Artikelarchiv

1 Einleitung

Für die elektrolytische Metallisierung ist die konstante Zusammensetzung des verwendeten Elektrolyten eine der Voraussetzungen für qualitativ gute Beschichtungen. Die periodische Analyse des Elektrolyten und die Ergänzung der verbrauchten Bestandteile sowie die Ausscheidung von Verunreinigungen erlauben die Verlängerung der Betriebsdauer des Elektrolyten.

1. Allgemeines

Das Verfahren der Galvanoformung hat in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen und wird z. B. zur Herstellung komplizierter Strukturbauteile für die Luft- und Raumfahrt eingesetzt. [1,2,3]. Es kann in vielen Fällen auch dort mit Erfolg angewandt werden, wo die konventionellen mechanischen Techniken nicht bzw. nicht mehr wirtschaftlich arbeiten.
Durch galvanisches Abscheiden dicker Metallschichten auf geeignet profilierten Kernen wird die gewünschte Struktur abgeformt. Als Kernwerkstoffe können verschiedene Materialien wie rostfreier Stahl, Aluminiumlegierungen, niedrigschmelzende Legierungen, Kunststoff oder Wachs verwendet werden.

Nach Unterlagen der Firma Linnhoff GmbH bearbeitet

In Galvanisieranlagen werden auf der Oberfläche der Teile und Gestelle mehr oder weniger große Mengen an Elektrolyt in die Spülen verschleppt. Je größer die verschleppte Menge ist, umso mehr Spülwasser wird benötigt, um eine saubere Oberfläche zu erhalten. Auch der Verlust an wertvollem Elektrolyt wird mit steigen- der Verschleppung größer und – da er ja entgiftet und neutralisiert werden muß – gleichzeitig auch die Kosten für die Entsorgung und Schlammdeponie.
Beide Kostenfaktoren - die Wassermenge und der Elektrolytverlust - versucht man durch eine geeignete Spültechnik zu verringern.

In der Universitäts- und Hansestadt Greifswald (Mecklenburg-Vorpommern), der Geburtsstadt des bekanntesten deutschen Malers der Frühromantik – Caspar David Friedrich (1774–1840), fanden am 25.?06. und 26.?06.?2015 am Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.?V. (INP) die „Anwendertage Plasmaoberflächentechnologie" statt. Das Ziel dieser Veranstaltung bestand darin, die Möglichkeiten der Plasmaoberflächentechnologie für einen breiten potentiellen Anwenderkreis (be-)greifbar zu machen und die mannigfaltigen Vorteile dieser Schlüsseltechnologie verständlich darzustellen. Im Rahmen von Laborführungen gelang es dem Veranstalter bei manchem Besucher einen Aha-Effekt zu generieren. Auch auf diesem Wege konnte sehr anschaulich gezeigt werden, wie umfangreich die Technologien zur Plasmaoberflächenbehandlung bereits in den Produkten unseres täglichen Lebens eingesetzt werden. So wurde unter anderem den Besuchern klar, dass die seit einigen Jahren üblichen Plastikflaschen für kohlensäurehaltige Getränke ohne Plasmaanwendungen in der Form nicht auf dem Markt wären.

Die Fachschule für Galvanotechnik in Schwäbisch Gmünd bildet Nachwuchs für die Galvano- und Oberflächentechnik aus. Der Unterricht umfasst alle relevanten Fertigkeiten des Berufsbilds. Dabei werden die Auszubildenden auch regelmäßig von Experten aus der Praxis in ihren Fachgebieten geschult. Filtern von Elektrolyten: Schon Ende vergangenen Jahres hielt Jan Bohncke von der Firma Bohncke GmbH aus Hünstetten-Wallbach einen Unterrichtsabschnitt über Filtertechnik. Bohncke verfügt über jahrzehntelange Erfahrung und sprach über das Filtern galvanischer Elektrolyte. Schmutzpartikel in galvanischen Bädern führen zu fehlerhaften Überzügen, also Ausschuss. Somit müssen die Elektrolyte kontinuierlich gefiltert werden. Was man dabei falsch und wie man es richtig machen kann und dabei noch Geld spart, erfuhren die Schüler von dem Gründer der Bohncke GmbH.

