Artikelarchiv

Wirtschaftliche Lösungen in der Elektronik durch Edelmetalle

Am 22. Oktober 2015 veranstaltete die Deutsche Gesellschaft für Galvano- und Oberflächentechnik e.?V. in Berlin in der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) einen Workshop. Den 45 Teilnehmern wurden informative Vorträge über die Anforderungen an galvanische Beschichtungen sowie leistungsfähige und kostengerechte Lösungen geboten.

Der Förderverein für die Fachschulen der Galvano- und Leiterplattentechnik Schwäbisch Gmünd e.V. forciert Aus- und Weiterbildung.

Mit neuem Logo „Galvanicus. Wir fördern Zukunft“ und der Idee dahinter will der Förderverein für die Fachschulen der Galvano- und Leiterplattentechnik Schwäbisch Gmünd das Qualifikationsniveau in der Branche weiter stärken. Der Verein tritt daher ab dem 1. November 2015 unter dem Slogan und mit dem Namenszusatz „Galvanicus. Wir fördern Zukunft“ auf.

Der 12. November 2014 war ein großer Tag für die Eroberung des Weltraums und ein großer Tag für die Steiger Galvanotechnique SA in der Schweiz. An dem Tag hat die ESA Raumsonde Rosetta den Lander Philae, nach einem etwa siebenstündigen Freifall, auf der Tschurjumov-Gerassimenko Kometenoberfläche abgesetzt. Die Mission besteht aus einem Orbiter und der Landeeinheit Philae. Gestartet wurde die Sonde am 2. März 2004. Rosetta ist 6,5 Milliarden Orbiter-Kilometer geflogen und befindet sich in einer Erdentfernung von 510 Millionen Kilometern.

The early stage of co-deposition of silicon carbide 20 to 40 micrometer particles onto a smooth electroless nickel matrix was examined by SEM. Flat SiC particles were embedded on edge, standing perpendicular to the matrix surface. The smooth surface was marked by shallow indentations, possibly due to contact with particles in suspension. SiC particles were decorated with Ni-P micro-nodules whose formation was traced to localized heating at the pivot area of a Teflon-coated magnetic stir bar in the Ni-P bath even at room temperature. Possible mechanisms for attachment of particles to the growing matrix consider metal bonding between nodules and matrix. // 

Die frühe Prozessstufe der Ko-Deposition von 20 bis 40 µm großen Siliziumkarbid-Partikeln auf einer glatten Chemisch-Nickel-Matrix wurde untersucht. Flache SiC-Partikel wurden auf der Kante stehend, rechtwinklig zur Matrix-Oberfläche, eingebettet. Die glatte Oberfläche zeigt flache Einkerbungen. Die SiC-Partikel waren mit NiP-Mikronodulen versehen, deren Bildung auch bei Raumtemperatur auf lokale Aufheizung im Schwenkbereich eines Teflon-beschichteten magnetischen Rührstabs im NiP-Bad zurückgeführt wurde. Als mögliche Mechanismen für das Anhaften von Partikeln an der wachsenden Matrix gelten Metallbonding-Effekte zwischen den Nodulen und der Matrix.

