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Junge Kollegen

Die Vortragsreihe bestand aus neun aktuellen Fachbeiträgen und wurde wie bereits in den zurückliegenden Jahren vom Vorsitzenden des FA Forschung und des AK „Wasserstoffversprödung“ der DGO, Prof. Dr. Wolfgang Paatsch, souverän moderiert.

Das diesjährige Herbstsymposium der Arbeitsgemeinschaft Oberflächentechnik (AOT) mit dem Titel „Oberflächentage der AOT 2016" fand vom 9.11. bis 10.11.2016 in Wien statt. Die Oberflächentechnik zählt auf Grund der ständig wachsenden Ansprüche an Funktionalität, Design und Ökologie zu den innovativsten Branchen, in denen laufend neue Verfahren und Prozesse entwickelt werden. Daher lag dieses Jahr ein besonderer Schwerpunkt auf technologischen Entwicklungen in der Oberflächentechnik. In mehreren Vorträgen wurden Neuerungen in den Bereichen Galvanik, Wärmebehandlung und Feuerverzinken vorgestellt. Informiert wurde auch über aktuelle Entwicklungen im Umwelt- und Chemikalienbereich (Stichwort: REACh) sowie im Bildungswesen. Alle Beiträge können auf der Internetseite der AOT (www.arge-ot.at) eingesehen werden. Im Folgenden werden ausgewählte Beiträge aus den verschiedenen Themenbereichen kurz vorgestellt.

Olaf Daebler ist im Team der Hannover Messe zuständig für die Bereiche Industrial Supply und Oberflächentechnik. Und mithin verantwortlich für die Eingliederung des Bereiches Oberfläche in die Industrial Supply. Mit der „Galvanotechnik" sprach er über die Zukunft des Bereiches Oberfläche auf den Messen in Hannover und Stuttgart.

Eine Auswertung der internationalen Fachliteratur 2015/2016

Oberflächentechniken sind nicht nur eine der wichtigsten Querschnitttechnologien in zahlreichen Industriesparten, ihre Funktion als Impulsgeber für Innovationen von wachsender ökonomischer und ökologischer Bedeutung zeichnet sich immer deutlicher ab. Funktionelle Oberflächen unterstützen die Energiewende, sie werden durch Integration der Elektronik und Photonik zu einem bedeutenden Faktor für die Industrie 4.0 und das „Internet der Dinge“ [154].// 

Surface technologies are not just some of the most important cross-sectoral technologies in numerous industry segments. Their function as a driving force for innovation with growing economical and ecological importance is ever more clearly recognizable. Functional surfaces support the turnaround of national energy policy and, by integrating electronics and photonics, they are becoming an important factor of Industry 4.0 and the „Internet of Things [154].“

Mit einer Diskussion der Perspektiven

Nach Jahren einer empfundenen Stagnation in der Entwicklung der Wasserstofftechnologien beobachtet man neuerdings wieder verstärkte Aktivitäten im Bereich der Herstellung, Speicherung und Verwertung von Wasserstoff. Zeitweise hohe Überschüsse von so genanntem grünen Strom ließen sich zudem gut im Rahmen einer Wasserstofftechnologiestrecke verwerten. Auch die ersten nennenswerten technischen Elektrolysen waren an regenerative Energiequellen gebunden. Wasserkraftwerke an europäischen und nordamerikanischen Flüssen bildeten die Grundlage für Großelektrolysen, in denen auch Wasserstoff als Neben- oder Hauptprodukt erhalten wurde. In Askov (Dänemark) wurde erstmalig Wasserstoff aus Windstrom generiert. Der Beitrag gibt eine Übersicht zu diesen Anfängen und diskutiert Perspektiven.// 

After a longer time, felt like a stagnation of hydrogen technology development, nowadays, more activities in the field are apparent considering generation, storage and use of hydrogen. Temporary high surplus of electricity from so-called green energies has led worldwide to new considerations. In addition, the very first technical hydrogen generation at larger scale was based on green energy sources such as waterpower – due to economic reasons. Hydropower plants in Europe and Northern America were used to produce hydrogen as a side or main product. For the first time, in Askov (Denmark) hydrogen was generated from wind energy conversion into electricity. The paper gives an overview mainly over the beginning of electrochemical hydrogen production. Development in future is discussed.