Gründungsworkshop am 12. März in Jena

Es wurde die Möglichkeit der Behandlung des Abwassers aus chemischen Bädern mit Organosulfiden in Anwesenheit von Komplexbildnern wie EDTA, Quadrol, Milchsäuren und ihren Mischungen untersucht. Dabei wurde gezeigt, dass die an den Komplexbildner gebundenen Eisen- und Kupferionen durch die Behandlung mit Organosulfiden nach dem vorausgehenden Ansäuern auf pH 2 bis 4 aus der Lösung entfernt werden können. Im Fall von Nickel, in An- wesenheit von EDTA ist hingegen ein weiteres vorausgehendes Ansäuern auf ca. pH 0,5 erforderlich. Im Vergleich zu EDTA wird die Komplexierung der Nickelionen an Organosulfid durch keinen der an- deren Komplexbildner gestört. //

Investigations of the possibilities to treat effluent water from chemical baths containing organic sul-fides in the presence of complexing agents such as EDTA, Quadrol, lactic acids and their mixtures were performed. It was shown that iron ions and copper ions, which are bound to complexes, can be removed from the solution by treatment with organic sulfides after acidification to pH 2–4. In the case of nickel, in the presence of EDTA, however, another acidification to pH 0.5 is required. Compared to EDTA, the complexing of nickel ions with organo sulfides is not impaired by any other chelating agents.

In der Betriebswirtschaft kennt man den Begriff des antizyklischen Verhaltens. Das heißt, ganz unscharf an einem Beispiel beschrieben: Wenn die Börse auf Talfahrt ist, alles zusammenkracht und jeder seine Aktien, sorry, Shares, verkauft, soll man investieren. In der Tat ist dann so manches Schnäppchen möglich. Aber wie sieht die Sache mit einer Firmengründung aus? Ausgerechnet in der von REACh und dem Umbau der Automobilindustrie (weg vom Verbrenner, hin zum E-Auto) gebeutelten Oberflächentechnik? „Wir wagen es trotzdem, wir sind trotz der Pandemie voll handlungsfähig“, blicken Ralf Brenner und Stefan Valetti optimistisch in die Zukunft – und gründeten kurzerhand ihre MRS Anlagentechnik GmbH. Ein Schritt, der Mut macht und ein Signal an die Branche.

Die COVID-19 Infektionszahlen des Robert Koch Instituts in Deutschland bzw. die vergleichenden Statistiken weltweit der Johns-Hopkins University [1] im Frühjahr 2020 zeigen deutlich, dass Gesundheitssysteme überlastet sind. Neben den medizinischen, politischen und ökonomischen Maßnahmen während der Pandemie bedarf es rascher technologischer Entwicklungen, um die Ausbreitung des Virus zu verlangsamen und die Infektionsrate zu reduzieren. Zahlreiche Forschungsgruppen beschäftigen sich nun mit dem Thema der Virusbekämpfung. Zur Abtötung von Viren werden unter anderem auch Technologien untersucht, die kaltes physikalisches Plasma einsetzen. In einem Plasma werden durch Elektronenstöße angeregte, geladene, und reaktive Spezies erzeugt. Weitere Bestandteile eines Plasmas sind elektromagnetische Felder und VUV bis Infrarotstrahlung. Ein Plasma entsteht, wenn Materie Energie zugeführt wird. Üblicherweise wird ein technisches Plasma mittels elektrischer Energie erzeugt. Bereits seit Jahrzehnten werden beispielsweise Radiofrequenzplasmen zur Abscheidung dünner Schichten genutzt.

