Artikelarchiv

Neue Ergebnisse aus der Grundlagenforschung
sowie zum Korrosions-, Verschleiß- und Umweltschutz

Bericht von Christen Gg. Enke*)

Über 800 Teilnehmer zählte die DECHEMA-Jahrestagung 1986 in Frankfurt (576. Juni), auf der in einem vielseitigen Programm u.a. auch neue Ergebnisse aus der Grundlagenforschung, dem Korrosions- und Verschleißschutz sowie dem Umweltschutz vorgetragen und diskutiert wurden.

Herstellung moderner Keramik-Werkstoffe

Keramik-Werkstoffe sind für die Elektrotechnik/ Elektronik, für den Industrieofenbau usw. ein wichtiger Werkstoff geworden. Beachtenswert hierbei ist, das als Ausgangsmaterial synthetische Rohstoffe verwendet werden, deren Charakteristik gezielt geändert werden kann und die nach einer Formgebung bei hohen Temperaturen gesintert werden.

Information zum Umgang mit „exotischen“ Maßeinheiten und zu ihrer Auswertung

Der Umgang mit den für den Bereich Galvanotechnik wichtigsten Umweltschutz-Gesetzen, vor allem dem Abwasserhaushalts- und dem Immissions- schutz-Gesetz, ist für die damit betrauten Techniker zur alltäglichen Gewohnheit geworden. Das Gleiche gilt für die Maßeinheiten, die in diesen Gesetzen und Vorschriften angewandt werden. Werden diese Fachleute aber, wie es in der letzten Zeit immer häufiger der Fall ist, mit Angaben konfrontiert, die viel kleinere als diese Mengen darstellen gibt es fast immer Schwierigkeiten. Weniger sicherlich beim Umrechnen, öfters dagegen wegen des mangelnden Vorstellungsvermögens für solche kleinsten Mengen. Wenn der zu lässige Schwermetallgehalt etwa im landwirtschaftlich zu nutzenden Klärschlamm in Mikrogrammen oder in der Nahrungsmittelkette sogar in Nanogrammen angegeben wird, fällt es selbst dem besten Rechner schwer, umzurechnen, was es in diesem Zusammenhang bedeutet, wenn ein paar Liter eines cyanidischen Elektrolytes unentgiftet in den Kanal abgehen.

Ein Rückblick von Christian Gg. Enke VDI*)
auf die 4. Ausstellung für Metallverarbeitung in Düsseldorf

Zum vierten Mal fand die METAV als größte und bedeutendste Ausstellung für Metallbearbeitung in der Bundesrepublik Deutschland in Düsseldorf (19. bis 24. Juni) statt. Etwa 1500 Aussteller aus 26 Ländern nahmen an der METAV '56 teil, und eines der zukunftsweisenden Themen war in diesem Jahr die Sonderschau „Neue Werkstoffe“, auf der 17 namhafte Institute der Hochschulgruppe Fertigungstechnik und aus dem Bereich der neuen Werkstoffe vertreten waren. Für die chemisch-technische Oberflächenbehandlung war das Angebot auf der METAV '86 nur an einigen Aussteller-Ständen interessant und auch die Sonderschau „Neue Werkstoffe“ gab zumindest in diesem Jahr und für unseren Bereich keine Anregungen zu deren Bearbeitung. Die Roboter- und Handling-Technik rangierte auf der METAV '86 auf Platz 2, wobei jedoch berücksichtigt werden muß, daß viele der auch in Düsseldorf ausstellenden Firmen ihre Neuentwicklungen bereits auf den zahlreichen Fachmessen des Vorjahres vorgeführt haben. Einige der für uns interessantesten Neu- und Weiterentwicklungen, die auf der METAV '86 gezeigt wurden, beschreibt unser Bericht.