Die Batterietechnik gehört zweifelsohne zu den großen Zukunftsfeldern. Das Ziel der Bundesregierung, dass bis 2020 eine Million Elektrofahrzeuge auf unseren Straßen im Einsatz sind, hängt maßgeblich davon ab, ob es gelingen wird, Akkumulatoren mit Leistungen und Kapazitäten zu entwickeln, die eine echte Alternative zu konventionellen, auf fossilen Brennstoffen basierenden Antrieben darstellen. Zwar konnte in den vergangenen Jahren durch kontinuierliche Verbesserungen der Ausgangsmaterialien und der Herstellungsprozesse die Energiedichte von Lithium-Ionen-Akkumulatoren gesteigert werden, jedoch wird selbst bei Erreichen deren theoretisch möglicher Kapazität die erwartete Reichweite der Elektrofahrzeuge nicht für eine breite Akzeptanz in der Bevölkerung ausreichen. Hingegen gelten aufgrund ihrer hohen theoretischen Energiedichte, ihrer Umweltfreundlichkeit und der zu erwartenden niedrigeren Kosten Lithium/Schwefel-Akkumulatoren als designierte Nachfolger der Lithium-Ionen-Technologie. Die Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Timo Sörgel am Forschungsinstitut für Innovative Oberflächen FINO der Hochschule Aalen nutzte zum ersten Mal galvanotechnische Verfahren, um ein neues, innovatives Kathodenmaterial herzustellen. Für ihre Masterarbeit zum Thema „Galvanoformung neuartiger, hybrider Kupfer-Schwefel-Kathoden für Lithium/Schwefel-Zellen mit Hilfe der Dispersionabscheidung und Charakterisierung in Modellakkumulatoren" wurde Frau Claudia Erhardt der diesjährige Nachwuchsförderpreis der deutschen Gesellschaft für Galvano- und Oberflächentechnik verliehen. // 

Battery technology is, without a doubt, one of the great future fields. The objective of the German Federal Government is that until 2020 one million electrically driven vehicles will be operated on our roads. Achieving this target will strongly depend on the success of developing batteries with power ratings and storage capacities, which can be an alternative to conventional fossil-fuel-based engines. Although the energy density of lithium-ion batteries has substantially increased over the last years by improving the base materials and manufacturing processes, even when achieving their theoretically feasible capacity the expected operating range of electric vehicles will be not sufficient for broad popular acceptance. On the other hand, lithium/sulfur batteries appear to be the designated successor of lithium-ion technology. The work group formed around Professor Dr Timo Soergel at the Research Institute of Innovative Surfaces (Forschungsinstitut für Innovative Oberflächen, FINO) of the technical collage (Hochschule) in Aalen, Germany, is utilizing for the first time galvanotechnical processes to fabricate a new and innovative cathode material. For her master thesis on „Galvano-forming of novel hybrid copper-sulfur cathodes for lithium/sulfur cells by means of dispersion deposition and their characterization in model batteries,“ Ms. Claudia Erhard was honored with the young talent promotion award bestowed by the German Society of Galvano- and Surface Technology (Deutsche Gesellschaft für Galvano- und Oberflächentechnik).

In dieser Veröffentlichung wird die Bedeutung von drei verschiedenen Messmethoden für die Qualitätskontrolle von Gold-Applikationen anhand von typischen Beispielen vorgestellt. Bei Anwendung der phasensensitiven Wirbelstrommethode zur Leitfähigkeitsmessung kann hingegen die erfasste Materialtiefe über die Frequenz gesteuert werden. Mit Hilfe der Röntgenfluoreszenzanalyse lässt sich der Goldgehalt, aber auch die Konzentration der anderen Elemente in der Probe zerstörungsfrei und sehr präzise ermitteln. Neben der Analytik von Einzelstücken im An- und Verkauf von Gold eignet sich das Verfahren auch sehr gut zur Prozesskontrolle bei der Herstellung von Schmuck, Münzen und Dental- legierungen. Große Bedeutung hat die Methode auch in der Schichtdickenmessung, z.?B. in der Leiterplatten- und Elektronikindustrie. Das Röntgenfluoreszenzverfahren ist in Bezug auf die analysierbare Materialtiefe auf Oberflächenbe- reiche begrenzt. Aufgrund der kleinen Messfläche können aber auch sehr kleine Proben gemessen werden. Bei Anwendung der phasensensitiven Wirbel- strommethode zur Leitfähigkeitsmessung kann hingegen die erfasste Materialtiefe über die Frequenz gesteuert werden. Auf diese Weise können z.?B. Münzen oder massive Goldbarren in der gesamten Materialtiefe untersucht werden. Kombiniert liefern beide Methoden die Möglichkeit einer hochgenauen Legierungsbestimmung und zusammen mit weiteren etablierten Testverfahren kann die Echtheit von z.?B. Münzen und Goldbarren überprüft werden. Ergänzt werden diese Methoden durch die Bestimmung der mechanischen Eigenschaften mit Hilfe des instrumentierten Eindringverfahrens. // 

