Artikelarchiv

Metallisierte Fadenmaterialien bilden die Grundlage für die optimale Integration mikroelektronischer Bauteile und Mikrosystemtechnik in Textilien. Sie stellen eine interessante Alternative zu bisher verwendeten Metalldrähten dar, weil die für das mechanische Verhalten wesentlichen textilen Eigenschaften des Basismaterials nahezu vollständig erhalten bleiben. Der Artikel fasst Ergebnisse des zweiten Thüringer Verbundvorhabens zum Verkupfern textiler Materialien zusammen. Er beschreibt eine Technologie, mit der Rundgestricke aus Polyester stromlos verkupfert und die Kupferschicht in der Flächenware oder am Einzelfaden galvanisch weiter verstärkt werden können. Zur Realisierung der Verkupferungsschritte sind Spezialanlagen konzipiert, aufgebaut und optimiert worden.

Galvanisch abgeschiedene glänzende Zinnschichten zeichnen sich durch ihr silberfarbenes dekoratives Aussehen, ihre hervorragende Lötbarkeit und Leitfähigkeit sowie durch gute Korrosions- und Anlaufbeständigkeit aus. Da Zinn umweltfreundlich und nicht giftig ist, werden diese Schichten in der Elektronikindustrie und für dekorative Applikationen bereits häufig genutzt. An Bedeutung gewonnen haben die Zinnschichten mit der Einführung von bleifreien Loten im Elektronikbereich.

T. Clarke und R. Lakner, Forst, stellen ein neues Verfahren vor: Durch Eigenschaften wie Korrosionsbeständigkeit auch in extremen Umweltbedingungen, eine ausgezeichnete Härte und Abriebfestigkeit sowie die hohe optische Wertigkeit ist Chrom inzwischen bei vielen Gegenständen unersetzlich. Die Verwendung der Chromoberfläche hat während der letzten 10 Jahre auch aufgrund von Modifikationen wie beispielsweise Satinierung deutlich zugenommen. Der Effekt der matten Satinoberfläche wird durch die diffuse Streuung des Lichts hervorgerufen.

Fleckiges Nickel durch Kreislaufwasser?: In einem Gestellautomaten vernickeln und verchromen wir Messingteile in einem einebnenden Hochglanznickelbad und einem schwefelsauren Chromelektrolyten. Zwischen Nickel und Chrom wird in Kreislaufwasser aus einer Ionenaustauscheranlage gespült. Die Ionenaustauscheranlage wird mit Spu?lwässern aus der gesamten Anlage beschickt. Von Zeit zu Zeit erscheinen auf der Chromschicht die unrühmlich bekannten weißen Flecken, die immer wieder Kopfzerbrechen bereiten. Die einzige Gegenmaßnahme, die sich bei uns bewährt hat, besteht darin, in die Spüle zwischen Nickel und Chrom zusätzlich Leitungswasser einzuleiten. Wenn die Flecken auftreten, hängen wir einen Schlauch von der Wasserleitung in die Wanne ein. Da die Flecken dadurch verschwinden sind wir der Meinung, die Ursache läge beim Kreislaufwasser, das offensichtlich „verdünnt„ werden muss. Liegen wir richtig und was sollten wir tun?

Jahrestagung des Fördervereins für die Fachschulen der Galvano - und Leiterplattentechnik in Schwäbisch Gmünd: Am 18. März hatte der Förderverein für die Galvanound Leiterplattenschulen Schwäbisch Gmünd e.V. Mitglieder und Freunde zu seiner Jahrestagung in den Stadtgarten von Schwäbisch Gmünd eingeladen. Der Vorsitzende, Christian Deyhle, freute sich, eine große Zahl von Teilnehmern begrüßen zu können, darunter auch wie in den Vorjahren die Schüler der Galvanotechnikerschule und der Berufsschule. Auch der Wirtschaftsbeauftragte der Stadt, Klaus Arnholdt, warb in seinem Grußwort fu?r Gmu?nd als starken Wirtschafts- und Weiterbildungsstandort.

Hartchrom oder chemisch Nickel? 

Wir haben unser Programm für Spritzgussteile aus Kunststoff wesentlich erweitert und müssen dazu auch eine ausreichende Hartverchromungskapazität für Spritzformen und andere Werkzeuge bereitstellen. Derzeit besitzen wir eine kleine, aus einigen Wannen bestehende Galvanik, in der wir solche Arbeiten bisher nur gelegentlich durchführen. Das wenige Abwasser, das beim Spülen anfällt, fangen wir auf und geben es an einen bekannten Betrieb weiter, der es zuvorkommenderweise in seiner Abwasseranlage mit entsorgt. Eine wesentliche Vergrößerung der Hartchromkapazität setzt auch den Auf- und Ausbau einer Abwasseranlage mit integrierter Chrom(VI)entgiftung voraus. Um uns diese Kosten zu sparen, überlegen wir, die Hartverchromung durch eine stromlose Vernicklung zu ersetzen. Ohnehin muss man wohl in der Zukunft damit rechnen, dass toxische, sechswertiges Chrom enthaltende Elektrolyte verboten werden. Was halten Sie davon?

In den Jahren von 1910 bis 1923, die durch den Ersten Weltkrieg und die Wirtschaftskrise geprägt waren, entstanden einige Wahrzeichen Leipzigs; so das Völkerschlachtdenkmal, das 1913 eingeweiht wurde, der weltgrößte Kopfbahnhof, der 1915 fertiggestellt wurde, sowie die Deutsche Bücherei, die 1916 ihren vollen Betrieb aufnahm und das gesamte deutschsprachige Schriftgut sammelte, um nur einige zu nennen. Leipzig hatte 1923 über 600 000 Einwohner und war die bedeutendste Messestadt Deutschlands.

Bericht über die ZVO-Oberflächentage und die DGO-Jahrestagung 2011

Absicherung von Deckfähigkeit und Tiefenstreuung in Nickelbädern: Wir vernickeln geometrisch verhältnismäßig komplizierte Kleinteile in der Trommel und stellen fest, dass bestimmte Stellen manchmal ohne ersichtlichen Grund entweder überhaupt nicht bedeckt werden oder dass die Schichtdicke an ihnen zu niedrig ist. Da es um wichtige Teile geht, haben wir die Kontrolle verstärkt und untersuchen das Bad alle zwei Stunden in der Hullzelle. Dieser Vorgang ist allerdings langwierig und aufwendig und wir suchen daher eine schnellere Methode. Können Sie uns Hinweise geben?

Ein Chrombad stoffverlustminimiert betreiben

Bericht über die ZVO Oberflächentage 2010 in Berlin

Fr die Formherstellung von Bauteilen oder Strukturen im Mikrometer- und Nanometermaßstab eignen sich unterschiedliche Herstellungsverfahren. Viele dieser Verfahren sind zur Erzeugung von einzelnen Formen, welche separat gefertigt werden, einsetzbar...

Silberuüberzuüge auf Nickel

Erstmalig veranstaltete das Deutsche Kupferinstitut vom 15. bis 16. Oktober 2013 ein Seminar zum Thema Oberflächentechnik und Beschichtung von Kupferwerkstoffen. Den Auftakt bildete ein Einfu?hrungsvortrag u?ber Anwendungen und Innovationspotentiale mit diesen Werkstoffen. Die anschließende Vorstellungsrunde der Teilnehmer und Referenten diente dem raschen Auf- und Ausbau des Kontaktnetzwerkes der Beteiligten.

Warum mangelt es an Prozesssicherheit?

Reinigen von Bauteilen ist ein Kostenfaktor, keine oder eine ungenügende Reinigung ein Kostenrisiko. Daher werden für immer mehr Werkstücke Restschmutzgrenzwerte definiert, die zu kontrollieren und dokumentieren sind. Dadurch gewinnt auch die Prozessoptimierung durch eine kontinuierliche Überwachung der Reinigungsund Spülbäder zunehmend an Bedeutung.

Der Expertenworkshop wurde zum fünften Mal von der DGO organisiert und fand am 24. Oktober in Berlin in der BAM, Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung, statt. Den mehr als 80 Teilnehmern wurden informative Vorträge vom Einsatz von Silber und Silberlegierungen und zu Messtechniken sowie die Gelegenheit zu Diskussionen geboten.

Magnesium und Magnesiumlegierungen besitzen für eine Vielzahl von Anwendungen hervorragende mechanische und physikalische Eigenschaften. Ihr geringes Gewicht bei gleichzeitig hoher Festigkeit machen Magnesium und Magnesiumlegierungen zu einem geeigneten Material für gewichtsreduzierende Anwendungen...