Napco ändert den Eigentümer


Eine beträchtliche Überraschung rief in Industriekreisen die Nachricht hervor, daß Napco Europe von der amerikanischen Napco, die im Besitz der Thermo-Electron Corporation ist, geschlossen wird. Napco Europe war eine expandierende Firma, die erst kürzlich in ein neues Werk in Wolverhampton umgezogen war. Sie hatte auch ein gutes Exportgeschäft, vor allem mit dem Mittleren Osten, aufgebaut.
Napco Europe wurde vor einigen Jahren als Ergebnis der Übernahme des englischen Anlagegeschäftes der M&T Chemicals durch die amerikanische Napco gegründet. Zu dieser Übernahme durch die Napco kam es aufgrund eines Beschlusses der M&T, die die altangesehene galvanotechnische Fachfirma Cruickshank übernommen hatte, aus dem Anlagengeschäft auszusteigen. Die M&T England folgte damit der Politik der amerikanischen Firma, sich nicht mehr dem Anlagenbau, sondern ausschließlich dem Chemikalien- und Verfahrensgeschäft zu widmen. Zwischen Napco und M&T in den Vereinigten Staaten gab es schon seit mehreren Jahren eine enge Zusammenarbeit.

Einleitung


Die Mehrzahl der Betriebe , die in der Galvanoformung tätig sind, haben sich auf diese Tätigkeit spezialisiert. Es ist aber auch durchaus möglich, daß die Galvanoformung in einem galvanischen Betrieb ein Betätigungsfeld unter vielen anderen darstellt; daß immer dann die Methode der Galvanoformung eingesetzt wird, wenn sich dadurch ein technisches Problem besonders elegant und wirtschaftlich lösen läßt. Kunden mit derart gelagerten Problemen rekrutieren sich meist aus Hochschul- und Großforschungsinstituten.

Im Jahre 1973 vervierfachte die Organisation ölfördernder Länder (OPEC) den Ölpreis gegenüber den Preisen auf dem freien Markt und rief dadurch in den Industriestaaten panikartige Zustände hervor. Inzwischen ist der Preis stufenweise wieder soweit abgesunken, daß er kaum noch Anreize für besondere Sparprogramme bietet. Als erfreulicher Nebeneffekt des Ölschocks ist aber trotzdem geblieben, daß die Industrie der Energieeinsparung besondere Aufmerksamkeit schenkt und geschenkt hat, so daß in vielen Fällen ganz außerordentliche Ergebnisse erzielt
wurden. Maßnahmen zur Einsparung von Energie liefen auf vollen Touren, so daß heute weltweit ein Rohölüberschuß vorhanden ist und die Preise fallen. Das letztere löst in einigen Ländern Sorgen aus; beispielsweise auch in Großbritannien, wo es trotz des jahrelangen Niederganges der wichtigen Kohleförderung zu keiner Energieknappheit gekommen ist. Eine kürzliche Prognose der Firma Shell berechnet, daß die Nachfrage nach Öl das Angebot erst zur Jahrhundertwende wieder übersteigen wird.

1 Einführung


Die kommerzielle Nutzung von gefärbtem anodisiertem Aluminium sowie seiner Legierungen hat in den letzten Jahren in beachtenswertem Umfang zugenommen, vor allem bei der Herstellung von Geschenkartikeln, Haushaltsgegenständen, Beleuchtungskörpern und in der modernen Architektur. Schwarzfärbungen scheinen zusätzlich für die Nutzung der Solarenergie interessant zu werden [1, 2]. Die Färbung erfolgt entweder mit organischen Farbstoffen und anorganischen Pigmenten [3-5], integral im Einstufen- verfahren [3-8] oder elektrolytisch [1, 3-5, 9-18]. Trotzdem die elektrolytischen Verfahren der organischen Färbung hinsichtlich Kosten, Farbpalette, Glanz und Einfachheit der Anwendung nicht konkurrieren können, werden sie wegen ihrer attraktiven hellen und dunklen dauerhaften Färbungen, die in der Form eines Zweistufenprozesses hergestellt werden, doch in der Architektur und auch auf anderen Gebieten bevorzugt eingesetzt.

