zweihundertjährigen Geschichte der Galvanotechnik ist bis jetzt keine ultimative Lösung für die Bestimmung der Stromdichteverteilung vorgeschlagen worden. Der Grund für das Fehlen eines effizienten Messsystems könnte die starke Trennung zwischen diesem Gebiet und den Bereichen der Elektro- und Messtechnik gewesen sein. Den Fachleuten der Elektro- und Messtechnik war das Problem der präzisen Bestimmung bzw. totalen Beherrschung der gleichmäßigen Stromdichteverteilung unbekannt. Auf der anderen Seite haben die Galvanotechniker sich damit abgefunden, dass das o. g. Problem unlösbar sei.

In the 200 year long history of electroplating, there has never been a definitive method for measuring current distribution in a plating tank. An explanation for this lack of an efficient measurement method can be attributed to a gulf between the disciplines of metal finishing on the one hand and electronics and measurement, on the other. Experts in the latter fields were unaware of the requirement for a technique capable of measuring current density in situ and the desirability of achieving uniform current density distribution. For their part, Metal Finishers had long concluded that these were insoluble problems.

Die Serie von Veröffentlichungen als Überblick über die Möglichkeiten der galvanischen Goldabscheidung wird mit einer Darstellung der nicht-cyanidischen Elektrolytvarianten fortgesetzt. Die Lösungen auf Basis des Gold-Sulfit-Komplexes gehören in dieser Gruppe zu den bedeutendsten Verfahren, die für Dentalanwendungen relativ weit verbreitet sind. Der vorliegende Beitrag zeigt typische Elektrolytzusammensetzungen, optimale Abscheidungsparameter sowie weitere Varianten dieses Elektrolyttyps auf. Eine kurze Darstellung der Forschungsansätze zu alternativ komplexierten Lösungen, auch für die Legierungsabscheidung, schließt sich an.

Spezielle Verfahren und Anwendungen (2): Teil 6 der Übersicht über die galvanische Abscheidung von Gold widmet sich noch einmal den speziellen Verfahren und Anwendungen. Hier: Pulse Plating und Entschichtung. Bereits in der vergangenen Ausgabe (Galvanotechnik 10-2012) beschrieben die Autoren Dispersionsschichten und Galvanoformung.

Zunächst wird für die Standard-Hullzelle aufgrund einfacher Modelle die so genannte Primärstromverteilung berechnet und mit Literaturwerten verglichen. Während das naheliegende Parallelstrommodell zu einem stark abweichenden Resultat führt, ergibt das Kreuzstrommodell eine gute Übereinstimmung. Eine allgemeine Berechnungsformel erlaubt, den Einfluss der Zellparameter auf die Primärstromverteilung zu studieren, was am Beispiel einer verlängerten Zelle mit sonst gleichen Dimensionen gezeigt wird. Die empirische Überprüfung anhand von Schichtdickenmessungen bei einer realen Abscheidung ist insofern mit Schwierigkeiten verbunden, als einerseits kein idealer Elektrolyt mit linear zur Stromdichte ansteigender Überspannung existiert, und andererseits die Konvektionsverteilung bei einer normalen Hullzelle inhomogen ist. Diese wird für eine Bewegungsvorrichtung mit Paddel berechnet. Eine homogene Konvektionsverteilung ist (näherungsweise) bei einer Hullzelle mit rotierender Zylinderelektrode möglich. Als Referenzelektrolyt für eine derartige Überprüfung wurde ein Glanznickelelektrolyt eingesetzt. Der Vergleich unterschiedlicher Elektrolyte (cyanidisch Kupfer, Glanzsilber, Gold-Kobalt) zeigt die Möglichkeiten auf, anhand der Schichtdickenverteilungen auf die (Makro-)Streufähigkeit zu schließen. Mit Hilfe einer als elektrolytspezifische Hullzellenstreufähigkeit bezeichneten Kennzahl kann man nicht nur verschiedene Elektrolyte auf einfache Weise miteinander vergleichen, sondern auch Abhängigkeiten von ausgewählten Parametern in Diagrammen darstellen und untersuchen.

Borsäure wurde am 2. September 2014 in die Kandidatenliste aufgenommen. Droht ihr jetzt ein ähnliches Schicksal wie Chrom(VI)? Der Ersatz von Borsäure durch alternative Puffersysteme in sauren Zink-Nickel-Elektrolyten dient nicht nur dem Ausweichen dieser Fragestellung sondern bietet Zugang zu verbesserten Eigenschaften der abgeschiedenen Schicht und neuen Optionen bei der Beschichtung.

Boric acid was included in the candidates‘ list on September 2, 2014. Is it now facing the same fate as Chromium(VI)? The replacement of boric acid by alternative buffer systems in acidic Zink-Nickel electrolytes is not only a way of evading this question but it provides access to improved properties of the deposited layer and new options for the coating.

Eine Auswertung der internationalen Fachliteratur 2017/2018

Traditionell in der Januarausgabe der „Galvanotechnik“ fassen wir die Fortschritte, die die Beschichtungstechnik im zurückliegenden Jahr gemacht hat, zusammen. Als Grundlage dienen dabei 45 internationale Zeitschriften aus 9 Ländern. In diesem Jahr wurden 442 Literaturstellen aufgelistet.//

Traditionally in the January issue of „Galvanotechnik“ we summarize the progress that coating technol- ogy has made in the past year. It is based on 45 international magazines from 9 countries. This year 442 literature references were listed.

Als grundlegender Vorbehandlungsschritt ist das Beizen für eine qualitativ hochwertige Metallbehandlung von Eisenwerkstoffen unerlässlich. Durch die Beize werden Deckschichten entfernt, welche im Vorfeld durch Reaktionen des Werkstoffs mit seiner Umgebung entstehen (sowohl Prozess- als auch Umweltbedingt). So bekommt man eine metallisch saubere Oberfläche um das Material weiter zu beschichten oder zu schweißen. Bei Stählen setzt man bevorzugt Salz- und Schwefelsäure ein. Die Prozessparameter Konzentration und die Beiztemperatur spielen dabei eine wichtige Rolle. Bei hochfesten Stählen ist die Gefahr der Wasserstoffversprödung von hoher Wichtigkeit. Ebenso wie die Umwelt-, Entsorgungs- und Recyclingaspekte von verbrauchten Beizlösungen. Auch diese erfordern eine kontrollierte Steuerung der Prozesse und Stoffströme.//

As a basic pretreatment step, pickling is essential for high-quality metal treatment of ferrous materials. Cover layers, which build up by reaction of the material with its enviroment, are removed by pickling. In this way, you get a metallic clean surface to further treatment. In the case of steels, preference is given to using hydrochloric and sulfuric acid. Process parameters like concentration and temperature play an important role in this pickling process. For high-strength steels, the risk of hydrogen embrittlement is of great importance. As well as environmental aspects, disposal aspects and recycling aspects of used pickling solutions. These also require very good controlled processes and material flows.