This paper shows the importance of three different measurement techniques for the quality control of gold applications. The basics of the analytical methods are described and some typical examples were given as well. The composition of gold alloys can be precisely determined with the non-destructive energy dispersive X-Ray fluorescence analysis. The method is widely used for the purchase and sale of gold items and also for the control during the manufacturing process of jewelry, coins and dental alloys. The method has also gained a great importance for the precise determination of coating thicknesses, for example in the printed circuit board and electronic industry. The X-ray fluorescence method is only sensitive to the surface and has a limited measuring depth. However due to the measurement spots used, even very small samples can be measured. On the other hand by means of conductivity measurements via phase sensitive eddy current method the analyzed material depth can be controlled by the frequency used. In this way the entire material of coins and gold bars can be investigated. In combination the two methods allow a precise alloy determination and together with other well established methods, the authenticity of coins and gold bars can easily be proved. Additionally, mechanic properties like hardness values or E modulus, even for thin gold coatings can be determined with the instrumented indentation test.

Neues aus der Fachwelt

Aus den Unternehmen

Wichtiges in Kürze

Tagungen, Ausbildungen, Fachmessen

In Paris wird, gerade jetzt da dieses Heft entsteht, im Rahmen des Kimagipfels über die Erderwärmung verhandelt. Die Überraschung: Der bisherige Bremser China, der die wirtschaftliche Entwicklung in seinem Land bislang über alles andere stellte, prescht plötzlich massiv vor und verspricht weitreichende, klimawirksame Maßnahmen – natürlich verbunden mit ähnlichen Forderungen an andere Industriestaaten. In der Tat sind die Auswirkungen der Umweltverschmutzung in China besonders deutlich. Beispielsweise ist in Peking, quasi zum Start des Gipfels, eine dermaßen dichte Smogwolke aufgetreten, dass die Bevölkerung aufgerufen wurde, zuhause zu bleiben.

VEB Galvanotechnik Leipzig (GTL), 1951 bis 1955, Fortsetzung aus Heft 12/2014

Trotz Trümmer und Not normalisiert sich das Leben in Leipzig weiter, die Stadt zählt 1951 zu den aufgeräumtesten Städten Deutschlands. Es gibt bereits vielfältige sportliche und kulturelle Ereignisse. Und auch das wirtschaftliche Leben, darunter die Galvanotechnik, beginnt wieder rund zu laufen. // 

Despite the masses of rubble and general hardship public life in Leipzig is on the way to normalize. In 1951, the city is among the most tidied up and cleanest in Germany. There are many sportive and cultural events going on again. And economic activity, such as the electroplating industry, is starting to recover.

Durch die Beschichtung von Werkstoffoberflächen mittels galvanotechnischer Verfahren wird es möglich, diese so zu funktionalisieren, dass ihr technologischer Einsatz oft erst möglich wird. Die erzeugten Schichten können dabei – gewollt oder ungewollt – einen äußerst komplexen Aufbau zeigen. Auf der eigentlichen Schicht befindet sich meistens noch eine dünne Oxidlage, die selber im Allgemeinen noch von einer Kontaminationslage bedeckt ist. Neben dieser vertikalen Inhomogenität können die Schichten auch noch innerhalb der Ebene Inhomogenitäten aufweisen. Dies ist in Abbildung 1 schematisch illustriert, wobei darauf zu achten ist, dass die Dickenverhältnisse durch eine logarithmische Skalierung stark verzerrt erscheinen. Die Analyse der chemischen und physikalischen Eigenschaften ist bei der Optimierung der Beschichtungen oft von grundlegender Bedeutung. So werden z.B. Eigenschaften wie das Verschleißverhalten, die Korrosionsbeständigkeit, der Kontaktwiderstand oder die Lötbarkeit weitestgehend durch die Beschaffenheit der Oberfläche bestimmt. Nachfolgend sollen eine Reihe von Methoden beschrieben werden, die eine chemische Analyse des Schichtsystems ermöglichen, wobei idealerweise sowohl eine Tiefenauflösung als auch eine laterale Abbildung angestrebt werden sollte.