The composite technology allows the development of structures with a high degree of integration, where the number of elements and auxiliary means for their structural joining are minimised. This can only be achieved by the use of appropriate manufacturing and design processes. Some advantages of such an efficient integration would be the low installation and inspection efforts, shorter cycle times in the production, higher robustness and lower manufacturing costs. Despite this high potential, joining these highly integrated parts is indispensable because of restrictions concerning the components' complexity, repair requirements as well as material specific limitations [1].// 

Die Verbundtechnologie erlaubt die Entwicklung von Strukturen mit hohem Integrationsgrad, was die Anzahl der Elemente und Hilfsmittel zu ihrer strukturellen Fügung minimiert. Dies lässt sich nur durch den Einsatz von geeigneten Fertigungs- und Entwicklungsprozessen erreichen. Einige Vorteile einer derartig effizienten Integration sind: der geringe Aufwand für Installation und Inspektion, kürzere Zykluszeiten in der Herstellung, größere Robustheit und niedrigere Fertigungskosten. Trotz dieses hohen Potenzials bleibt das Fügen dieser hoch integrierten Teile unabdingbar wegen der Restriktionen hinsichtlich der Komplexität der Komponenten, der Anforderungen im Reparaturfall, sowie materialspezifischer Begrenzungen [1].

Durch die Erfordernis bei allen Verkehrsmitteln Treibstoff einzusparen, muss vor allem das Gewicht von Flug, Schwimm- und Fahrzeugen reduziert werden. Leichtbau heißt das Gebot der Stunde, der vor allem durch Verwendung leichterer Materialien erzielt wird. Folgerichtig haben Kunststoffe Konjunktur, allen voran ABS. Entscheidend für die spätere Galvanisierbarkeit von ABS ist sein Gehalt an Polycarbonat.// 

Given the requirement of saving fuel in all means of transport, it is the weight of airplanes, amphibious and street vehicles that must be reduced. Thus, lightweight construction is the order of the day, which is achieved primarily by using lighter materials. As a consequence, plastics have their heyday, above fall ABS. A decisive factor for the subsequent ability of galvanizing ABS is its polycarbonate content.

Neues aus der Fachwelt

Aus den Unternehmen 

Wichtiges in Kürze

Tagungen, Ausbildungen, Fachmessen

„Postfaktisch" war das Wort des Jahres 2016, und „postfaktisch" sei der Politikstil des neuen US-Präsidenten. Das bedeutet kurz gesagt, es geht nicht um Fakten, sondern um Emotionen. Ob verschleiert, abgelenkt, verwässert oder glatt gelogen wurde, ist im postfaktischen Diskurs irrelevant. Vieles wird (möglichst diffus) versprochen, um es dann gefühlt einzuhalten, irgendwie. Auch in der Technik, ein Kind der Aufklärung, geht es zuweilen weniger darum, Versprechen konkret und faktisch einzuhalten. Kohlendioxid muss eingespart, Abgaswerte eingehalten werden, und diese Ergebnisse werden ja auch irgendwie erzeugt.

-Fortsetzung aus Galvanotechnik 9/2003-

4.4 Prinzipielle Abfallverwertungswege

4.4.1            Erzeuger – Verwerter

Zu unterscheiden sind prinzipiell flüssige und feste NE-metallhaltige Abfälle aus der Galvanikbranche. Diese Abfallsorten kann man zweckmäßigerweise noch in hoch- und geringhaltige (bezogen auf Wertstoff/NE-Metall) unterteilen. Beide Kriterien beeinflussen den Verwertungsprozess und auch die Logistik.