Kunststofffolien werden heute in unvorstellbaren Mengen verarbeitet und sind für jedermann Teil des täglichen Lebens. Hauptsächlich werden sie als Verpackungsmittel in der Lebensmittelindustrie verwendet, aber auch andere Anwendungen, wie beispielsweise in Kondensatoren, spielen eine große Rolle. In diesem Artikel soll es um Methoden gehen, die Reflexion von Kunststofffolien herabzusetzen oder gar vollständig zu unterdrücken. Das ist in wenigen, dafür aber sehr hochpreisigen Anwendungen von Bedeutung.

Plastic sheet or film is produced in vast quantities and, in various applications, is a part of everyday life. A major use is as packaging material in the foodstuffs industry. However other applications include its use in condensers. Discussed here are methods for reducing the reflectivity of such films or completely eliminating this. In certain high-end niche markets, this is a significant requirement.

Einleitung
Antipitting-Zusätze finden zur Beseitigung des Wasserstoff-Pittings, eines der am schwierigsten zu eliminierenden Fehlers bei der galvanischen Metallabscheidung, weite Anwendung. Es handelt sich in der Regel um ionogene [1]oder nichtionogene oberflächenaktive Stoffe, die schon bei geringer Konzentration (0,1 -0,5 g/l) die Oberflächenspannung herabsetzen und das Pitting durch Rekombination zu molekularem Wasserstoff verhindern.

Glosse von Michael Groß, Oxford, in der Zeitschrift Nachrichten aus der Chemie, Jahrgang 49, April 2001, S. 453

Antimikrobielle Materialien sind mittlerweile in vielen hygienerelevanten Lebensbereichen im Ein- satz: Spezialbeschichtungen in Kühlschränken, Keim reduzierende OP-Textilien oder antimikrobielle Oberflächen in Lebensmittelbetrieben sind nur einige Beispiele. Der Begriff antimikrobielle Wirksamkeit umfasst dabei alle Wirkprinzipien, mit denen das Wachstum von Keimen gehemmt, einer mikrobiellen Besiedelung entgegengewirkt wird oder Mikroorganismen abgetötet werden. Im Fall von antimikrobiellen Oberflächen ist diese Wirkung immer auf die Materialoberfläche begrenzt, deren massenhafte Besiedelung mit Keimen verhindert werden soll. Eine Erweiterung der antimikrobiellen Wirkung auf sich darauf befindende Gegenstände ist dagegen auszuschließen, da diese mit einer unerwünschten Wirkstoffabgabe, zum Beispiel an auf der Oberfläche verarbeiteten Lebensmitteln, einhergehen würde. Entsprechend leisten antimikrobielle Oberflächen auch im Rahmen der Infektionsprophylaxe gute Dienste, da mit ihnen die Keimübertragung und -verschleppung, beispielsweise durch die Kleidung der Mitarbeiter in einem Krankenhaus, minimiert werden kann.

Biofilme sind allgegenwärtig. Auf die Frage, was genau ein Biofilm sei, antwortete ein Pharmazeut in seinem Vortrag: „Haben Sie schon mal den Abfluss in Ihrem Waschbecken gereinigt? Dann wissen Sie, was ein Biofilm ist!"

Bakterien besiedeln jedoch nicht nur Abflüsse. Auch auf und in Medizinprodukten wie Katheter und Implan- taten bilden sie widerstandsfähige Biofilme [1]. Diese Biofilme stellen ein komplexes Ökosystem dar, welches darauf ausgerichtet ist, fest mit der besiedelten Oberfläche zu verwachsen und schädlichen Substanzen zu widerstehen. Nicht nur auf künstlichen Oberflächen medizinischer Produkte sind sie zu finden, sondern sie entstehen auch am menschlichen Körper, wie beispielsweise in Form von Zahnbelag [2]. Biofilme gelten als Verursacher von wiederkehrenden und chronischen Infektionen [1].

Gott schuf die Materie, so lesen wir in der Bibel, aber wer schuf die Antimaterie? Vielleicht der Teufel, der ja auch für die Oberfläche verantwortlich sein soll, wie Wolfgang Pauli (1900-1958) feststellte?