Die Kombination von Werkstoffen spielt im automobilen Leichtbau eine immer wichtigere Rolle. Insbesondere bei der Karosserie werden vermehrt Konstruktionen aus Aluminium- und Stahlblechen zur Gewichtsreduzierung eingesetzt. Eine besondere Herausforderung stellt in diesem Zusammenhang der Korrosionsschutz in den Kontaktbereichen dar. In einem Kooperationsprojekt hat sich Henkel gemeinsam mit Partnern aus Industrie und der universitären Forschung dieses Problems angenommen und eine neue Oberflächentechnologie entwickelt. Granocoat LT ermöglicht einen bis dato unerreichten Korrosionsschutz.

Bericht über das DGO-Fachseminar am 29. Januar 2009 in Berlin – von Dipl.-Ing. Peter Winkel, Berlin

Galvanisch oder chemisch abgeschiedene Goldschichten werden als elektrisch leitende und korrosionsschützende Endschichten in der Elektronikindustrie eingesetzt. Hierbei werden überwiegend Kupfer- und Kupferlegierungen als Basismaterialien gewählt. Um die Diffusion des Kupfers in die Goldschicht zu verhindern, wird mit Diffusionsbarrieren, wie beispielsweise Nickel oder Nickel-Phosphor, gearbeitet.

Die neue Fertigungshalle der Umicore Galvanotechnik GmbH für die mechanische Anodenfertigung stärkt die Marktposition

Beitrag von Werner Thurnheer, Vonesco Technik AG, Steinmaur

Oxidische und sulfidische Beläge auf Silber führen bei der Anwendung versilberter Fadenmaterialien in verschiedenen Bereichen zu ungenügenden Echtheiten. Das derzeit eingesetzte Material mit Silberauflagen von wenigen 100 nm bildet leicht Oxidschichten und reagiert mit schwefelhaltigen Verbindungen. Die Beläge unterbrechen den elektrischen Kontakt zwischen den Maschen im Gestrick oder an Kreuzungspunkten im Gewebe, wodurch der Flächenwiderstand erheblich zunimmt. Als Folge verringert sich zum Beispiel die elektromagnetische Abschirmwirkung drastisch oder gewünschte Parameter zur Erfüllung der leitfähigen Funktion werden nicht mehr erreicht. Im vorliegenden Beitrag wird die galvanische Abscheidung dünner, geschlossener Goldschichten auf versilberten Textilien beschrieben. Dies ermöglicht eine Reduzierung der Affinität der Silberschichten gegenüber Sulfiden und Sauerstoff und damit den Erhalt der Oberflächenleitfähigkeit metallisierter Garne.

Absolventen der Fachschule für Galvanotechnik an der Heinrich Wieland Schule in Pforzheim erhalten ihre Urkunden

Beschichtungsrechner selbst gemacht – und was dabei zu beachten ist!

Heutzutage sind Zinkbauteile aus keinem Lebensbereich mehr wegzudenken. Das gute Preis-Leistungsverhältnis führt dazu, dass insbesondere oberflächenbehandelte Zinkbauteile immer größere Bedeutung bekommen. Auf Grund der hervorragenden Eignung werden häufig galvanische Verfahren für diese Oberflächenbehandlung eingesetzt. Neben anderen Verfahren ist es speziell der Warmkammer-Druckguss, der es erlaubt, dünnwandige, gleichmäßige und hochpräzise Bauteile kostengu?nstig herzustellen (Abb. 2)...

Der Kostendruck, bei gleichzeitig höheren Ansprüchen an die Leistungsfähigkeit der Oberflächen, steigt kontinuierlich. Thermoaktivierte Versiegelungen stellen eine Möglichkeit dar diese Herausforderung anzunehmen und zu meistern. Prozessoptimierte Lösungen mit einem breiten Funktionsspektrum für Inlinebeschichtungen und anschließendem Tempern sind für kathodische Korrosionsschutzsysteme durch thermoaktivierte Polymerversiegelungen realisierbar.

Um zu vermeiden, dass Beschäftigte bei ihrer Tätigkeit Gesundheitsschäden erleiden, ist es notwendig, sie ausreichend über die Gefahren am Arbeitsplatz zu informieren. Wesentliche Voraussetzung für sicheres und gesundheitsbewusstes Verhalten sind verständliche Unterweisungen.

Elektrochemisch erzeugte Chromschichten gehören zu den wichtigsten Metallüberzügen und werden für das Finish einer Vielzahl von Teilen verwendet. In den letzten Jahren ist das Verfahren zur Herstellung dieser Beschichtung aber wegen des Einsatzes von Chromtrioxid und perfluorierten Tensiden (PFTs) unter Druck gekommen. Da es insbesondere in der Hartverchromung keine technisch äquivalente Alternative gibt, werden hier Lösungswege für die Vermei¬dung von PFTs im Abwasser sowie Möglichkeiten zur Einhaltung der geforderten Grenzwerte diskutiert. Der Einsatz von kommerziell erhältlichen Anionenaustauscherharzen hat sich dabei als besonders geeignet erwiesen.

Electrochemically generated chromium layers are the most important metallic coatings used as a finish for a multitude of machine parts. In the last few years this coating procedure has come under pressure due to its deploying of chromium tri-oxide and perfluorinated tensides (PFTs). Yet especially for hard chromium plating, there is no technically equivalent and viable alternative. So there is an ongoing search for solutions to avoid PFTs in effluents as well as meeting their required limits. The use of commercially available resins for anion exchangers has proven best suited in this regard.

1 Ausgangssituation
Verfahren zur Erzeugung von Chromschichten aus Chromtrioxid sind seit vielen Jahrzehnten erfolgreich in der Oberflächentechnik etabliert. Den herausragenden Eigenschaften wie dauerhafte einheitliche Farbgebung, sicheres Handling, Korrosionsfestigkeit, Abriebbeständigkeit und preiswerter Herstellbarkeit stehen die Aufnahme von Chromtrioxid und Chromsäure in die SVHC-Liste [1] sowie die bevorstehende Einführung der Zulassungspflicht nach REACH entgegen. Auch für die als Netzmittel bzw. Chromsprühnebel-Unterdrücker eingesetzten PFTs und hier insbesondere Perfluoroktansulfonat (PFOS) wurde zuletzt der Einsatz immer stärker eingeschränkt (s. Abschn. 2). Zukunftsträchtige Lösungen sind daher dringend gefordert, um den Betrieb der betroffenen Galvaniken nicht zu gefährden.

Bericht über die ZVO Oberflächentage 2010 in Berlin

Teil 2: Die abgeschirmte lösliche Anode – der abgeschirmte Titankorb

Bericht über die Jahrestagung des Zentralverbandes Oberflächentechnik 2009 in Bremen

In den letzten Jahren zeigten dekorativ verchromte Automobilaußenteile immer wieder ein ungewöhnliches Fehlerbild (Abb. 1). Anhand von vergrößerten Aufnahmen (Abb. 2 und 3) eines Feldschadens ist sehr deutlich zu erkennen, dass sowohl Nickel als auch Chrom aufgelöst wurden, letzteres fehlt in weiten Bereichen komplett...

Bericht über die Jahrestagung des Zentralverbandes Oberflächentechnik 2009 in Bremen

Der Lotusblüteneffekt ist in der Automobil-, Sanitär-, Haushalts-, Druck-, Gentechnik-, und in der Baubranche, beispielsweise als Fassadenanstrichfarbe oder Dachziegelbeschichtung, nach wie vor ein aktuelles Thema. Im Sinne der Bionik, Lösungen der Natur zu kopieren bzw. technisch nutzbar zu machen, wird versucht, die Blütenstruktur der Lotusblüte (Abb. 1) zu imitieren...

Tüpfeltest für die Chromatierung?

In der vorliegenden Arbeit wurde ein neues Verfahren zur elektrolytischen Abscheidung von Zn-Sn Beschichtungen aus tief eutektischen Lösungen basierend auf Cholinchlorid und Ethylenglykol entwickelt.

In the current work, a new process for the electrodeposition of Zn-Sn coatings from deep eutectic solvents based on choline chloride and ethylene glycol has been developed.

Die IFAT, die international größte Umwelttechnologie-Messe für Innovationen und Leistungen in den Bereichen Wasser-, Abwasser-, Abfall- und Rohstoffwirtschaft fand im Mai auf dem Messegelände in München statt. „Galvanotechnik" Umweltredakteur Hanns-Michael Oßwald hat sich umgesehen und berichtet.