Der direkte Weg des Abfalls vom Erzeuger zum Verwerter ist für feste Abfälle mit geringen Gehalten an NE-Metallen, also typische Galva- nikschlämme, selten. Dieser Weg wird erst lukrativ bei größeren Mengen pro Erzeuger, in der Regel ab 100 t pro Jahr, oder bei Abfällen, die hohe Wert- stoffgehalte aufweisen, wie z. B. Kupferhydroxid-, Nickelhydroxidfilterkuchen und edelmetallhaltige Rückstände.

Unter den zerstörenden Verfahren zur Bestim- mung der Dicke galvanischer Einzel- und Mehr- fachschichten ist die coulometrische Methode die aussichtsreichste [1]. Zu deren erfolgreichen Anwendung muss der Überzug gegenüber der Unterlage anodisch sein und sich bei anodischer Polarisation selektiv lösen. Diesen Anforderungen kann lediglich unter der Bedingung entsprochen werden, dass das elektrolytische Medium entspre- chend ausgewählt wird. Die Mediumauswahl ist allerdings problematisch, wenn der Überzug und die Unterlage ein ähnliches elektrochemisches Verhalten aufweisen. Dies ist z.B. der Fall beim Vernickeln, wenn die Nickelüberzüge direkt auf den Stahlerzeugnissen abgeschieden werden.

Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, ein geeignetes elektrolytisches Medium zu entwickeln, in dem das Nickel als ein positiveres Metall anodische Eigenschaften in Bezug zu Stahl erhält, sowie die optimalen Bedingungen zu ermitteln, unter denen die selektive quantitative Auflösung der Nickel- überzüge bei anodischer Polarisation erfolgen kann. Das Endziel dieser Untersuchungen ist der Einsatz der coulometrischen Methode zur Bestimmung der Dicke von Nickelüberzügen auf Stahlerzeugnissen.

1 Einleitung

In den seit 1998 abgelaufenen Jahren ist neben der nationalen Normung in immer stärker zunehmen- dem Maße die Europäische Normung zu berück- sichtigen.

Für die Europäische Normung auf dem Fachge- biet der Oberflächen- und Galvanotechnik ist das CEN/TC 262 Metallic and other inorganic coatings zuständig, dessen Sekretariat vom British Standards Institution in London (United Kingdom (BSI)) gehalten wird. Die Arbeiten in London haben sich, soweit die Galvanotechnik betroffen ist, im Lauf der Zeit immer stärker auf eine Bearbeitung der gemeinsam interessierenden Normungsvorhaben, unter dem Wiener Abkommen, durch die ISO und hier auf ISO/TC 107 Metallic and other inorganic coatings verlagert. Eine solche Zusammenarbeit bietet sich schon deshalb an, weil die Sachgebiete beider Gremien übereinstimmen.

Allerdings stimmen die Wirtschaftsgebiete nicht überein. Das hat bereits bei der Europäischen Normung durch die unterschiedlichen Anforde- rungen, z. B. zwischen Finnland und Süditalien, der Atlantikküste und dem Deutschen Binnenland und anderen besonderen Wirtschaftsräumen aus- reichend für Schwierigkeiten gesorgt. Umso mehr treten derartige unterschiedliche Anforderungen nun auf, wo auch die internationalen Wirtschaftsge- biete und hier besonders das US-amerikanische mit eingeschlossen werden müssen.

1 Einleitung

Der Einsatz von Metallen wie Platin, Palladium, Ruthenium oder Nickel für katalytische Prozesse wie Hydrierungs- oder Reduktionsreaktionen ist in der präparativen organischen Chemie weit ver- breitet. Für die Reduktion von chlororganischen Verbindungen in protogenen Lösungsmitteln (Wasser, Alkokole etc.) wurden vor allem Träger- katalysatoren mit Palladium auf Aktivkohle (Pd/C), Aluminiumoxid (Pd/Al2O3) oder Zeolith (Pd/Z) in Kombination mit einem Reduktionsmittel unter- sucht [1-4]. Die Herstellung von edelmetallhaltigen Trägerkatalysatoren für die heterogene Katalyse ist in der Regel eine aufwendige Arbeit, die Herstel- lungskosten sind hoch und die Regenerierung der desaktivierten Katalysatoren ist in vielen Fällen begrenzt.