In der Steckverbinder- und der IC/Leadframe Industrie ist Korrosion an den metallisierten Bauelementen und Produkten häufig Ursache für Funktionsausfälle. Hohe Luftfeuchtigkeit oder undefinierte Lagerungsbedingungen während des Transportes bedingen darüber hinaus Verfärbungen der Zinnoberflächen und sind oft Grund für Reklamationen und schlechte Lötbarkeit. Im Folgenden soll das neue, hoch effektive Antikorrosionsmittel Protectostan LF für Zinnoberflächen vorgestellt werden, das die Ausbildung der Korrosionswhisker stark unterdrückt, die Verfärbung der Zinnoberfläche nach Tempertur-/Luftfeuchtigkeitsauslagerung verhindert sowie die Lötbarkeit nach 4000 h bei 55 °C / 85 % (RH) Lagerung und den Kontaktwiderstand der Bauelemente signifikant verbessert.

In der Steckverbinder- und der IC/Leadframe Industrie ist Korrosion an den metallisierten Bauelementen und Produkten häufig Ursache für Funktionsausfälle. Hohe Luftfeuchtigkeit oder undefinierte Lagerungsbedingungen während des Transportes bedingen darüber hinaus Verfärbungen der Zinnoberflächen und sind oft Grund für Reklamationen und schlechte Lötbarkeit. Im Folgenden soll das neue, hoch effektive Antikorrosionsmittel Protectostan LF für Zinnoberflächen vorgestellt werden, das die Ausbildung der Korrosionswhisker stark unterdrückt, die Verfärbung der Zinnoberfläche nach Tempertur-/Luftfeuchtigkeitsauslagerung verhindert sowie die Lötbarkeit nach 4000 h bei 55 °C / 85 % (RH) Lagerung und den Kontaktwiderstand der Bauelemente signifikant verbessert.

Bei der Wahl dieses Themas wurde bewußt nicht von Patina gesprochen. An diesen Begriff hat man sich zwar gewöhnt, er ist aber nicht korrekt. Patina bildet nur die Natur. Patina wird zu der DIN-Norm 50900 definiert als „Deckschicht auf Kupfer und Kupferlegierungen, meist grün, die sich allmählich an der Atmosphäre bildet. Sie darf nicht mit Grünspan, einem Korrosionsprodukt verwechselt werden.“
Lt. Lexikon Knaur ist Patina eine „graugrüne, seidig glänzende Schicht auf Gegenständen aus Kupfer und Kupferlegierungen. Diese bildet sich an der Luft durch Einwirkung von Chemikalien und besteht aus basischem Kupfercarbonat oder basischem Kupfersulfat.“