Fachzeitschriften aus aller Welt...    für Sie gesichtet!

Innovative Konzepte erfordern innovative Anlagentechnik

Wasser ist ein wertvoller Rohstoff, der optimal zu nutzen und wiederzuverwerten ist. Denn Süßwasser ist auf der Erde ungleich verteilt. Sein Anteil am weltweiten Wasservorkommen beträgt nur etwa 2,6 bis 3 Prozent – mit rückläufiger Tendenz. Prognosen gehen davon aus, dass Klimawandel und Bevölkerungszuwachs langfristig die weltweite Wasserversorgung gefährden. Es ist daher zu erwarten, dass die Kosten für Wasser auch in Ländern mit genügend Reserven drastisch steigen werden.

Zweijährig werden in Leipzig parallel die international geprägten Fachmessen, Industriemesse intec und Zuliefermesse Z, veranstaltet. Im Folgenden soll auf das diesjährige Messedoppel, das in der ersten Jahreshälfte stattfand, zurückgeblickt werden:

Nach Angaben der Messeleitung präsentierten sich diesmal mehr als 1400 Aussteller aus 32 Ländern. 23?500 Fachbesucher kamen nach Leipzig. Abbildung 1 und Abbildung 2 zeigen Impressionen vom Messegeschehen. Die beiden Messen waren in diesem Jahr die wichtigste Plattform für die gesamte metallverarbeitende Industrie und die Zulieferindustrie. Die Eröffnung im Congress Center Leipzig durch Martin Dulig, Stellvertretender Ministerpräsident und Staatsminister für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr des Freistaates Sachsen, unterstrich die Bedeutung der Messen auf hoher politischer Ebene (Abb. 3). Auf dem Leipziger Messegelände waren namhafte Unternehmen aus allen wichtigen Maschinenbauzentren Deutschlands vertreten, darunter weltweit agierende Konzerne, innovative Mittelständler und ausgewiesene Spezialisten. Noch nie konnten zu intec und Z so viele nationale und internationale Aussteller begrüßt werden. Der Anteil ausländischer Aussteller betrug bei der intec 10?%, wobei Unternehmen aus der Schweiz, Italien und Österreich die Spitzengruppe der insgesamt 25 be- teiligten Länder bildeten. Auf der Z führten Polen, Tschechien und Italien die Riege der internationalen Aussteller an, die insgesamt gut ein Drittel der ausstellenden Unternehmen ausmachten. Neu dabei war unter anderem eine Gruppe von Unternehmen um das dänische Zulieferzentrum CFU. Zum Portfolio der Aussteller der intec gehörten in erster Linie Werkzeug- und Sondermaschinen, Fertigungsautmation, Handhabe- und Robotertechnik, Laser- und Schweißtechnik sowie Präzisionswerkzeuge, Werkzeugsysteme, Messtechnik und Qualitätssicherung, weiterhin Software für Produktion und Fertigungstechnik. Auf der Z präsentierten sich Anbieter für Teile, Komponenten, Module und Baugruppen, Lohnfertiger, Entwicklungs- und Technologiepartner sowie Dienstleister. Besonders auffällig war die Anzahl von Gemeinschaftsständen (Abb. 4 und Abb. 5).