Möglichkeiten und Grenzen der Anwendung

Galvanotechnische Betriebe sehen ihre Zulieferfähigkeit nicht mehr in der Hauptsache darin, daß sie in der Lage sind, chemische und elektrochemische Beschichtungen durchzuführen. Der Schwerpunkt verschiebt sich vielmehr zu den Möglichkeiten, Oberflächen mit bestimmten Eigenschaften anzubieten. Dies ist auch der Grund, warum sie sich nicht mehr auf die „klassischen“ galvanotechnischen Verfahren beschränken können, sondern, wie aus vielen Beispielen bekannt, ihren Tätigkeitsbereich auch auf andere Verfahren zur Oberflächenbehandlung erweitern.
Eines dieser Verfahren ist die Beschichtung mit Hartstoffschichten nach der CVD-Technologie. Wie dem folgenden Aufsatz zu entnehmen ist, entstand sie vor etwa 12 Jahren und erweitert seither ständig den Bereich ihrer Anwendungsgebiete.

Einführung

Stromlos abgeschiedene Nickel-Phosphor-Legierungen werden im allgemeinen zu den schlecht lötbaren Überzügen gerechnet. Dies wurde u.a. von Feldstein und Thomann [1] festgestellt, die Messungen der Kontaktwinkel des Lots auf verschiedenen Oberflächen durchführten. Stromlos abgeschiedene Ni-P- Überzüge, die auf der Oberfläche eine 400 Ä dicke Oxidschicht besitzen, sind sehr schwer lötbar und durch das Lot zu benetzen. Unmittelbar nach der Abscheidung jedoch können sie unter Zuhilfenahme eines kolophoniumhaltigen Flußmittels (Typ R) sehr gut benetzt und bei 245°C mit einem Sn/Pb 63/37%-Lot bei einer Verweilzeit von fünf Sekunden gelötet werden.

Einleitung


Die Filtration erfüllt eine wichtige Funktion in der Galvanotechnik. Schon oft wurde darüber in Fachkreisen diskutiert und geschrieben, doch in den letzten Jahren stellt man dabei eine gewisse Zurückhaltung fest. Daraus könnte man schließen, daß die Filtertechnik heute einen den Verhältnissen entsprechenden optimalen Stand erreicht hat; doch es wäre sicher sehr vermessen das zu behaupten. Wenn auch durch eine ständige Weiterentwicklung der Technik sowie Verfahren ei- ne Reihe der bisherigen Schwierigkeiten behoben werden konnte, so gibt es doch auch noch heute genügend Probleme bei der Filtration in den Galvaniken. Viele Betriebsleiter haben inzwischen eigene Erfahrungen gesammelt und ihre Filtertechnik danach ausgerichtet.

Die schnelle Entwicklung der industriellen Produktion, die begrenzten natürlichen Ressourcen, die Verschmutzung der Umwelt und die Entwicklung konkurrierender Methoden zur Herstellung von Oberflächenschichten sind Grund dafür, daß der galvanischen Produktion vor allem auf dem Gebiet der funktionellen Überzüge ein hohes Wachstum vorausgesagt wird [1-10]. Auch heute werden Schichten solcher Art schon auf wesentlichen Gebieten des Maschinenbaues und der Elektronik eingesetzt.

Orientierungsrichtungen


Die Galvanotechnik ist in der DDR als Teilgebiet der technischen Elektrochemie in elektrotechnologische Prozesse eingeordnet [1]. Im Blickpunkt der 90er-Jahre orientiert die Entwicklung auf den sparsamen Einsatz von Stoffen und Energie, das Ablösen aller konventionellen Einwegtechnologien durch geschlossene Stoffkreisläufe, auf Spülwasser und Wertstoffrückgewinnung sowie auf minimierte Abstoffraten.

