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Schichtaufbau, Fertigung und Charakterisierung

1 Einleitung

Die Speicherdichten von Festplattenlaufwerken (HDD - Hard Disk Drives) steigen zur Zeit etwa 60 bis 100 % pro Jahr, wenn man die Bit-Dichte auf einer Plattenoberfläche als Maß zugrunde legt. So wurde Innerhalb der letzten fünf Jahre die Speicherkapazität um mehr als eine Größenordnung vorangetrieben. Ein Meilenstein auf diesem Weg war
die Realisierung des sogenannten Magnetoresistiven Kopfes in der Fertigung in großen Stückzahlen, heute sind die GMR (Giant Magnetoresistive)-Magnetköpfe Stand der Technik. Beide magnetoresistiven Köpfe basieren auf dem Prinzip der Trennung von Schreib- und Lesevorgang. Wie in Abbildung 1 dargestellt, ist beim G/WR-Kopf das Leseelement deutlich schmaler als das Schreibelement. Dies erlaubt einen korrekten Lesevorgang, auch wenn der Kopf die Spur nicht optimal überfliegt. Das Lesen magnetischer Information durch den MR/GMR- Sensor basiert auf der Widerstandsänderung dünner, metallischer Schichtsysteme durch Einwirkung eines sich ändernden Magnet- feldes.

Mit diesem Slogan wirbt die Schmuckindustrie schon seit vielen Jahren für diamanthaltige Produkte. Hintergedanke dabei ist, potentiellen Kunden zu suggerieren, dass sie mit Diamanten nicht nur Schönes sondern auch Wertbeständiges, Zeitloses, kaufen oder schenken. Grundsätzlich ist diese Aussage richtig. Das Element Kohlenstoff in seiner kubisch dichtesten Modifikation, als Diamant, besitzt einzigartige physikalische und chemische Eigenschaften, darunter eine extrem hohe Härte und Chemikalienbeständigkeit. In Lebensgefahrgerät ein Diamant erst, wenn er bei hoher Temperatur in Kontakt mit Sauerstoff kommt. Dann verbrennt er wie ein Stück Kohle zu Kohlendioxid, was eine eher unwirtschaftliche Form der Wärmegewinnung darstellt. Sonst ist er auch unter extremen Bedingungen sehr stabil und langlebig. Im Sternenstaub, kosmischer Mikromaterie, gebildet vor Milliarden von Jahren unter den extremen physikalischen Bedingungen sterbender Sterne, können wir auch heute noch geringe Anteile von Diamanten nachweisen.

Abluftreinigungsanlagen der LTG sind national wie international gefragt. Typische Einsatzgebiete sind unter anderem die chemische Industrie, Textilindustrie, Schleifmittelindustrie, Blechverpackungsindustrie, Offsetdruckereien, Flexo-/Tiefdruckmaschinen und die Farben-/Lackherstellung sowie -Verarbeitung. In diesen Industriezweigen fällt produktionsbedingt lösemittelhaltige Abluft an, die nach Maßgabe der TA-Luft gereinigt werden muss. In erster Linie geht es um die organischen Kohlenwasserstoff-Verbindungen, die in Lösemitteln enthalten und besonders gefährlich für Mensch und Umwelt sind.

Die Industrielackierung unterliegt seit Jahren einem technischen Wandel bzgl. der Lackmaterial-, Beschichtungsgeräte- und Anlagentechnik. Maßgebend für die schnelle Entwicklung ist das erhöhte Anforderungsprofil, das sich auf dem Weg
— zum erwünschten Umweltschutz und der daraus abgeleiteten gesetzlichen Auflagen,
—zur höheren Qualität,
—zur Eingrenzung der Mehrkosten und

—zu neuen Materialien für die Werkstücke herauskristallisiert.


Bericht zu einer Fachtagung des DFO/DGO-Fachausschusses Leichtmetall-Oberflächenbehandlung

Die Leichtmetall-Werkstoffe Aluminium und Magnesium gewinnen vor allem in den Bereichen Automobilbau, Schienenfahrzeuge und Zweirad-Fahrzeuge, aber auch in den schon klassisch zu nennenden Bereichen Bauwesen, Flugzeugbau, Freizeiteinrichtungen u.a. immer mehr an Bedeutung. Diese Anwendungen sind unter den heutigen Qualitätsanforderungen nur möglich durch eine laufend weiterentwickelte Oberflächenbehandlung unterschiedlicher Art. In der Vorbehandlung und im Korrosionsschutz werden neue Wege beschritten, die Prozesstechnik ist umwelt- gerecht und kostengünstig zu gestalten, die Prozessabläufe sind zur rationelleren Qualitätsabsicherung zu steuern und zu überwachen, die Prüftechnik an den Beschichtungen wird anspruchsvoller, soll aber auch rationell und kostengünstig sein. Prüfzeiten sollen kürzer werden bei gleichzeitiger Erhöhung der Aussagesicherheit.