Antibakterielle und knochenwachstumsfördernde Beschichtungen für Bandscheibenimplantate
Chronische Rückenschmerzen sind in den Industriestaaten die Hauptursache für Arbeitsunfähigkeit und werden überwiegend durch Verengungen des Wirbelkanals ausgelöst. Während die Spinalkanalstenose durch den natürlichen Alterungsprozess bedingt ist, ist beim Bandscheibenvorfall (Discushernie) zumeist mechanische Überlastung Ursache dafür, dass Teile der Bandscheibe in den Wirbelkanal (d. h. gegen das Rückenmark) gedrückt werden. Symptome sind starke, häufig in die Extremitäten ausstrahlende Schmerzen, oft mit einem Taubheitsgefühl im Versorgungsgebiet der eingeklemmten Nervenwurzel, gelegentlich auch Lähmungserscheinungen. Ist dabei eine konservative Behandlung nicht möglich, ist eine operative Behandlung zur Entlastung des Wirbelkanals not- wendig. Dafür wird die natürliche Bandscheibe durch „Cage“-Implantate ersetzt, wodurch die benachbarten Wirbelkörper versteift werden. Polyetheretherketon (PEEK) eignet sich als bioinerter Kunststoff mit hoher Belastbarkeit, niedrigem Elastizitätsmodul (Dämpfungsvermögen) und damit minimaler Störung der Wirbelsäulenmechanik ausgezeichnet als Grundmaterial für „Cages“. Gegenüber z. B. Titan (mit hohem Elastizitätsmodul) wachsen Knochenzellen auf PEEK jedoch nur sehr langsam an, was eine lange Heilungszeit erfordert. Durch die Entwicklung einer Titan-Magnesium-Silber-Platin- basierten Beschichtung weist das „Cage“-Implantat ähnliches Anwachsverhalten von Knochenzellen wie Titan auf, bietet aber zusätzlich durch eine Magne- sium- und Platin-legierte Silberdecklage direkt nach der Implantation Schutz vor nosokomialer bakterieller Infektion, welche bei etwa 5 % aller Patienten durch E. coli-, Staph. aureus- und Pseudomonas-Bakterienstämme auftreten. //
Chronic back pain is the main cause of disability in the industrialized countries and mainly caused by narrowing of the spinal canal. While the spinal stenosis is due to the natural aging process, disc herniation is caused by mostly mechanical overload, whereby parts of the intervertebral disc are pressed into the spinal canal (i.e. against the spinal cord). Symptoms are severe, often in the pain of back or extremities in the supply area of pinched nerve root. Severe cases may result in paralysis. If a conservative treatment is not possible, surgical treatment may relieve the spinal canal. The natural disc is replaced by “cage” implants.
Polyether etherketone (PEEK) is a bioinert plastics with high load capacity, low modulus (damping capacity) and thus minimal disturbance of spinal mechanics. Reasonably, it is an excellent base material for “cages”. In contrast, titanium has a disadvantageously high elastic modulus, but is highly osteoconductive in comparison to PEEK. Thus, slow cell growth on PEEK requires long healing time. By developing a coating based on titanium, magnesium, silver, and platinum, for the “cage” implant, similar growth behavior of bone cells such as on titanium was achieved within an European R&D project initiated by JOANNEUM RESEARCH and DOPA Orthospine. The addition of magnesium and platinum alloyed silver further improves osseointegration and protects the implantation site during and after surgery from nosocomial bacterial infection, which nowadays occurs for approximately 5 % of all patients by E. coli, Staph. aureus or Pseudomonas bacterial strains.

4 Diskussion

Die analytischen Schichtuntersuchungen und die Tests zur Wirkstofffreisetzung haben gezeigt, dass die Freisetzungsrate in Abhängigkeit der verwendeten Grundsubstrate deutlich unterschiedlich ist. Wenn das Grundsubstrat wie im Fall der Bakterien-cellulose in der Lage ist, Wasser aufzunehmen und aufzuquellen, erhöht sich die Freisetzungsrate signifikant. Aber auch bei den Textilien selbst gibt es diese Unterschiede in Abhängigkeit ihres Wasseraufnahmevermögens, so zeigt PES im Gegensatz zur Bakteriencellulose nur eine geringe Wasseraufnahme bzw. Aufquellen. Bei einem Aufquellen des Substrates wird das Volumenverhältnis geändert, die aufgebrachte Schicht wird rissig und die Oberfläche vergrößert sich. Dies führt zu einer verstärkten Freisetzung des Wirkstoffes aufgrund der größeren Oberfläche. Insbesondere wird dieser Umstand bei Textilien im Vergleich zu einer kompakten Schicht auf einem Glas- oder Metallsubstrat deutlich. Abbildung 4 zeigt die Unterschiede zwischen zwei Textilien und einem Glassubstrat, wobei die Menge des in diesem Beispiel ausgelaugten Silbers zwischen 14,6 bis 0,23?mg/l variiert. Die Freisetzung des Silbers aus der Schicht kann dabei zum einen durch Ionenabgabe von der Oberfläche der Silberpartikel erfolgen. Zum anderen lösen sich Nanopartikel aus der Schichtmatrix, was gerade bei Beschädigungen der Schicht wie im Falle der Bakteriencellulose vermehrt auftritt.