Teil 2

Der Begriff der tribologischen Beanspruchung kennzeichnet nach der ehemaligen DIN 50320 die Beanspruchung der Oberfläche eines festen Körpers durch Kontakt- und Relativbewegung eines festen, flüssigen oder gasförmigen Gegenkörpers. Vor dem Hintergrund, dass im Allgemeinen technische Oberflächen die geometrische Begrenzung von Körpern darstellen, ist das Wissen über atomare, molekulare und mechanische Wechselwirkungen von kontaktierenden Oberflächen von besonderer Bedeutung [1–3]. Für die elektrische Verbindungstechnik, speziell im Bereich der Steckverbinder, ist eine tribologische Beanspruchung in Form von Reibung und Verschleiß von Kontaktoberflächen unumgänglich, wenn technisch nutzbare Umsetzungen von Energie-, Stoffoder Signalgrößen möglich sein sollen.

Die Messung der Schichtdicken von Gold, eventuell auch Palladium, und Nickel ist eine wichtige Aufgabe der Qualitätskontrolle bei der Herstellung von Leiterplatten. Meist sind enge Toleranzgrenzen vorgegeben, um einerseits volle Funktionsfähigkeit zu gewährleisten, aber auch um andererseits nicht zu dicke Schichten aufzubringen und somit teures Ausgangsmaterial einzusparen...

Saure Zinksysteme auf Chloridbasis wurden ursprünglich entwickelt, um den Einsatz von Lösungen auf Cyanidbasis zu vermeiden. Inzwischen sind sie seit ungefähr 40 Jahren in der Produktion im Einsatz. Steigende Anforderungen an die Produktion und zunehmendes Umweltbewusstsein haben dazu geführt, dass diese Technologie, die als schnelles Verfahren für die Galvanisierung von Verbindungselementen in Trommelanwendungen und die dekorative Galvanisierung in Gestelltechnik weit verbreitet ist, wie viele andere Elektrolytsysteme stetig weiterentwickelt wird. Zu diesen Weiterentwicklungen gehören Verbesserungen der Additive und die Anwendung optimaler Betriebsparameter. Ein Beispiel für diese Weiterentwicklungen in der sauren Verzinkungstechnologie aus neuester Zeit ist Kenlevel® TR von Mac- Dermid.

Bericht im Vorfeld der Internationalen Messe für Oberflächen und Schichten in Stuttgart

Ein Beitrag über die Gramm – Edelmetalltechnik, Ditzingen

Die galvanische Abscheidung von Metallen erfolgt normalerweise nicht flächig homogen, also Atomlage für Atomlage, wie es meist auch technisch erwünscht wäre, sondern lokal an einzelnen Zentren. Für eine Beschreibung müssen also geeignete Modelle für Keimbildung und Keimwachstum verwendet werden. In einem früheren Beitrag zur Oxidbildung wurden Teilaspekte bereits diskutiert, die hier erweitert werden sollen. Ein Keim ist hier ein kleiner Metallcluster, also eine Ansammlung von relativ wenigen Atomen. Da bei kleinen Keimen relativ viele Atome an der Oberfläche sitzen und damit eine hohe Energie haben, sind kleine Keime nicht stabil und werden sich auflösen. Erst bei einer bestimmten Größe (kritischer Keim) steht der Cluster im Gleichgewicht mit seiner Umgebung und kann gegebenenfalls wachsen. Im vorliegenden Beitrag sollen die Kinetik von Keimbildung und Keimwachstum mit möglichst einfachen Modellen und die daraus folgenden Möglichkeiten der experimentellen Überprüfung beschrieben werden.

Frage: Wir betreiben mehrere wässrige Reinigungen, die wir auf Niedrigtemperaturbäder umstellen möchten, um unsere Energiekosten zu senken. Wir haben auch schon erste Versuche mit einigen Präparaten durchgeführt und stellen fest, dass sie von der Wirksamkeit her wahrscheinlich einsetzbar wären. Was uns allerdings stört, ist der Umstand, dass sie im Vergleich zu den bisher eingesetzten Reinigern teurer sind. Letztlich ist das aber eine Frage der Ergiebigkeit, über die man allerdings erst nach einer bestimmten Betriebsdauer etwas sagen kann. Was meinen Sie dazu?

Durch ihre Kundenorientierung hängt die Fortentwicklung der Galvanotechnik weitgehend mit der Entwicklung bei den Produzenten zusammen, die galvanische Schichten benützen. In wirtschaftlicher Hinsicht betrifft dies verständlicherweise in erster Linie die Lohn- und Industriegalvaniken, welche die Beschichtungen für die Hersteller oder deren Zulieferfirmen durchführen. Aktuell werden diese Betriebe daher auch von der derzeitigen Krisensituation bei ihren Kunden getroffen und müssen – je nach belieferter Branche – mehr oder weniger starke Umsatzrückgänge hinnehmen. Eine Situation, in der sie – neben der wirtschaftlichen Bewältigung – im Wesentlichen vor zwei Problemen stehen: die Ursachen dieser Situation zu analysieren, um sie künftig vermeiden zu können und die galvanischen Betriebe für in unserem Wirtschaftsystem zukünftig nicht vermeidbare ähnliche Situationen krisenfest zu machen...

In most cases, a galvanic deposition of a metalalloy is more difficult to realize than a monometallic deposition. However, alloying provides considerable possibilities for improving the properties of the components. A well-known alloy is brass, a copperzinc- alloy which also may be deposited galvanically. Moreover, alloys of copper and tin are known (as bronzes) which may additionally contain zinc, whereas gold-alloys are of particular interest for electrical contacts. Among these, the cobalt and/or nickel containing gold alloys (normally named hard-gold) are distinguished from the copper-gold-alloys (red gold, here also named hard-gold), usually containing cadmium as an additive component. A special case is given by the nickel-phosphor-alloys (yet being generated in most cases by chemical reduction) since phosphorus is not a typical metal.

Polieren von Oberflächen im Plasma mit Hilfe von Ionenquellen stellt zukünftig eine Alternative zu den etablierten Elektropolierverfahren dar. Während die Behandlungszeiten beim Elektropolieren zwar deutlich kürzer sind, können durch das Plasmapolieren direkt ohne Wechsel des Verfahrens mittels Vakuum-Beschichtung durch beispielsweise Magnetron-Sputtern funktionelle Oberflächenbeschichtungen (z. B. harte, verschleißbeständige Schichten, antibakterielle Schichten, Knochenwachstums-fördernde Beschichtungen) aufgebracht werden. Diese Arbeit vergleicht die bei den beiden Polierverfahren erreichbaren (sehr ähnlichen) Oberflächenrauheiten mit speziellem Fokus auf die Titanlegierung Ti Al 6 V 4 und Anwendungen für medizinische Implantate.

Knapp 40 Jahre nach dem Erscheinen der Darstel¬lung über das Ende des Wachstums durch den Club of Rome werden die dort angekündigten Szenarien nun langsam Realität. Bei immer mehr Rohstoffen drückt sich der abnehmende Bestand in stetig steigenden Preisen aus. Dies gilt nicht nur für die verschiedenen technischen Metalle und Mineralien, sondern auch für Wasser und Luft. Unter diesen Aspekten sind der sinnvolle Umgang mit den Rohstoffen und vor allem das notwendige Recycling unabdingbar. Hier müssen weitere Anstrengungen unternommen werden und vor allem müssen die Menschen in Afrika und Asien vor den dort nach wie vor gängigen gesundheitsschädlichen, inakzeptablen Recyclingmethoden bewahrt werden.

Less than 40 years after the first publications of the Club of Rome about The Limits in Growth the long-range visions obviously are becoming true. We perceive more and more the increasing prices of basic soil resources. But these are not the only limited materials: we have to take care about potable water and clean air, too. Under these conditions a sustainable management of the final non-renewable resources and above all an up-to-dated, modern recycling are absolutely necessary. With supreme effort we have to strain every nerve for this. People in for example Africa and Asia, who are forced to work up materials in an unacceptable and hazardous manner should be protected

Frage: Für spezielle Hochtechnologie-Anwendungen tragen wir in Einzelfertigung auf verhältnismäßig große zylindrische Teile etwa 0,5 bis 0,7 mm dicke Silberschichten auf. Das Silber muss rein sein, der Überzug darf keine organischen Stoffe enthalten, die Silberoberfläche soll glatt und blank sein, Glanz wird nicht verlangt. Deshalb verwenden wir einen cyanidischen zusatzfreien Silberelektrolyten üblicher Zusammensetzung. Wenn wir die gesamte Schichtdicke ohne Unterbrechung abscheiden, erhalten wir einen rauen und zum Teil knospenartigen Überzug, der sich nur sehr schwer polieren lässt. Wir unterbrechen die Abscheidung deshalb einige Male, um die Oberfläche zwischenzupolieren. Das ist aber sehr mühsam und hat vor allem nicht immer den gewünschten Erfolg. Man rät uns, den Niederschlag während der Unterbrechungen lieber mit einer Drahtbürste „zwischenzukratzen", das würde in solchen Fällen helfen. Wir können uns aber des Eindruckes nicht erwehren, dies sei ein Instrument aus der Galvanotechnik unserer Großväter und erzeuge Effekte, die man auf eine zeitgemäßere Art und Weise, etwa durch den Einsatz von Pulsstrom, erzielen kann. Was halten Sie davon?

