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Die Nernstsche Gleichung ist neben dem Faradayschen Gesetz der zweite quantitative Grundzusammenhang der Galvanotechnik. Sie steht schon im „Kindergartenbuch“ der Galvanotechnik, wenn auch nicht ganz vollständig. Ungeachtet dessen werden bei ihrer Anwendung bzw. durch ihre Nichtbeachtung die häufigsten Fehler gemacht. Mit Nichtbeachtung ist gemeint, dass nicht die richtigen Werte der Größen in die Gleichung eingesetzt werden.

Spezielle Verfahren und Anwendungen: Nach der Beschreibung von neutralen und alkalischen Elektrolyttypen, der Charakterisierung der sauren Lösungen, der Darstellung von nicht-cyanidischen Elektrolyte und der außenstromlosen Abscheidung von Gold (GT-Ausgaben 6, 7 und 8/2012) werden in dieser Ausgabe spezielle Verfahren und Anwendungen besprochen, konkret die Dispersionsschichten und die Galvanoformung.

Bei der Abscheidung von Zink-Nickel aus alkalischen Elektrolyten bilden sich an der Anode Zyanide. Diese binden durch Komplexierung Nickel und entziehen dieses dem Prozess. Zugleich wird der Betrieb des Elektrolyten schwieriger. Abhilfe bietet der Einsatz von Membrananoden, die allerdings an die jeweiligen Gegebenheiten der galvanischen Anlage angepasst werden müssen. Eine weitere Möglichkeit besteht in der Installation von Ionenaustauschereinheiten, die einfacher zu installieren und flexibler einzusetzen sind. Mit beiden Verfahren können die Stromausbeute und die Qualität der Schichten konstant hoch gehalten werden.

Elektrolyte (galvanische Bäder) werden beim Gebrauch verunreinigt. Ursache sind aus der Luft, den Teilen, Gestellkontakten/-isolierung oder aus vorherigen Prozessschritten eingetragene Feststoffpartikel, Öle und Fette, Abbauprodukte der galvanischen Zusätze oder Elektrolytbestandteile. Sowohl an Katode als auch Anode werden vorzugsweise organische Komponenten reduziert/hydriert bzw. oxidiert. Selbst partielle Chlor- oder Sauerstoffentwicklung an passiven Stellen von löslichen Anoden ist möglich. Der Einsatz von inerten Anoden ist ein weiteres Feld für unerwünschte Reaktionen.

Teil 2

1 Einleitung

In dem bereits beschriebenen Anwendungsfall für die Galvanoformung mit Nickel aus einem Nickelsulfamatelektrolyten zum Halten und Hinterfüttern der Diamanten bei Diamantabrichtrollen abgeschiedenen Nickel-Kobaltmatrix, war deutlich der Einfluß von Kobalt auf die Härte und innere Spannung der Abscheidung dargestellt worden [4].
Durch die Absenkung des Chloridanteiles und den Zusatz von Kobalt war es gelungen, die inneren Spannungen, bei gleichzeitigem Härteanstieg durch den Einbau von Kobalt, abzusenken. Dadurch wurde eine deutliche Verbesserung der Rundheit des Werkzeuges und eine Reduzierung des Formfehlers erreicht. Da- durch wiederum konnte in Verbindung mit der nun höheren Härte der Matrix die Standzeit der Versuchswerkzeuge deutlich gesteigert wer- den. Allerdings waren die inneren Spannungen noch vorhanden, wenn auch in abgeschwächter Form, und für Werkzeuge mit extremen Genauigkeitsanforderungen waren die Form-, Lage und Profilabweichungen durch die Restspannungen trotzdem noch zu hoch.

Gegenüberstellung von zwei Sauer-Kupfer-Verfahren

In der dekorativen Galvanotechnik spielen saure Kupferelektrolyte aufgrund ihrer guten Einebnungsleistung eine entscheidende Rolle. Kupferschichten dienen auf metallischem Untergrund unter anderem zur Verbesserung des Korrosionsschutzes. Weiterhin ist ihr Einsatz zum Ausgleich unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten gefragt. Gerade in der Sanitärarmaturen- und Automobilindustrie macht man sich diese Funktionen zu eigen.//

In decorative galvano technology, acidic copper electrolytes are playing a decisive role due to their good smoothness results. On metallic substrates copper coatings are improving the corrosion protection. Additionally, their use in the equalizing of different expansion co-efficients Is in demand. Especially In sanitary fittings and in the automotive industry these functions are heavily relied on.