Der Irrtum ist, als alltägliche menschliche Erfahrung, auch für den Wissenschaftler etwas sehr vertrautes. Manchmal wird er als schicksalhaft, meist aber als ärgerliches Übel empfunden. Tatsächlich wird aber erst durch den Irrtum oder nach dessen Aufklärung erkannt, was nun die Wahrheit ist oder in welcher Richtung sie zu suchen sein könnte. Aus diesem Blickwinkel gehört der Irrtum auch untrennbar zum Fortschritt der Menschheit. Mit etwas anderen Worten ausgedrückt; Wissenschaft ist immer Fortschritts- oder Wahrheitsgeschichte und Irrtum. Gleichzeitig verleiht erst der Irrtum auch der Wahrheit ihren vollen Glanz.

Am 26. Juli fand die Abschlussveranstaltung mit Zeugnisübergabe und Meisterpreisverleihung an der Fachschule für Umweltschutz, Galvano- und Biotechnik der LGA in Nürnberg statt. Die Veranstaltung bildete gleichzeitig den Abschluss der zweijährigen Ausbildung der biologisch-technischen Assistenten, da die Berufsfachschule für BTA räumlich und personell mit der Fachschule verbunden ist. Da derzeit viel mehr Schüler eine biologische Ausbildung, als eine galvanotechnische erhalten, behandelte der Festvortrag auch ein biotechnisches Thema. Herr Prof. Dr. H.-J. Gross von der Universität Würzburg sprach über Gentechnik - Risiko oder Chance.

Jubiläum und Erweiterung bei der
Metallschleiferei + Poliererei F. Scholz GmbH, Aalen-Wasseralfingen

Im Jahre 1993 übernahm Rainer R. Scholz, gelernter Mechaniker und Ingenieur für Oberflächentechnik und Werkstoffkunde den Betrieb seines Vaters. Dieser hatte 1961 in Hüttlingen eine Metallschleiferei gegründet, die sich mit der mechanischen Oberflächenbearbeitung von Edelstahl, Stahl, Aluminium, Messing und Kupfer befasste. Der Bereich um Aalen konnte auf eine lange Tradition bei der Eisengewinnung aus dem vorhandenen Bohnerz zurückblicken und verfügte deshalb damals noch über zahlreiche Betriebe der Weiterverarbeitung von Eisenmetallen. Hier war für die mechanische Oberflächenbearbeitung ein weites Tätigkeitsfeld: Schleifen, Bürsten, Mattieren, Hochglanzpolieren, Rundschleifen, Flächenschleifen, Entgraten, Verputzen, Beizen oder Entrosten zählten zum Angebot des Betriebes.

Die neue Lenkungsgruppe Aus- und Weiterbildung des ZVO stellt sich vor

Eine der ersten Aufgaben des neuen Zentralverbandes Oberflächentechnik ZVO war die Neuordnung der verschiedenen Fachausschüsse der bisherigen Verbände. In diesem Zusammenhang entstand auch die Lenkungsgruppe Aus und Weiterbildung, in der die bisherigen Aktivitäten der DGO und des BIV gebündelt wurde. Auf Grund der langjährigen Erfahrung in den Fachgruppen, nahmen sich die bisherigen aktiven Mitglieder-voran Ulrich Mäule und Rainer Stark - diesen äußerst wichtigen Aufgaben an.
Die Wichtigkeit der Aufgaben, der sich die Lenkungsgruppe Aus- und Weiterbildung gegenüber sieht, wird allein schon aus der Tatsache klar, dass die Galvanotechnik schon seit Jahren unter einem erheblichen Mangel an qualifizierten Mitarbeitern leidet. Ganz besonders dramatisch dürfte die Situation auf Grund der Altersstruktur der Branche werden, da ein Großteil der Führungskräfte in kleinen Betrieben in den Altersruhestand gehen wird und die Betriebe an den fachlichen Nachwuchs übergeben werden sollten.
Die Zusammenführung der bisherigen Arbeiten auf dem Gebiet der Aus- und Weiterbildung im ZVO ist bereits soweit vorange- schritten, dass die beiden Hauptaktiven Ulrich Mäule und Rainer Stark gemeinsam in einem Gespräch mit der Redaktion des Leuze Verlages ihre zukünftigen Arbeitsbereiche und Schwerpunktedarlegen konnten.