Aus Gewichts- und Kostengründen bietet sich Aluminium für bestimmte Anwendungen der Elektronik und Elektrotechnik im Automobil als Ersatz für Kupferwerkstoffe an. Bei der INOVAN GmbH & Co. KG wurden in einer Studie die wesentlichen Eigenschaften galvanisch veredelter Al-Legierungen mit denen typischer Kupferlegierungen verglichen: Haftung, Umformbarkeit, mechanischer Verschleiß, elektrische Leitfähigkeit, Diffusionseffekte und Korrosion. Die Ergebnisse zeigen die grundsätzliche Eignung von Aluminiumlegierungen als Stanzgitterwerkstoff mit Einschränkungen bei mechanischen Eigenschaften und Korrosionsbeständigkeit. Als „Lead Frame" für Leistungsbauelemente lassen sich interessante Anwendungen denken, insbesondere aber für Hochstromverbindungen zwischen Cu- und Al-Bauteilen, z. B. Zellverbinder, könnten galvanisch veredelte Verbindungsteile aus Aluminium echte Vorteile bieten. Bei INOVAN steht ein Prozess zur Verfügung, der die Herstellung von Mustern für die Funktionsentwicklung und -erprobung erlaubt.

For certain electronic or electrotechnical applications for the automotive industry aluminium for cost and weight reasons may offer some advantages compared to copper materials. INOVAN GmbH & Co. KG performed a study, comparing the major properties of electroplated aluminium alloys and typical copper alloys: adhesion, formability, mechanical wear, electrical conductivity, diffusion effects and corrosion. The results in general show the feasibility as a material for lead frames, with restrictions of mechanical characteristics and corrosion resistance. As a lead frame material for power modules, aluminium might be worth thinking of. But for high current connections between copper and aluminium parts, e. g. cell connectors, electroplated aluminium bus bars could offer real advantages. At INOVAN a process is established, being able to provide samples for function development and verification.

Aluminium lässt sich aufgrund seines hohen Reduktionspotentials nicht aus wässrigen Lösungen abscheiden. Prinzipiell existieren jedoch sehr interessante Anwendungen für Aluminiumschichten im Bereich des Korrosionsschutzes oder im Designbereich. So könnten im Designbereich z. B. Chromschichten durch glänzende Aluminiumschichten ersetzt werden. Eine galvanische Beschichtung mit Aluminium aus ionischen Flüssigkeiten ist daher aus technischer Sicht vielversprechend. Eisenschichten zeichnen sich durch eine besonders hohe Festigkeit und Verschleißbeständigkeit aus und können daher anstelle von Chrom-, Nickel- und Cobaltbeschichtungen verwendet werden. Ein Verfahren zur Eisenabscheidung aus wässrigen Medien konnte sich allerdings industriell bisher nicht durchsetzen. Daher stellt die Abscheidung von Eisen aus ionischen Flüssigkeiten hierzu eine interessante Alternative dar.

Aluminum layers have many interesting applications as design elements or as corrosion protection. Brilliant aluminum layers might i. e. substitute chromium layers as design elements. Unfortunately, aluminum cannot be electrodeposited from aqueous solutions due to its high reduction potential. Therefore, the electrodeposition of aluminum from incombustible ionic liquids has a great technical potential. Iron layers are characterized by an exceptional high solidity and a high wear resistance. Hence, they can be used as alternative to chromium-, nickel or cobalt layers. Unfortunately, the electrodeposition of iron from aqueous solutions is not industrially accepted by now. The deposition of iron from ionic liquids might thus be an interesting alternative.

Die neue Leiterplattenoberfläche EPAG (Electroless Palladium, Autocatalytic Gold) betritt voraussichtlich im 3. Quartal 2014 den Leiterplattenmarkt und wird dann kommerziell erhältlich sein. Die Erstinstallation erfolgt bei der APL Oberflächentechnik GmbH in Lörrach. EPAG wird von Atotech unter dem Handelsnamen Palla-Bond vertrieben. In der Maiausgabe wurde über die Gründe für die Entwicklung der PallaBond (EP/EPAG)-Oberfläche und den Einsatz bei der Firma APL berichtet. Zudem wurden erste Ergebnisse zum Thema Bonden, Thermokompressions-Bonden, Feinstleiter, Hochfrequenz und Löten auf der PallaBond-Oberfläche gezeigt. Im zweiten Teil wird über die Eignung der PallaBond-Oberfläche für Flex-Leiterplatten, die Oberflächentopografie, die Härte, die Porosität, die Schichtdickenverteilung von Palladium und von Gold sowie über die Vorteile des PallaBond-Prozesses berichtet.

Durch die Verwendung von bleifreiem, chemisch abgeschiedenem Zinn entsteht die Gefahr, dass durch Diffusionsprozesse die Restdicke der nutzbaren Reinzinnschicht so gering wird, dass die Qualität von Lötprozessen und Lötverbindungen beeinträchtigt ist. Die Helmut Fischer GmbH & Co. KG ist seit jeher im Bereich der Schichtdickenmessung tätig und kann zwei verschiedene Lösungen anbieten:

Mit drei, zweitweise sogar vier parallel laufenden Vortragsreihen, waren die diesjährigen Oberflächentage (17. bis 19. September 2014, Neuss) wieder bestens aufgestellt. Der vorliegende Artikel widmet sich der Seminarreihe über den Korrosionsschutz. Vorgestellt wurden unter anderem ZnFe-Legierungsschichten, Zinklamellen- Systeme und speziell für die Elektronik auch Nickel/Nano- und Palladium/Nano-Schichten

Kuper im Nickelelektrolyten

Frage: Aus speziellen Gründen lässt es sich in unserer neu eingeführten Produktion nicht verhindern, dass Kupfer in unser Trommel-Glanznickelbad eingeschleppt wird. Mit welchen Schwierigkeiten müssen wir rechnen und wie kann man Kupfer aus dem Elektrolyten am besten entfernen? Antwort: In Glanznickelbädern sollte die Kupferkonzentration den Wert von 2 bis 3 mg/I nicht überschreiten. Erreicht sie 10 mg/l, muss mit einer dunkelgrauen bis schwarzen und evtl. streifigen Nickelabscheidung im Bereich niedriger Stromdichten, d. h. bei profilierten Teilen in Vertiefungen und bei Trommelteilen auf Stellen gerechnet werden, die während der Vernicklung beispielsweise aus Gru?nden ungenu?gender Umwälzung immer im Bereich niedriger Stromdichte bleiben.

Die neue Leiterplattenoberfläche EP/EPAG (Electroless Palladium, Autocatalytic Gold) ist seit dem 3. Quartal 2014 für dem Leiterplattenmarkt kommerziell erhältlich. Die Erstinstallation ist bei der APL Oberflächentechnik GmbH in Lörrach erfolgt. Die EPAG-Oberfläche wird von Atotech unter dem Handelsnamen PallaBond vertrieben. PallaBond ist eine neuartige Oberfläche, welche verschiedene Vorteile für die zukünftige Elektronikentwicklung bietet. Im ersten Teil des Beitrags (Maiausgabe) wurden die Gründe für die Entwicklung von Palla- Bond dargelegt und erste Ergebnisse zum Thema Löten vorgestellt. Im zweiten Teil (Juliausgabe) wurde u?ber die Eignung der PallaBond-Oberfläche für Flex-Leiterplatten, die Oberflächentopografie, die Härte, die Porosität, die Schichtdickenverteilung von Palladium und Gold, die Eigenschaften von Palladium als Diffusionsbarriere, die Dichte von Palladium gegenüber Gold und die technologischen, ökonomischen sowie ökologischen Vorteile ausführlich berichtet. Im dritten Teil wird über die Ergebnisse der Bondbarkeit mit verschiedenen Bonddrähten wie Kupfer, Gold, Kupfer-Palladium, Silber und Aluminium berichtet. Des Weiteren wird der Anwendungsbereich von PallaBond im Vergleich zu alternativen Oberflächen in Form einer Zusammenfassung dargestellt.