Durch Alterung verursachte Ausfälle stromführender Verbindungen im Bereich der Elektroenergieübertragung können in einigen Industriezweigen wie der Halbleiter- und der Chemieindustrie zu hohen Umsatzeinbußen führen. Ziel des hier vorgestellten IGF- Projekts war es, die Alterung insbesondere durch chemische Reaktionen an beschichteten Verbindungen zu untersuchen und den Einfluss des Sauerstoffs auf diese Prozesse näher zu charakterisieren. //

In some industries, such as the semiconductor and chemical industries, failures of current-carrying connections in the field of electrical power transmission caused by aging can lead to significant losses in sales. The aim of the IGF project presented here was to investigate ageing in particular by chemical reactions on coated compounds and to characterise the influence of oxygen on these processes in more detail

Es werden Korrosionsuntersuchungen an Ni-W-Compositen durchgeführt. Die Abscheidung der niedrig- legierten rissfreien Oberfläche erfolgte aus einem sauren Elektrolyt bei pH 3,8 bis 4,0. Die Ni-W-Legierungen wurden auf Kontaktoberflächen aus Kupferlegierung mit den Schichtdicken von 0,4 bis 2,0 μm abgeschieden.
Das Korrosionsverhalten der Ni-W-Überzüge wurde mittels einem für Steckverbinder üblichen Standard- 4-Komponenten-Schadgastest und einer potentiodynamischen Polarisation getestet. Es hat sich gezeigt, dass Wolframanteile von 0,5 bis 3,0 Gew.-% die Kristallitgrößen der Nickelmatrix ändern. Die Korrosionsbeständigkeit der niedriglegierten Ni-W-Überzüge in sauren und neutralen Lösungen ist höher im Vergleich zu einem hochlegierten Ni-W-Überzug. Die Ni-W-Beschichtung schützt die Kupferlegierung vor lokaler Korrosion und kann als Zwischenschicht für die Steckverbinder verwendet werden.//

Corrosion tests were carried out on electrodeposited nickel-tungsten composites. An acidic electrolyte of pH 3,8 to 4,0 was used for the deposition of the crack- free, low tungsten content alloy. The Ni-W alloys were deposited on a substrate of copper alloys, with a layer thickness of 10 microns and characterized by X-Ray diffraction (phase identification and crystallite size) and EDX composition.
The corrosion behaviors of the Ni-W coating were studied by standards specific for connectors: four components flowing mixed gas test and potentiody- namic polarization in a medium containing Cl–. It is shown that in deposits with a tungsten content of 0.5 to 3.0 wt.%, the crystalline grain size in the nickel matrix changes. Corrosion resistance of the low-Ni-W coatings in acidic and neutral solutions is higher compared to a high alloy Ni-W-coating. The Ni-W coating protects the copper alloys from localized corrosion, and can be used as intermediate layer in electrical connectors.

Die Metallisierung von Kunststoffen durch die Galvanik hat ein breites Anwendungsfeld. Dekor- und Zierelemente sowie Bedienkonzepte werden im Bereich des Automobilbaus, der Haushaltselektronik und Möbelindustrie gerne mit dieser Technologie umgesetzt. Denn hier vereinen sich optimal die Vorteile der Kunststoffverarbeitung wie Produktionseffizienz, freie Formgebung und geringe Dichte mit den Vorteilen der galvanischen Veredelung in einem Produkt mit hoher Wertigkeit und Beständigkeit. Entsprechend lassen sich durch diese Verfahren eine Vielzahl an Anwendungen und Produkte effizient und zugleich hochwertig erstellen.
Europäische Produktionsbetriebe erfüllen hohe Umweltstandards. Dennoch treten durch die Substitution von Inhaltsstoffen und damit einhergehende Anpassungen in den Elektrolyten neue Herausforderungen, nicht nur in der Beschichtung, auf.