Über den möglichen Einsatz von Metallen zum gezielten chemischen Abbau von chlororganischen Verbindungen (CKW) wurde erstmals in Veröffent- lichungen von Sweeny ausführlicher berichtet [5-6]. Als Reduktionsmittel wurden unedle Metalle wie Eisen, Aluminium, Zink, Kadmium oder Magne- sium eingesetzt. Die Abbaurate und Selektivität zur Dechlorierung von CKW kann verbessert werden, indem man auf das unedle Metall (z. B. Eisen oder Zink) ein zweites, edleres Metall abscheidet (z. B. Kupfer oder Palladium). Die einfachste Art und Weise ein solches bimetallisches System herzustel- len ist, das Edelmetall durch reduktive Abscheidung (Zementation) aus seinem gelösten Salz auf die Oberfläche des Basismetalls aufzubringen [7-9].

Die diesjährige Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Galvano- und Oberflächentechnik wurde vom 17. bis 19. September in Bremen abgehalten. Zunächst muss den Organisatoren der DGO ein großes Kompliment für die Wahl und Gestaltung der Tagung ausgesprochen werden. Den wieder mehr als 400 Besucher der Tagung – wobei viele neue Gesichter zu sehen waren – wurden in idealen Räumlichkeiten interessante Vorträge geboten. Vor allem steht – wie üblich für eine solche Veranstal- tung – die Kontaktpflege zwischen Alten Hasen und Jungfüchsen im Vordergrund, die im Bereich der Ausstellungsfläche ausreichend Möglichkeiten bot. Zudem war die Lage des Tagungshotels direkt am Rande der Bremer Altstadt ideal gelegen. So konnten die Besucher der Tagung nach oder zwischen den Vorträgen das schöne Herbstwetter in der sehenswerten Altstadt bestens genießen. In diesem und den nächsten Heften wird über die Vorträge und die wichtigsten Neuigkeiten aus der DGO-Mitglie- derversammlung berichtet.

2003 ist das Internationale Jahr des Süßwassers. Betrifft das uns im Norden, die wir Wasser im Überfluss haben? Sehr sogar, denn wir konsumieren große Mengen des Wassers im Süden, ohne uns dessen bewusst zu sein. Wir kaufen Orangensaft und T-Shirts aus Ländern, in denen Wasser rar und kostbar ist. An den Wasserverbrauch denken wir nicht – obwohl wir die Bilder von dem versandenden Aralsee kennen und wissen, dass Wasser kein Produkt ist, das man beliebig verbrauchen und verschwenden kann.

So lange diese Naturressource allzu billig ist und in vielen Ländern des Südens sogar zum Nulltarif ver- braucht werden kann, wird sie verschwendet. Gleichzeitig wächst die Kluft zwischen Arm und Reich. Arme in Ländern des Südens werden letztlich besseren Zugang zu Wasser haben, wenn Reiche in Ländern des Südens für ihren hohen Verbrauch bezahlen müssen. Dann lohnt sich z. B. für eine europäische Firma die Verlagerung der Blumenproduktion nach Kenia nicht mehr, so dass die lokale Bevölkerung das Wasser zu einem reellen Preis für die eigenen Bedürfnisse kaufen und nutzen kann.

Größte Fachausstellung für chemisches Apparatewesen vom 19. bis 24. Mai 2003 in Frankfurt/M.

Allgemeines

Die weltweit größte Fachmesse für Chemisches Apparatewesen, die ACHEMA 2003, 27. Inter- nationaler Ausstellungskongress für Chemische Technik, Umweltschutz und Biotechnologie, fand turnusgemäß in diesem Jahr wieder in Frankfurt am Main statt. Auf einer Fläche von 138 645 m2 zeigten insgesamt 3822 Aussteller, davon 1563 aus 46 Ländern ihre Exponate; damit wurde diese ACHEMA lediglich von der vorhergehenden im Jahr 2000 mit 4140 Ausstellern aus 48 Ländern übertroffen. Im Hinblick auf die gesamtwirtschaftliche Situation zeigen diese Zahlen, dass insbesondere die Che- mische Industrie bislang die Probleme relativ gut gelöst hat.