Galvanisierte Kunststoffe werden seit mehr als 40 Jahren in Konsumgütern verwendet und stellen auch weiterhin eine günstige Möglichkeit dar, Stil und Ästhetik vieler elektronischer Geräte zu vereinen sowie Sanitär- und Automobilanwendungen einen gewissen Glanz zu verleihen. Dabei gilt: Kunststoffgalvanisierung geht auch ohne sechswertiges Chrom.

Trotz oder besser gerade wegen der so großen Resonanz des Vortragsblocks Wasserstoffversprödung auf den ZVO-Oberflächentagen in Garmisch Partenkirchen war die diesjährige Sitzung des entsprechenden DGO-Arbeitskreises am 15. November bei der Firma SurTec in Zwingenberg mit u?ber 50 Teilnehmern besonders rege besucht. Am Vormittag diskutierte ein kleiner Kreis von Fachleuten über die Auswirkungen der neu vorliegenden Erkenntnisse zum Phänomen Wasserstoffversprödung im Hinblick auf die betriebliche Praxis, auf die Überarbeitung der DIN 50969 und bezüglich weiterer zur Absicherung notwendiger Untersuchungen. Am Nachmittag wurde dann im großen Kreis der Teilnehmer in einem nahe gelegenen Hotel das Thema in seiner ganzen Breite behandelt. Im Mittelpunkt standen vor allem Ergebnisse zu einer vom ZVO initiierten Untersuchung zur Beschichtung mit Zink/Nickel aus alkalischen Elektrolyten und einer zur Prozesssicherung geeigneten Prüftechnik.

Versilbern von Glas

Frage: Wir sind ein Hobby-Kreis von Laien-Astronomen und „basteln" eine besondere Spiegeloptik manchmal auch selbst. Da es meist um spezielle und kleine Teile oder Flächen geht, können wir nicht immer den Aufwand betreiben und sie in einer optischen Firma im Vakuum mit Aluminium verspiegeln lassen. Wir wären in jeder Beziehung viel flexibler, wenn wir sie selber nicht nur herstellen, sondern auch chemisch versilbern könnten. Dann wären wir auch in der Lage, einmal zwischendurch schnell eine Fläche zu Prüfungszwecken zu versilbern. Obwohl es in Fachbüchern eine Reihe von Rezepten und Vorschriften gibt, fühlen wir uns in dieser Sparte nicht besonders kompetent und wären Ihnen dankbar, wenn Sie uns ein einfaches und funktionierendes Verfahren, möglichst mit Anleitung, beschreiben könnten.

Qualitätsprüfungen sollen heute von sehr kurzer Dauer sein. Eine reine Schichtdickenmessung ist aber zur Charakterisierung der Korrosionsbeständigkeit nicht hinreichend. Um auch Inhomogenitäten technischer Schichten mit zu erfassen, ist eine weitergehende Untersuchung des Schichtsystems notwendig. Einfach zu realisieren sind chemische oder elektrochemische Untersuchungen, die die Schicht zerstören. Deshalb haben sich Kurzzeitkorrosionstests als eine Prüfmethode durchgesetzt. Die starke Beschleunigung der Korrosionsprozesse bei derartigen Prüfungen gegenüber denen bei natürlicher Belastung setzt sehr enge Grenzen für die Einflussparameter der Prüfung voraus. Die Fähigkeit der zurzeit eingesetzten normgerechten Salzsprühnebelpru?fung wird anhand von Versuchen bewertet.

Perforationsflecken auf verzinkten Teilen

Frage: In unserem schwach sauren Trommelelektrolyten erhalten wir beim Verzinken von Trommelware neuerdings immer wieder so genannte Perforationsflecken. Die Schwierigkeiten haben begonnen, seit die Verzinkung von neuen, verhältnismäßig sperrigen und schlecht rollenden Teilen übernommen wurde. Gleichzeitig stellen wir im Elektrolyten zu hohe und mit der Betriebsdauer steigende Eisengehalte fest. Unsere Annahme, dass diese Erscheinungen zusammenhängen hat sich bekräftigt, da beim Verzinken in neu angesetzten Elektrolyten keine Flecken auftreten und diese erst nach einer bestimmten Betriebsdauer erscheinen. Der Eisengehalt stammt unserer Meinung nach von den sperrigen Teilen, die wegen ihrer Form in der Trommel ungenügenden Kontakt haben und angelöst werden, bevor sie mit Zink bedeckt sind. Die Fleckenbildung hat mittlerweile ein solches Ausmaß erreicht, dass wir uns überlegen, ob wir nicht einen cyanidischen Elektrolyten ansetzen sollen. Das würde allerdings überhaupt nicht in unser abwasserwirtschaftliches Konzept passen und wir hätten daher gerne Ihre Meinung dazu gehört

Die Weiterbildung fand vom 11.-12. November 2014 an der TU Chemnitz, Fakultät für Maschinenbau, Institut für Werkstoffwissenschaft und Werkstofftechnik statt. Die Veranstaltung wird jährlich unter Leitung von Professor Thomas Lampke zu speziellen Themen der elektrochemischen Abscheidung von Schichten durchgeführt.

Bericht vom Workshop der DGO am Fraunhofer-IPA, Stuttgart

Unter Leitung von Dr. H. J. Fetzer (Fraunhofer IPA, Stuttgart) wurde am 11. Juni in Stuttgart ein Workshop zum Thema Analysenmethoden in der Galvanotechnik ausgerichtet. Es konnten 30 Teilnehmer begrüßt werden, die am Morgen des eintätigen Lehrgangs acht Vorträge zum besagten Thema auf sehr hohem Niveau geboten bekamen. Nachmittags wurden dann die theoretischen Grundlagen in den Laborräumen des IPA durch praktische Übungen an den entsprechenden Analysengeräten vertieft.

Keine Bleichromat-Schlammbildung und nahezu wartungsfreie Anoden sind die Anforderungen, die unlösliche formstabile Anoden zum Thema machen. Formstabile Anoden sind zum Beispiel Anoden aus Titan, auf die eine Platinschicht im Mikrometerbereich aufgebracht wird. Als Stromzuführung für das Basismaterial Titan verwendet man hier titanummantelte Kupferschienen.

Fortsetzung aus Heft 1/2007

Stromausbeuten

Die Stromausbeute eines Abscheidungsprozesses wird dann interessant, wenn an der Kathode mehrere elektrochemische Reaktionen mit wahrnehmbarer Geschwindigkeit nebeneinander, das heißt gleichzeitig, ablaufen. Die Anzahl der für diese Reaktionen in einer bestimmten Zeit verbrauchten Elektronen wird insgesamt der Kathode entnommen und ist damit auch nur als Gesamtladung messbar. Da es sich um elektrochemische Reaktionen handelt, wird dabei immer ein bestimmter Stoff gewonnen und dafür ein anderer in bestimmter Menge verbraucht. Diese Stoffmengen sind messbar. In der Regel interessiert man sich nur für eines der Reaktionsprodukte; bei der galvanischen Metallabscheidung ist das im Allgemeinen das abgeschiedene Metall. Um eine Beziehung zwischen der ermittelten Me- tallmasse und dem gemessenen Gesamtstrom herzustellen, setzt man die für die Abscheidung der Metallmasse notwendige Ladung (Strommenge) in das Verhältnis zur gemessenen Gesamtladung.

In den sozialökonomischen Prioritäten eines Staates sollte die Entwicklung von forschungsintensiven Industriezweigen mit hohem Mehrwert Vorrang besitzen. Für die marktführenden Staaten ist momentan die Nanotechnologie zweifellos eine solche Richtung. Ziel des vorliegenden Artikels ist ein kurz gefasstes, systematisches Herangehen an die Nanosystemindustrie, als eine vorrangige Richtung der Entwicklung der Wissenschaft und Technik und als ein Faktor, der die Bedeutung der Hochtechnologien in der Wirtschaft eines Staates erhöht. Dieser Faktor regte die Lösung einer aktuellen Aufgabe Russlands mit hoher sozialer Bedeutung an: Erhaltung von Humankapital – als ein Gen-, Kultur- und Technologieerbeträger.