Um eine Methode zur In-situ-Beobachtung des Wachstums von galvanisch abgeschiedenen Dispersionsschichten zu entwickeln, werden drei aufeinander aufbauende Versuchsanordnungen vorgestellt, bei denen die Entwicklung per Digitalmikroskop betrachtet wird. Als Beispielsysteme kommen Dispersionsschichten mit Silbermatrix, abgeschieden aus einem cyanidischen Elektrolyt, zum Einsatz. Dabei werden sowohl elektrisch leitende (Polythiophen-funktionalisierte Schwefelpartikel) als auch nicht leitende Partikel (Diamanten) als Dispersoide eingesetzt. Erstere spielen bei der galvanischen Herstellung von schwefelbasierten Batterieelektroden, letztere z.B. im Verschleißschutz, auf Werkzeugen oder in tribologischen Anwendungen eine wichtige Rolle.

Sandblasted large grit and acid-etched (SLA) titanium implants represent the most widely accepted, long-term clinically proven surface modification technique for biomedical implants, manufactured by either commercially pure titanium (CP-Ti) or Ti6Al4V ELI alloy. Electropolishing removes a controlled amount of surface material from the outer layer of the object. Removing this material eliminates surface imperfections, embedded contaminants, sharp edges and burrs, and micro cracks and pits that could lead to corrosion. The process thus leaves behind a clean, smooth, polished, corrosion resistant and long-lasting surface.

Mit dem vorgestellten Modell können Spülkaskaden berechnet werden, wobei Tauch- und Spritzspülen auch für nicht ideales Spülen darstellbar sind. Außerdem lassen sich mit dem flexibel einsetzbaren Modell Kreislaufspülen, Rückführspülen und Spritzkammerspülen berechnen.

1 Einleitung

Die elektrolytische Einfärbung von Eloxalschichten mit Wechselstrom in Zinnsulfatlösung, die von großer wirtschaftlicher Bedeutung ist und den Anwendungsbereich von Eloxalschichten über den Bereich nur farbloser Anodisationsschichten beträchtlich erweitert, bietet die Möglichkeit, dekorative Farbtöne von Naturton bis Dunkelbronze (Schwarz) zu erzeugen. Im Rahmen eines Forschungsvorhabens sollte für die elektrolytische Einfärbung von Eloxalschichten eine verbesserte Verfahrenstechnik ausgearbeitet und geprüft werden. Hierzu waren für das elektrolytische Einfärbebad eine entsprechende Warenbewegung sowie eine Badumwälzung zur Erzielung der entsprechenden Strömungsverhältnisse einzu- richten und speziell für dieses Bad sowie in Zusammenspiel mit der gleichartigen Badeinrichtung im Sealingbad zu erproben und zu optimieren. Die gleiche Strömungstechnik wurde dabei im Eloxal- bad und eine vereinfachte Strömungstechnik im Beizbad angewandt. Für das Sealing war darüber hinaus der Einsatz eines Verdichtungshilfsstotfes zur Senkung der Verdichtungstemperatur und zur Abkürzung der Sealingzeit vorgesehen.

Einführung – Massgeschneiderte Werkstoffe

Die Anforderungen an mechanische, elektrische und optische Eigenschaften von Produkten und somit an die Oberflächen werden stetig höher. Dies fordert die Beschichtungstechnik zur Entwicklung immer neuer Schichten mit genau definierten und maßgeschneiderten Eigenschaften heraus. Galvanisch abgeschiedene Legierungsschichten haben hier in den letzten Jahren eine Vielzahl neuer Anwendungsmöglichkeiten erschlossen. So können bei Goldschichten spezifische Eigenschaften wie z.B. Härte oder Farbe durch die Mitabscheidung von Spuren an Nickel, Kobalt oder anderer Metalle gezielt beeinflusst werden. Wird bei Legierungsschichten die Zusammensetzung in weitem Rahmen variiert (z.B. bei Bronzeschichten Zinn/Kupfer), ergeben sich Funktionsschichten mit völlig verschiedenen Eigenschaftsprofilen. Die Einsatzgebiete variieren von Nickelersatz (Weißbronze) bis hin zu funktionellen Gleitschichten aus Gelbbronze.