Neben EDTA-haltigen Abwässern überfordern insbesondere die noch härteren Komplexbildnern der Zink-Nickel-Beschichtung die konventionelle Abwasserbehandlung. Die eingesetzten Polyamine bilden so harte Metallkomplexe, dass auch sulfidische Fällungsmittel nicht zum gewünschten Behandlungserfolg führen. Die Enviolet®-UV-Verfahrenstechnik zeigt sich auch hier als wirkungsvolle Behandlungsmethode zur sicheren Einhaltung der Grenzwerte aus Spülwässern, Beizen und Carbonatausfrierungen.//

Besides EDTA containing wastewater also the strong metal complexing agents in zinc-nickel plating are a burden for conventional wastewater treatment plants. The utilized polyamines form such a strong metal complex that even sulfide treatments are lacking satisfactory results. It is the Enviolet®-UV-Treatment concept that has proven once again as the treatment-method-of-choice for meeting stringent discharge limit requirements of rinse water, pickling acids and efflorescence of carbonates.

 Der Dschungel der Umweltgesetze und Verordnungen ist undurchdringlich. Mit den übergeordneten EU-Verordnungen wird das Problem nicht kleiner. Aber lässt sich damit die Umweltproblematik wirklich lösen? Mit dem Dosenpfand wird dem Bürger ein erweitertes Abfallzwischenlager in der Küche gesetzlich auf- gezwungen. Neben Getrenntsammlung für farbsortiertes Altglas, Kunststoffemballagen, Papier, Bioabfall und Restmüll treten nun – wegen der komplizierten und uneinheitlichen Rücknahme – nach Händlern sor- tierte Sammelbehälter für die pfandpflichtigen Einwegemballagen. Wurde der frühere Mülleimer alle zwei Tage geleert, so verweilt der nun nach Sorten aufgeteilte Abfall in seinen jeweiligen Behältnissen etliche Tage, beginnt zu faulen und zu stinken und zieht Ungeziefer an. Die Städter haben keinen Hof für dieses Abfallzwischenlager, sondern sind meist auf die ohnehin räumlich begrenzte Küche angewiesen. Während der Kot in der Toilette spontan entsorgt wird, wird nun die Hygiene in der Küche per Verordnung in Frage gestellt.

1 Einleitung

Gegenstand der vorliegenden Untersuchungen ist das Photoelektropolieren von Edelstahl. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass durch elektrochemisches Glänzen glatte Oberflächen dort erzeugt werden, wo der Abtrag stattfindet und durch Photoresist geschützte Bereiche der Oberfläche vor Abtrag bewahrt werden. Damit ist es eine Art des Elektrostrukturierens [1], bei dem mit verschie- densten Resisten nicht abzutragende Bereiche von metallischen Werkstücken vor dem Abtrag bei der Elektropolitur geschützt werden.

Anders als beim Photoätzen (Sprühätzen von Edel- stahl) [2-10] tritt bei diesem elektrochemischen Abtragverfahren keine Lokalelementbildung auf [11]. Vielmehr kommt es aufgrund des von einer äußeren Stromquelle gelieferten elektrischen Stroms zum elektrochemischen Abtrag. Anders als beim Photoätzen [12] ist es aber möglich glän- zende und glatte Oberflächen zwischen erhabenen Strukturen zu erzeugen [13-14]. Durch den Einsatz unterschiedlicher Photomasken lassen sich sehr flexibel verschiedenste Strukturen erzeugen. Die Struktur der Photomaske wird dabei lithographisch auf das Werkstück übertragen. Dazu wird mittels lithographischer Technik das mit einem Photo- resist beschichtete Werkstück mit einer Ätzmaske versehen [1-4]. Nach dem Belichten und Entwi- ckeln sowie Spülen kann das mit Resist versehene Werkstück in das Wirkmedium, einen speziellen Elektropolierelektrolyten, getaucht werden. Nach Anlegen eines Stroms kommt es zum anodischen Abtrag. Das Metall löst sich an den ungeschützten