Mikroorganismen sind allgegenwärtig und erfüllen wichtige Funktionen bei der Selbstreinigung von Gewässern, Böden und Sedimenten. Ohne Mikroben gäbe es kein Leben auf unserem Planeten. Aber erst in den letzten Jahren erkennen die Wissenschaftler, wie außerordentlich groß ihre Zahl und Bedeutung tatsächlich ist und wie eng und vielfältig die Verbindungen von Mikroorganismen mit Menschen, Tieren, Pflanzen und Materialien wirklich sind, so dass sie der Autor Bernhard Kegel in seinem Buch als „Die Herrscher der Welt“ bezeichnet hat [1]. Die lange Entwicklungsgeschichte von mehr als 3,5 Mrd. Jahren hat zu Anpassungsfähigkeiten geführt, die Mikroorganismen auch unter widrigsten Umweltbedingungen überleben und reproduzieren lassen. Es wird geschätzt, dass 99 % aller Mikroorganismen auf der Erde die Lebensform in Biofilmen bevorzugen, weil sie ihnen Schutz und Nährstoffe gewährleisten können [2].

Micro-organisms are omnipresent and they have important functions in the self cleaning of waters, soils and sediments. Without microbes there would be no life on our planet. But it is only in the last couple of years that scientists have recognized how extraordinarily large their number and significance really is, and how closely related and manifold the connections between microorganisms and humans, animals, plants and materials really are, so that the author Bernhard Kegel in his book has called them the „rulers of the world“ (Die Herrscher der Welt) [1]. Their long development history of more than 3.5 million years has provided them with the adaptive abilities to survive and reproduce even under the most adverse environmental conditions. Estimations are that 99 percent of all micro-organisms on earth are preferring the life form of bio films because this guarantees them protection and nutrition [2].

Eine Branche und auch eine Gesellschaft lebt von einen kontinuierlichen Zustrom an geeignetem Nachwuchs.Eine Technologiesparte kann nicht dauerhaft bestehen oder wachsen, wenn die in den Ruhestand gehenden Fachkräfte nicht rechtzeitig durch junge Arbeitskräfte ersetzt werden. Hierbei gibt es zwei Möglichkeiten. Einerseits über Investition in die Ausbildung im eigenen Fachbereich oder andererseits über Zuzug von Fachkräften von anderen Wirtschaftsräumen. Ohne eine dieser beiden Quellen ist eine Industriesparte langfristig dem Tod geweiht.

Nitrat- und phosphathaltige Substanzen fördern als bewährte Düngemittel in der Landwirtschaft das Pflanzenwachstum. Auch im Garten lassen sie die Blütenpracht, Gemüse, Obst und den Rasen gedeihen. Normalerweise sind diese Nährstoffe in den Gewässern ständig in geringen Mengen vorhanden, aber erst wenn der Mensch überdurchschnittlichGebrauch davon macht, entstehen Ungleichgewichte im Ökosystem. Frachten von Phosporverbindungen in Gewässern, z. B. infolge Überdüngung, erzeugen starkes Algenwachstum. Man spricht von Eutrophierung.

Wer mit chemischen Stoffen am EU-Markt agiert, egal ob als Hersteller, Importeur, Händler oder nachgeschalteter Anwender, wie z.B. Formulierer, Lohnproduzenten und Galvaniken, kommt an REACh nicht vorbei. Dies schließt selbstverständlich die Oberflächentechnik bzw. Galvanikbranche ein. Lediglich die Art und der Umfang der Verpflichtungen und Anforderungen an die einzelnen verschiedenen Akteure gestalten sich unterschiedlich.

Emil Wohlwill: Ein Mann mit vielen Fähigkeiten

Emil Wohlwill war Chemiker, hat die elektrolytische Raffination von Kupfer, Silber und Gold entwickelt und war darüber hinaus auch auf dem Gebiet der Wissenschaftshistorik tätig. Grund genug, ihm hier ein ausführliches Portrait zu widmen.

Prozessgestaltung – systematisch und qualitätsorientiert

141 Teilnehmer kamen zur diesjährigen Fachtagung industrielle Bauteilreinigung nach Ulm. Damit verzeichnete die Veranstaltung des Fachverbands industrielle Teilereinigung (FiT) einen neuen Teilnehmerrekord. Das spiegelt auch die wachsende Bedeutung des Fachgebietes Reinigung in der Prozesskette wieder.

Ungleichmäßige Fehlerbilder auf Glanznickel

Frage: Glanznickelüberzüge auf unseren Gestellteilen weisen oft Flecken unregelmäßiger Form und an unterschiedlichen Stellen auf. Meist verschwinden sie nach einiger Zeit, treten aber dann erneut wieder auf, auch zu ganz unregelmäßigen Zeiten. An den Bauteilen kann es unserer Meinung nach nicht liegen, sie stammen aus unserer eigenen Fertigung, man achtet also auf galvanisiergerechte Eigenschaften. Bei Konstruktion, Material, Verformen und anderen Technologien ändert sich nichts, worauf wir nicht ausdrücklich hingewiesen werden. Die Vernicklung erfolgt in einer automatischen Anlage in einem hocheinebnenden Glanzelektrolyten. Wir sind uns nicht sicher, ob es an dem Elektrolyten liegen kann und möchten deshalb zuerst evtl. Verfahrensfehler in unserer Galvanik aus- schließen.

Die galvanische Verchromung spielt auf Grund der hervorragenden Eigenschaften der abgeschiedenen Schichten vor allem im Maschinen- und Anlagenbau nach wie vor eine außerordentlich große Rolle. Je nach Arbeitsbedingungen können die Schichten matt, milchig, glänzend oder mikrorissig abgeschieden werden. Nach wie vor beruht das gesamte Wissen über Chromschichten auf Untersuchungen von Sulfat-, Siliziumfluorid- und Tetrachromatelektrolyten. Im vorliegenden Beitrag wird ein neuer Typ von Elektrolyt- eine chloridhaltige Variante mit der Bezeichnung Chromispel-C - untersucht und die Eigenschaften der erhaltenen Schichten mit denen aus standardmäßigen Sulfatelektrolyten verglichen werden.

1 Einleitung


Abwässer in Galvanikbetrieben sind durch eine hohe, durch den Gehalt an Schwermetallionen bedingte Toxizität gekennzeichnet. Ein häufig verwendetes Verfahren zur Entfernung solcher Ionen besteht in deren Überführung in Verbindungen mit geringer Löslichkeit und anschließender Abscheidung der entstandenen Niederschläge.

Die in der Praxis am häufigsten zum Einsatz kommende Ausfällung in Form von Hydroxiden erfordert wegen der geringen Löslichkeit derselben die Einhaltung eines streng definierten engen pH-Bereichs, der für die einzelnen abzuscheidenden Ionen recht unter- schiedlich ist. In einer Reihe von Fällen treten zusätzliche Komplikationen auf, die auf die Anwesenheit komplexbildender Ionen in dem behandelten Wasser zurückzuführen sind [1 -3].

Schlechte Haftung, Abblättern, unbeschichtete Stellen

Frage: Wir verkupfern und vernickeln seit vielen Jahren für einen Kunden die unterschiedlichsten Gegenstände. Sie bestehen aus gezogenem oder gestanztem Blech, gefrästen oder gedrehten Teilen, z. T. aus Zinkdruckguss oder aus Messing und sind oft gelötet oder geschweißt. Teilearten und Größen der Serien ändern sich sehr oft, es handelt sich also um ein für eine Lohngalvanik typisches Sortiment. Trotzdem wir auf solche Arbeiten eingestellt und gewohnt sind, mit Allem zu rechnen, haben wir in der letzten Zeit laufend Schwierigkeiten mit schlechter Haftung, abgeblätterten Niederschlägen und teilweise auch nicht galvanisierten Stellen. Wir sind der Meinung, dass es um eine schlechte Vorbehandlung geht und haben verschiedene Reiniger ausprobiert bis zum Abwaschen von Hand in Lösemittel. Auch mit dem Kunden haben wir gesprochen und haben keine Änderung entdeckt, die Grund für unsere Schwierigkeiten sein könnte. Könnten Sie uns irgendwelche weitere Ideen geben?

1 Einleitung

Bei der Leiterplattenfertigung werden gegenwärtig schwefelsaure Kupferelektrolyten ein- gesetzt, die in der Regel einige organische Zusätze enthalten. Diese Zusätze ermöglichen es, Kupferabscheidungen mit der erforderlichen Struktur und den funktionellen Eigenschaften herzustellen sowie auch technologische Parameter eines galvanischen Vorgangs zu verbessern. Bei der Elektrolyse kann sich die Konzentration der Zusätze im Elektrolyten ändern. Das ist auf chemische oder elektro- chemische Umwandlungen der organischen Verbindungen im Elektrolyten (Oxidation oder Reduktion), auf einen Anbau in der Abscheidung oder einen Verschleppungsverlust zurückzuführen. Der Überschuss bzw. der Mangel an organischen Zusätzen und auch die Ansammlung der organischen Beimischungen führen häufig zur Verschlechterung der Qualität und der Eigenschaften von Kupferschichten.