Die Prozesswasserexperten von EnviroFALK zeigen auf, mit welchen Vorteilen die Integration einer Ultrafiltrationsanlage in ein bereits bestehendes Anlagenkonzept aus ECM-Maschine und Kammerfilterpresse verbunden ist. In einem dafür speziell entwickelten Lösungskonzept wird mittels Ultrafiltrationstechnik eine konstant hohe Elektrolytqualität erreicht: Die Grundvoraussetzung für einen stabilen und effizienten ECM-Prozess. Darüber hinaus wird der Reinigungsaufwand der Kammerfilterpresse enorm reduziert. Dies spart Zeit und Kosten. Zudem lassen sich die Metallhydroxidfilterkuchen als stichfeste Filter- kuchen wesentlich einfacher entsorgen. // 

Process water treatment experts from EnviroFALK explain the benefits of integrating an ultrafiltration plant with an existing ECM operation and filter press. Using a method specially developed for this situation, a constant and high quality electrolyte can be maintained, a prerequisite for operating a stable and efficient ECM process. Furthermore, the amount of cleaning required of the chamber filter press is very greatly reduced, thus saving both time and money. A further benefit is that the metal hydroxide filter cake is much more compact, thereby rendering its disposal more straightforward.

Energieeffizienz, Nachhaltigkeit, Ressourcenschonung, Ökologie oder auch carbon footprint sind moderne Schlagworte, die im Zusammenhang mit Umweltschutz genannt werden. Oft schwingt dabei im Unterton ein „unwirtschaftlich" mit. Der folgende Artikel zeigt an konkreten Beispielen aus der Prozesswasserversorgung und Abwasserbehandlung, dass sich vorgenannte Ziele mit Wirtschaftlichkeitsanforderungen durchaus vereinen lassen. Ein integrativer Ansatz entwickelt die reine Investitionskostenbetrachtung weiter, hin zu einer nachhaltigen Gesamtkostenbetrachtung. // 

Energy efficiency, sustainability, resource management, ecology or carbon footprint are up-to-date words, often correlated with environmental protection. Between the lines you can often read an „not economical“. The following paper describes some examples of process water supply and wastewater treatment which combine ecology and economy. An integrated approach moves the focus from a pure invest cost driven view to sustainable life cycle costing.

150 Jahre Hochschulgeschichte ist ein guter Grund einerseits auf die Feierlichkeiten und zum anderen auch auf den Hochschulalltag zu blicken. Diese Fotosession möchte beides tun. Die Mittweidaer Verfahrens- und Oberflächentechnik mit eigenen Lehrinhalten und Forschungsprojekten ist eingebunden in das Gebiet der Fertigungstechnik. Über entsprechende Aktivitäten berichteten wir ausführlich, insbesondere Anwendung wässriger Elektrolyte in der Beschichtungstechnik, außenstromlose Abscheidung auf Nichtleitern, strukturierte Schichten sowie weitere Beschichtungsverfahren (Galvanotechnik 103 (2012) 6, S. 1252-1268 und 103 (2012) 7, S. 1455-1462). Die Bewertung von Produktoberflächen ist heute unter den Gesichtspunkten Funktionalität, Qualität, Wirtschaftlichkeit sowie Umweltverträglichkeit nur ganzheitlich möglich und erforderlich. Im Studiengang Energie- und Umweltmanagement der Hochschule werden die im Studium erworbenen theoretischen Kenntnisse in den Hochschullaboren, beispielsweise im Analytiklabor, Energie- und Umweltlabor, praktisch vertieft. Hierzu zeigen wir Ihnen auch Fotos. Viel Freude bei der Betrachtung.