Zwei Netze für zwei Druckluft-Qualitäten bei Hansgrohe in Schiltach

Längst hat sich das häusliche Badezimnner von einer spartanischen Nasszelle zu einem Wohnraum und einem Ort des Wohlbehagens entwickelt. Entscheidenden Anteil an dieser Entwicklung hat die Firma Hansgrohe, die 1901 in Schiltach im mittleren Schwarzwald gegründet wurde. Das Unternehmen hat sich in den hundert Jahren seit seinem Bestehen zu einem der führenden europäischen Badausstatter mit einem Gruppenumsatz von über 600 Millionen Mark (1999) entwickelt. Inzwischen gilt Hansgrohe als Innovations- und Designführer der Branche.

VLO (Vereinigung von Lieferfirmen der Oberflächentechnik), ehemals VGL (Vereinigung galvanotechnischer Lieferfirmen), weitet sich auf die ganze Oberflächentechnik aus. Die W.0 geht als er- weiterte Branchenorganisation aus der VGL heraus. Diese Namensänderung nach langjährigem erfolgreichem Bestehen der VGL signalisiert die Erweiterung der Ausrichtung der Organisation: Die VLO ermöglicht nun Mitgliedern der gesamten Branche der Oberflächentechnik den Beitritt.

Im Technologiepark Niklasdorf (Österreich) ist ein Spezialist für innovative Oberflächentechnik herangewachsen. Der Gewinn des Forward Award 1999 (Landesinnovationspreis), des Mercedes Dynamik Award 2000 sowie des Printmedien-Publikumspreises sind Zeichen für den Erfolg des Unternehmens Platingtech.

Am 28. September 2001 feierte die C. H. Erbslöh KG ihr 125-jähriges Firmenjubiläum. Das Krefelder Unternehmen ist bekannt als Lieferant von Spezialchemikalien und Industriemineralien. Für die Bereiche Galvanotechnik/ Leiterplattentechnik liefert man Trenn- und Fällungsmittel auch für komplexierte Schwermetalle zur Abwasserbehandlung, Entschäumer und Additive für galvanische Elektrolyte. Des weiteren dürften die Durchkontaktierungssysteme und Chemikalien zur Nachbehandlung wie Stripper für Foto- und Metallresist, organische Schutzschichten und Haftvermittler für Multilayer-Innenlagen bestens bekannt sein.
Aus Anlass dieses Firmenjubiläums soll das Unternehmen nachfolgend kurz porträtiert werden.

Report of International Conference devoted to 200 anniversary of Prof. Moritz Jakobi

The Conference was held in Moscow on June 4 to 8, 2001 to mark the 200th birthday of Prof M. Jakobi, the inventor of electroforming and the electrodeposition of metals. He was born in Potsdam (Germany), was educated at Berlin University and got his PhD degree at Goettingen University. In 1835 he was invited to Russia to take a position of an Extraordinary Professor of Derpt (now Tartu) University. In 1838 he moved to S.-Petersburg. Working upon the creation of a copperzinc cell he noticed in 1837 that copper metal was deposited at the cathode and after the separation from the cathode base material it had the shape accurately reproducing the shape of the substrate forming its negative image.
He reported on this at the session of S.-Petersburg Academy of Science on October 4, 1838, when he had already no doubts conce- ning practical implications of his invention. Later, in 1867, he got a Gold Medal at World Exhibition in Paris as an inventor of electroforming. This invention created a base for further development of numerous technologies using the electrodeposition of metals for different applications.

Bericht vom 9. Magnesium Abnehmerseminar am 27.128. September in Aalen

Am 27. und 28 September 2001 veranstaltete die Europäische Forschungsgemeinschaft Magnesiumguß e.V. EFM in Zusammenarbeit mit der International Magnesium Association (IMA) zum neunten mal ein Seminar, auf dem die Hersteller, Verarbeiter und Nutzer von Magnesium die technischen Möglichkeiten, Forschungsergebnisse und Verfahren mit Magnesium vorstellen konnten.
Insgesamt waren ca. 250 Teilnehmer gekommen, davon über 1/3 internationale Gäste von China bis Australien. In diesem Zusammen- hang gab es eine Ausstellung im Foyer der FH Aalen, in der auf 30 Ständen Firmen neu entwickelte Produkte und Dienstleistungen anboten.
Da die Entwicklung auf dem Magnesium- markt mit stetiger Geschwindigkeit voranschreitet, ist es für viele von großem Interesse, auf einer Tagung oder einem Seminar sich über den neuesten Stand zu informieren und indirektem Gespräch mit den Entwicklern und den Abnehmern zu bleiben. In diesem Jahr wurden insgesamt 25 Vorträge in verschiedenen Sitzungsperioden angeboten. Im Anschluss daran erfolgte erstmalig eine Podiumsdiskussion, in der sich erfahrene Magnesiumexperten den brennenden Fragen der Teilnehmer stellten.