Nachlassende Farbtiefe auf anodisiertem Aluminium

Frage: Für einen Kunden anodisieren und färben wir mit Eloxalfarben kleinere Teile aus Aluminium In vier verschiedenen Farben. Jeweils mehrere gleichfarbige der auf unterschiedliche Weise durch Drehen, Stanzen hergestellten und zum Teil aus Draht gebogenen Teile werden zu Serien zusammengestellt und gemeinsam verpackt. Alle Teile einer Serie sollen die gleiche Farbtiefe aufweisen. Unterschiede im Farbton zwischen den einzelnen Teilen, die durch die unterschiedliche Art ihrer Herstellung und wahrscheinlich auch durch unterschiedliches Material bedingt sind, werden toleriert.
Unser Problem besteht nun darin, dass die Farbtiefe im Laufe der Produktion nachlässt und die Teile immer heller werden, obwohl wir die Konzentration, den pH-Wert und die Temperatur ständig kontrollieren und die Anweisungen der Betriebsanleitung genau einhalten. Die Angelegenheit wächst sich langsam zu einem richtigen finanziellen und Entsorgungsproblem aus, weil meist nichts anderes übrig bleibt, als die Farblösung neu anzusetzen, wenn wir keinen Ausschuss fahren wollen. Wir haben schon mit verschiedenen Farben experimentiert, ohne zu einemzufriedenstellenden Ergebnis zu kommen.

1 Einleitung


Durch anodische Oxidation zur Herstellung von schützenden, dekorativen Überzügen kann die Verwendung von Aluminiumlegierungen deutlich erweitert werden. Hierbei bestehen verschiedene Techniken zum Färben der porösen Oxidschichten mit organischen und anorganischen Pigmenten [1,2].
Organische Farbstoffe besitzen zwar einen weiten Farbbereich, aber nur eine begrenzte Beständigkeit gegen ultraviolette Einwirkungen unter atmosphärischen Bedingungen. Allerdings hat es sich gezeigt, dass einige Farbstoffe die Korrosionsbeständigkeit von Oxidschichten deutlich verbessern können [1-4].
Aus diesem Grunde ist es interessant, die Ursachen für die Verbesserung der Korrosionseigenschaften der dekorativ funktioneilen Oxidschichten zu untersuchen. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, das Korrosions- verhalten von farblosen und gefärbten Oxid- schichten auf der Aluminiumlegierung AlMgs zu ermitteln. Des Weiteren sollte der Einfluss der Oxidationsbedingungen, des Färbens und Verdichtens auf die gesamte und lokale Kor- rosion in einem Testmedium, das den Korro- sionsangriff unter Atmosphärenbedingungen simuliert, aufgeklärt werden.

-Fortsetzung aus Heft 7/2001-

3.2 Bestimmung der Glanzbildnerkonzentration

Wie im ersten Teil des Beitrags betont wurde, steigt in der Regel die Geschwindigkeit der Kupferabscheidung mit der Erhöhung der Glanzbildnerkonzentration. Der Steigerung der Kupferabscheidungsgeschwindigkeit entspricht der Teil der sich erhöhenden Q/Qo- Abhängigkeit von der Gesamtkonzentration an Zusätzen im Elektrolyten (Abb. 3). Optimal für die Konzentrationsbestimmung des Glanzbildners ist der lineare ansteigende Teil A der Kurve. Bei der Bestimmung der Glanzbildnerkonzentration liegt der Potentialbereich zwischen -0,20 und +1,70 V. Um die Genauigkeit der Bestimmung zu erhöhen, ist es notwendig, den Einfluss der anderen beiden Zusätzen - Netzmittel und Einebner - festzustellen und auszuschließen. Dazu muss diejenige Konzentration des Netzmittels und Einebners in der Grundlösung ermittelt wer- den, die die Analysenergebnisse des Glanzbildners nicht beeinflussen.

Physikalische Wasseraufbereitung zwischen Alchemie und moderner Technik

Man nehme ein speziell geformtes Stück Leichtmetallguss, flansche dieses gemäß der Betriebsanleitung auf das Wasserversorgungsrohr und der lästige Ärger mit Rohrverkalkung oder Korrosion wird aufhören. Beispielsweise so oder ähnlich lassen sich seit Jahrzehnten kursierende Offerten türphysikalische Wasseraufbereitungsgeräte lesen und deuten. Nicht viel anders gab es auch Werbung für entsprechende Geräte, die auf ähnlich mysteriöse Weise die Effizienz von Ölbrennern steigern oder den Kraftstoffverbrauch von Automobilen reduzieren sollten.
Was hat es damit auf sich? Warum werden sie nicht in großem Stil eingesetzt oder gar per Werbe-Kampagnen vom Bundesumweltministerium oder Umweltbundesamt öffentlich gefördert? Nachfolgend soll diese Art der Wasseraufbereitung historisch und aus aktueller Sicht diskutiert und die verheißene zauberhafte und geheimnisvolle Wirkung beleuchtet werden.

1 Einleitung


Die größte Herausforderung an die galvanotechnische Industrie ist seit Jahren, die Automobilhersteller zu bedienen. Strebte der Fahrzeugingenieur noch vor 10 Jahren langlebige Konstruktionen durch weitestgehende Berücksichtigung von Funktionstrennung an, so muss er in der heutigen - von Entwicklungszeitverkürzung und zunehmend komplexen Beanspruchungen am hochtechnisierten Fahrzeug dominierten - Zeit vermehrt kaum vermeidliche Zielkonflikte befriedigen. Als Konsequenz findet man in Stellenausschreibungen die Forderungen nach interdisziplinärer Ausbildung und Teamfähigkeit. Zum Team wiederum gehören in erster Linie auch die Mitarbeiter des jeweiligen Systemlieferanten, der seinerseits die Kommunikation mit der restlichen Lieferantenkette sicherstellen muss.

Lufteinblasung in galvanische Bäder

Frage; In unserer Galvanik wird diskutiert, wo Lufteinblasung besser ist: direkt unter der Ware oder zwischen Anode und Kathode. Wer kann uns weiterhelfen?
(Anmerkung der Redaktion: Die Anfrage stammt aus der Rubrik Forum unserer Homepage unter http://www.leuze-verlag.de. Das Forum stellt eine Diskussionsplattform dar, mit deren Hilfe z. B. der Praktiker innerhalb kurzer Zeit unkompliziert Hilfe erhalten kann. Die Diskussion über eine derartige Rubrik wird zukünftig immer stärker Einzug in die Technik nehmen. Sie stellt eine der lobenswerten Eigenschaften des neuen Mediums Internet dar).

Erarbeitet vom DGO-Fachausschuß Edelmetalle

1 Die Platinmetalle [1 - 3]
1.1 Geschichtliches

Die Gruppe der Platinmetalle umfaßt sechs Elemente, die in der 8. Nebengruppe des Periodensystems stehen. Man unterscheidet die leichten Platinmetalle Ruthenium, Rhodium und Palladium mit einer Dichte um 12 g/cm^3 von den schweren Platinmetallen Osmium, Iridium und Platin mit einer Dichte um 22 g/cm^3. Mit Gold und Silber bilden sie zusammen die Edelmetalle.
Bei Platin läßt sich die Kenntnis und Verwendung in geschichtlicher Zeit zurückverfolgen, wie beispielsweise bei süd- und mittelamerikanischen Kulturen. Die übrigen Platinmetalle wurden erst in jüngerer Zeit entdeckt.

1 Einleitung

1.1 Darstellung der Prozeßtechnik bei der Oberflächenveredelung von Massengütern

Bei der galvanischen Oberflächenveredelung von Kleinteilen (Schrauben, Muttern, Buchsen etc.) Ist der Einsatz von Galvanisiertrommeln erforderlich, die gegenüber Gestellen eine deutlich höhere spezifische Elektrolytausschleppung besitzen. Dadurch werden in Trommelanlagen hohe Elektrolytausschleppungen verursacht. Die herkömmliche Prozeßtechnik führt zu hohen Stoffverlusten bei den Einsatzchemikalien und erfordert zudem eine aufwendige Behandlung des Abwassers, da bei der Oberflächenveredelung Schwermetallverbindungen, Cyanide oder andere Stoffe eingesetzt werden, die nicht ohne Entgiftung in die Kanalisation abgeleitet werden dürfen. Im Anhang 40 der Rahmen-Abwasser- verwaltungsvorschrift [1] werden die Anforderungen (Grenzwerte) definiert, damit ein behandeltes Abwasser in die Kanalisation eingeleitet werden darf.