Geschichtliche Entwicklung


In seiner Einführung in die Geschichte der galvanischen Vergoldung sagte L.B. Hunt, daß ihre Entwicklung zu einem technischen Prozeß beinahe einen Weltrekord aufstellt “for the number and diversity of the scientists and dilettantes whose contributions eventually led to success, not only were there numerous professors and medical men involved, but a curious collection that included an unsuccessful French opera composer, a leading English astronomer, a St. Petersburg dentist, the son-in-law of the Tsar of Russia and one of the famous Siemens family and the founder of the University of Birmingham” [1]. Die Vielfältigkeit in ihrer Entwicklung hat die Galvanotechnik bis heute in ihrer Anwendung beibehalten und dies ist auch ausschließlich die Ursache, daß ihre Grundlagen aus beinahe allen Bereichen der Chemie, Elektrochemie, Physik und nicht zuletzt der Werkstoffwissenschaften stammen.

Verehrte Gäste, liebe Mitglieder,
die Jahrestagung 1986 ist gekennzeichnet durch zwei bedeutende Ereignisse: Zum einen begehen wir die Feiern anläßlich des 25jährigen Bestehens unserer Gesellschaft, zum anderen stellen wir uns erstmals als DGO-Deutsche Gesellschaft für Galvano- und Oberflächentechnik dar.

Fachzeitschriften aus aller Welt... für Sie gesichtet!

Zwischen dem 1953 gegründeten „ Ein-Mann-Unternehmen“ und dem heutigen Firmenbild bestehen nicht mehr viel Gemeinsamkeiten, mit der Ausnahme, daß Firmengründer Barnet D. Ostrownach wie vor die Belange LeaRonals als Vorsitzender des Aufsichtsrates der LeaRonal Ina, Freeport, USA, aktiv vertritt. Inzwischen hat sein Sohn Ronald Ostrow als Präsident die Führung der LeaRonal Inc., USA, übernommen und ist damit Chef über die gesamte LeaRonal-Organisation.

Bericht über das 3. Internationale Kolloquium vom Verband für Schweißtechnik e. V. (Teil 2)

Kurzzeitrekristallisation
von Bonddrähten
Härtemessungen
im Raster-Elektronen-Mikroskop (REM)
zur Qualitätskontrolle dünner Schichten
Alternative Trägertechnik -
emailliertes Stahlsubstrat
Qualitätsprüfung für zuverlässige Lotpasten
Oxidationskinetik von Metalifilmen
bei 300Kuntersucht
mit der Schwingquarz-Mikrowaage:
Einfluß der Lagerzeit auf die Oberflächenkontamination unterschiedlicher Bonddrähte und Halbleitersubstrate

Im Verfolg der Handhabe großer Datenmengen nimmt die Forderung nach kurzen Übertragungszeiten zu. Die bisher angenommene Grenze von 1Gbit/s ist nunmehr überschritten, eine Entwicklung, die für die Übertragung von Daten über Lichtwellenleiter beispielsweise von großer Bedeutung ist.
Die im Verlauf der Entwicklung einer angepaßten Gbit/s-Verbindungstechnik sich ergebenden unabdingbaren Entwicklungsziele sind beschreibbar. Konkret handelt es sich um:

- Datenübertragung über optimiert angepaßte Wellenleiter
- Wahl von Leiterstrukturen ohne weitgehend störende Diskontinuitäten,
- Wahl von Substraten mit besonderen dielektrischen und thermischen Eigenschaften.

Der Übergang von analogen auf digitale Verfahren bei der Signalaufbereitung wird in Bereichen wie der Nachrichtentechnik, Bilddatenverarbeitung und allgemeinen Meßtechnik mehr und mehr erforderlich.

Recycling in einer Buntmetallbeizerei

Frage: Wir beizen in einer Korbanlage wärmebehandelte Kupferteile in etwa 10%iger Schwefelsäure bei 60-70°C. Nach dem Beizen wird gespült, der Wasserverbrauch beträgt etwa 60 m^3/Tag, die wir neutralisieren und in den Kanal einleiten müssen. Außerdem wird von Zeit zu Zeit ein Teil des Beizbades verworfen, der ebenfalls entsorgt werden muß.
Wir wollen jetzt versuchen, die Spülwassermenge durch Kreislaufführung oder auf eine andere Welse zu verringern und sind gerade in der Planungsphase. Kennen Sie einen ähnlichen Betrieb, der damit schon Erfahrungen hat?