Bericht zur diesjährigen DGO-Jahrestagung vom 27. bis 29. September in Erfurt

Seit den 40er Jahren gab es keine so große Unsicherheit mehr. Natürlich gab es Jahrzehnte, besonders für die Deutschen, in denen die sowjetische Großmacht einem an- scheinend nie weit genug weg erschien. Aber wenn Sie diese Zeilen lesen ist es gut möglich, dass es mittlerweile weitere terroristische Gräueltaten gegeben hat oder es könnte weitere militärische Aktionen in Afghanistan oder anderswo geben. Den nachdenklichen Briten ist klar, dass einige sehr wichtige Fragen gestellt werden müssen, die vielleicht sogar beantwortet werden. Bis zu welchem Grad
erschweren die Bürgerrechte der EU-Rechte die Angelegenheiten für die Regierungen? In den letzten Monaten wurde sowohl die britische als auch die australische Regierung, die versuchten haben sich mit Asylsuchenden zu befassen, von ihren eigenen Gerichtshöfen enttäuscht. In Großbritannien können bekannte Terroristen frei leben. Da aber in den Ländern, in denen sie ihre Straftaten begingen (z.B. Ägypten oder USA) die Todesstrafe über sie verhängt wird, können sie nicht in jene Länder ausgeliefert werden wegen ihrer Menschenrechte. So leben sie sicher in England - und wir bezahlen ihnen sogar ihr Gehalt. Einige sind weiterhin am Terrorismus beteiligt, aber da ihre Aktivitäten sich nicht auf Terrorismus in Europa beziehen gibt es scheinbar keinen Weg dies zu verhindern. Die meisten Briten glauben, dass die Rechtsanwälte verrückt geworden sind und dass sie eine böse und gefährliche Gesellschaft hervorgebracht haben unter dem Argument „Menschenrechte“.

1 Einleitung


In den vergangenen sechs bis acht Jahren wurde die bis zu Beginn der neunziger Jahre existierende Palette der chromfreien Vor- behandlungsverfahren um drei Technologien erweitert; es handelt sich dabei um
- die Cer-, 

- die SAM- und 

- die Silan-Technologie.

Im Jahre 1994 wurde 
mit dem australischen Institut CSIRO
(Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation)
eine Kooperation begonnen, die zum Ziel hatte, die dort auf dem
Gebiet der Cer-Chemie bereits vorliegenden Kenntnisse fürdie
Entwicklung marktreifer Produkte nutz- bar zu machen. Diese
Kooperation führte schließlich zur Entwicklung einer Technologie,
die sich derzeit in der Erprobungsphase befindet. 


Die Nanotechnologie befasst sich mit Strukturen, bei denen mindestens eine entscheidende Dimension in Nanometern gemessen wird. Unter chemischer Nanotechnologie versteht man ein Verfahren zum Aufbau von Werkstoffen, wie z.B.
Beschichtungen oder keramische Formkör- per, aus kleinsten Bauteilen von etwa 10® bis 10 ®Metern Größe. Hierdurch werden so genannte Nanokomposite erhalten, die auf molekularer Verknüpfungsebene aus unter- schiedlichsten Komponenten bestehen können und die Eigenschaften des Werkstoffes bestimmen. Diese Werkstoffeigenschaften werden dabei maßgeblich von Größe, Form und Oberflächenbeschaffenheit der Nanobausteine beeinflusst.

1 Eigenschaften
sechswertiger Passivierungen

Chromatierungen auf Zink bestehen aus einer Matrix aus Zink- und Chrom(lll)oxid, in die sechswertige Chromate eingelagert sind (Abb. 1a). Diese Chromate können Zinkchromate oder auch Chrom(lll)chromate sein und sie sind stark gelb gefärbt. Die gelbe Farbe ist kennzeichnend für die Passivierungsart und hat ihr daher den Namen Gelbchromatierung verliehen. Bei einer sechswertigen Schwarzchromatierung sind zusätzlich noch schwarze Pigmente eingelagert; auf Zink ist das in der Regel feinst verteiltes Silber/Silberoxid (Abb. 1b).
Um die Frage zu klären, welche Rolle diese Pigmente - auch Chrom(VI) ist in diesem Zusammenhang als Pigment anzusehen - für den Korrosionsschutz spielen, wurde in Tabelle 1 der typische Chrom(VI)gehalt, die Schichtdicke der Passivierung und die Ergebnisse einer Korrosionsprüfung im Salzsprühtest bei einer unverletzten Schicht miteinander verglichen.