Reinigen eines alkalischen Reinigungsbades
Frage: Für die Restaurierung von Oldtimern bereiten wir die galvanisch beschichteten Teile auf. Von Stoßstangen, Türgriffen, Zierleisten u.ä. strippen wir die alten Schichten, schleifen und polieren nach und bringen dann erneut galvanische Schichten auf zum Reinigen vordem Galvanisieren verwenden wir als „Abkochentfettung“ eine stark alkaiische Lösung, die im Betrieb durch den Schmutz von den Teilen und die Polierpastenreste verunreinigt wird. Um ihre Lebensdauer zu verlängern, filtrieren wir sie über ein Scheibenfilter. Trotzdem müssen wir das Bad von Zeit zu Zeit verwerfen und als Konzentrat entsorgen lassen. Gibt es keine Möglichkeit, das Bad beispielsweise durch Nachfüllen von frischen Chemikalien so zu warten, dass es nicht entsorgt werden muss ?

1 Was ist und was beeinflusst die Haftfestigkeit?

Wie fest eine Schicht auf ihrem Substrat haftet, ist für ihre Eigenschaften und für ihre Existenz sehr bedeutend, wenn nicht entscheidend. Bei Mehrfachschichten betrifft das auch noch die Bindung zwischen den einzelnen Komponenten.
Die Haftfestigkeit wirkt äußeren Kräften entgegen, die die Schicht aus dieser Verbindung lösen könnten. Sie sind entweder senkrecht zur Grenzfläche Schicht/Substrat gerichtet oder parallel dazu, z.B. als Scherkräfte bei Temperaturänderungen wegen unterschiedlicher thermischer Ausdehnungskoeffizienten des Schicht- und des Substratmaterials. Auch treten diese Kräfte meist verbunden mit Gleit- und Reibvorgängen auf. Hierbei können überdies bei schlechter Haftung der Schicht (Delamination) infolge behinderter Wärmeabführung hohe Temperaturen auftreten.

1 Herkunft, Auswirkung und Messmethoden von inneren Spannungen

Innere Spannungen sind so alt wie die Galvanotechnik. Sie wurden bereits im 19. Jahrhundert beobachtet und es wurde mehrfach versucht, sie zu messen. Milis beschichtete eine versilberte Thermometersäule und beobachtete dabei den Füllstand der Kapillare [1]. Kushner detektierte in ähnlicher Weise die Auslenkung einer Membran mit einer flüssigkeitsgefüllten Kapillare. Hathersall und Leadbealer verwendeten die Auslenkung eines einseitig galvanisierten Streifens mit einem Lichtzeiger. Es gab auch Messanordnungen mit direkter Beobachtung der Streifenauslenkung (Stoney und Barklie / Davies) oder Glaszeiger (Vuilleumier). Hoar und Arrowsmith verhinderten die Auslenkung durch eine von Hand geregelte Gegenkraft mit einem Elektromagneten. Das teilweise heute noch verwendete Spiralkontraktometer von Brenner und Senderoff benützt einen spiralförmig gewundenen Streifen mit Messzeiger (Abb. 1).

Einer der herausragenden Vorzüge von Zink- Druckguss ist die Eignung für dekorative Oberflächen höchster Qualität. Nach Beobachtung des Autors werden jedoch deutlich zunehmend auch Funktionsgussteile aus verschiedensten Gründen galvanisch oberflächenveredelt; und dies gilt nicht nur für Zink-Druckguss, sondern auch für Gussstücke aus Aluminium oder Magnesium. Bemerkenswert ist, dass das Unternehmen des Autors (Zinkberatung Ingenieurdienste GmbH, Düsseldorf) In letzter Zeit überraschend häufig mit der Ursachenermittlung beauftragt wurden, wenn Fehler in der Oberfläche bei nicht-dekorativen, galvanisierten Gussstücken auftraten.

1 Einleitung

Die Verkleinerung der Mikrostrukturen im Bereich der Elektronikverbundsysteme stellt nicht nur höhere Ansprüche an die Dimensionen der stromleitenden Kontakte, sondern auch an die Qualität der verwendeten Materialien [1], Effete wie punktuelle Korrosion, Elektromigration, Streßmigration und bei den kleinsten Strukturen auch Kreuz- und Quanteneffekte führen in der Nanometerbeschichtung zu signifikanten, zusätzlichen RC Verzögerungszeiten [2-4]. Es ist deshalb fraglich, ob die vielfach für Stromleiter auf integrierten Schaltungen eingesetzten Aluminiumlegierungen im Wettbewerb der Miniaturisierung mithalten können. Eine vielfach erforschte, beim Beschichten von Leiterplatten schon oft ein- gesetzte Alternative ist Kupfer, das im Vergleich mit Aluminiumlegierungen durch eine höhere Leitfähigkeit, eine niedrigere Elektromigration und eine bessere Streßbeständigkeit charakterisiert wird [2-4],

Bericht zur gemeinsamen Tagung vom 13. bis 15. September 2000 in Garmisch-Partenkirchen

Neue Materialien


Aus Umweltschutzgründen ist man bestrebt, Chromschichten aus Bädern mit sechswertigem Chrom durch andere, ebenso verschleiß- und korrosionsbeständige Schichten zu ersetzen. \/. Kudryavtsev (Mendelejev Universität, Moskau) berichtete über den Ersatz von Hartchromschichten durch Legi rungsschichten aus Nickel-Wolfram, Nickel- Molybdän, Nickel-Wolfram-Molybdän und Nickel-Wolfram-Bor. Solche Schichten haben teilweise eine höhere Beständigkeit gegen- über chloridhaltigen Medien als Chrom- schichten. Nickel-Wolfram-Schichten werden zur Beschichtung von Pressformen für Glas eingesetzt.

Chemisch vernickeln von Grauguß

Frage: Wir vernickeln außenstromlos große und schwere Graugußteile. Einige Minuten nach Ausfahren aus der letzten Spüle laufen die nicht bearbeiteten Flächen braun an ? Wie läßt sich dies vermeiden ?

Die Zerstörung und damit Beseitigung von organischen Verunreinigungen im Wasser (in Abwasser, Industrieprozeßwässern und auch in Trinkwasser) durch Bestrahlung mit kurzweiliger UV-Strahlung (UV-C und VUV) ohne Zusatz von Oxidationsmitteln, wie H2O2 oder Ozon beruht auf drei Prozessen: der homolytischen Spaltung durch UV-Strahlung, der Aufnahme von eingestrahlter Energie durch Wassermoleküle und der Anregung von Sauerstoff.

1 Einleitung

Das 1844 von K. K. Klaus [1, 2] entdeckte Edelmetall Ruthenium gehört zur Gruppe der Platinmetalle, die außerdem noch Platin, Palladium, Rhodium, Osmium und Iridium umfaßt. Der Anteil von Ruthenium an den welt- weiten Vorkommen der Platinmetalle liegt bei 8 % [3]. Wegen der relativ niedrigen Dichte von ca. 12,3 g/cm^ [4] und aufgrund des günstigen Preises ist Ruthenium als preiswerte Platinmetallbeschichtung einsetzbar. Die Chemie des Rutheniums ist sehr vielfältig, da mehrere Oxidationsstufen möglich sind. Die Energieunterschiede zwischen den Zuständen sind relativ klein, so daß Redoxreaktionen zu mehreren, nebeneinander vorliegenden Verbindungen führen können. Es existieren sehr viele Komplexverbindungen, die die Chemie dieses Elements noch unübersichtlicher machen.
Das Hauptanwendungsgebiet für Ruthenium liegt im Bereich Elektrotechnik. Nahezu 100 % der verkauften Menge werden für die Herstellung von Kontakten, Relais und anderen elektrotechnischen Bauteilen verwendet, während andere Platinmetalle wie Platin und Rhodium hauptsächlich für die Herstellung von Katalysatoren eingesetzt werden. Weitere Anwendungsgebiete für Ruthenium bzw. seine Verbindungen sind vor allem die Wasser- [5, 6, 7, 8] und Chlorelektrolyse [9]. Über ein Allergiepotential des Rutheniums ist bis- lang nichts bekannt [10,11,12]. Härte (600 bis 900 HV), Korrosions- und Verschleißbeständigkeit sind sehr hoch, ebenso die innere Spannung, so daß in dickeren Schichten mit Rissbildung zu rechnen ist [13,14]. Die chemische Beständigkeit von Ruthenium ist extrem hoch. In den gängigen Säuren und selbst in Königswasser geht Ruthenium nicht merklich in Lösung [15]. Erst in Anwesenheit von starken Oxidationsmitteln, wie z.B. Hypochlorit, oder in alkalischen Schmelzen wird die Löslichkeit höher [16].