2015 bis 2017 feiert die Hochschule Mittweida eine Jubiläumsperiode anlässlich der vor 150 Jahren gegründeten technischen Lehreinrichtung. Der aus dem württembergischen Nordheim kommende Maschinenbauingenieur, Wilhelm Heinrich Uhland, der in einem Mittweidaer Metallbetrieb arbeitete, gründete mit Unterstützung des Handwerkervereins das erste „Technicum", das jedoch durch große wirtschaftliche Schwierigkeiten zunächst nicht bestehen konnte. Dem zum Uhland'schen Lehrerkollegium gehörende Mannheimer Ingenieur Carl Georg Weitzel gelang es, das ursprüngliche Gründungsprojekt mit Unterstützung lokaler Persönlichkeiten als „Technikum Mittweida" fortzuführen. Trotz ständig steigender Studentenzahlen, in den 20-er Jahren waren es 2300 Studierende mit zeitweise mehr als der Hälfte Ausländer, ging es der Einrichtung nicht sonderlich gut. Dennoch gab es bald Laboratorien für praktische Übungen, Lehr-Fabrikwerkstätten und ein Elektrotechnisches Institut. Doch immer wieder gab es Finanzprobleme, Weltwirtschaftskrise, Nationalsozialismus. Ab 1935 musste der Name „Ingenieurschule Mittweida" geführt werden.

Ultradünne Barrierebeschichtungen gewinnen im Bereich der Beeinflussung von Permeation und Diffusion aus dem umliegenden Gewebe in implantierte Sensoren und Aktuatoren und zum Schutz des Gewebes vor sich aus dem Implantat lösenden, eventuell zytotoxischen Elementen und Verbindungen zunehmende Bedeutung. Da speziell Polymere als Grundmaterial für derartige implantierte Elektronik eingesetzt werden, fokussiert sich diese Arbeit auf die Untersuchung der Barrierewirkung von dünnen anorganischen Vakuumbeschichtungen auf Polyetheretherketon- folien (PEEK). Verschiedene reine und dotierte diamantähnliche Kohlenstoffschichten (DLC, a-C:H) werden dafür in ihrem mechanischen Verhalten, der Oxidationsbarriere, Zytotoxizität und dem mikro- biologischen Verhalten verglichen. Die Ergebnisse zeigen einen starken Einfluss von Nanoporosität auf die Sauerstoffpermeationsrate für alle Beschich- tungen. Durch die geringe Dicke der PEEK-Folie kommt der Zähigkeit der Beschichtung als Maß für die Tendenz für ein Kohäsionsversagen beim Biegen der Folie große Bedeutung bzgl. der Barrierewirkung zu, da durch Risse ausgedehnte Makrofehlstellen gebildet werden. Die Zytotoxizitätsuntersuchungen zeigten keinerlei schädlichen Einfluss auf das Wachstumsverhalten von Endothelzellen. Auch wird das Bakterienwachstum durch diese Schichtmaterialien nicht beeinflusst. // 

Ultra-thin barrier coatings gain increasing importance in biomedical technology. They enable the control of permeation and diffusion from the surrounding tissue to implanted sensors and actuators as well as protect the tissue from possibly cytotoxic elements and compounds from electronic parts. Due to increasing use of polymer based electronics, this work focuses on the barrier effect of ultra-thin inorganic vacuum coatings on thin polyether ether ketone (PEEK) foils. Film deposition occurred at room temperature by plasma-activated chemical vapour deposition (PA-CVD) by dissociation of acetylene precursor by a linear anode layer ion source plasma as well as by physical vapour deposition by pulsed magnetron sputtering of titanium and silicon in acetylene atmosphere. Various pure (a-C:H) and doped (a-C:H:N, a-C:H:Si, a-C:H:Ti) diamond-like carbon films (DLC) were benchmarked in their mechanical, oxygen barrier, cytotoxic and microbiological behaviour in comparison to RF sputtered, state-of-the-art silicon oxide films (SiO2). The results reveal a strong influence of nano porosity on oxygen permeation, while the micro porosity (particles, etc.) has lower impact. Toughness is of high importance due to the high flexibility of the PEEK foil to prevent cohesion failure of the films during bending. No cytotoxicity in contact to endothelium cells as well as no influence on the bacterial growth was found for all film materials.