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Freitag, 19 November 2021 10:59

Zink-Cobalt-Elektrolyt

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Geschätzte Lesezeit: 2 - 3 Minuten
Der Leser sucht nach einer Rezeptur, mit der er starten kann Der Leser sucht nach einer Rezeptur, mit der er starten kann

Frage: Ein langjähriger Kunde fragte bezüglich Zink-Cobalt-Schichten an. Es geht zunächst um ein kleines Projekt, welches sich bei Erfolg zu großen Aufträgen entwickeln kann. Für die Vorversuche würden wir gerne mit einem Eigenansatz beginnen, doch leider fehlt uns eine Rezeptur, mit der wir starten können. Können Sie uns hierbei weiterhelfen?

Antwort: Leider verfügen wir selbst nicht über praktische Erfahrungen mit Zink-Cobalt-Elektrolyten. Da Sie keine näheren Angaben machen, gehen wir davon aus, dass das Ziel eine Einbaurate von bis zu 1 % Cobalt lautet. Hierzu haben wir folgende Angaben.

Solche Schichten werden vorwiegend aus schwachsauren Elektrolyten abgeschieden, es finden sich aber auch Rezepturen zu alkalischen Elektrolyten.

Schwachsaurer Elektrolyt

  • Zink: 20–28 g/L
  • Chlorid: 130–180 g/L
  • Borsäure: 20–25 g/L
  • Cobalt: 2,5–4,5 g/L
  • pH: 4,7–5,5
  • Temperatur: 20–27 °C
  • Stromdichte (Trommel): 0,5–1,5 A/dm2
  • (Gestell): 1–4 A/dm2

Zink und Cobalt werden jeweils als Sulfat, das Chlorid als Kaliumchlorid zugegeben. Es gibt aber auch Elektrolyte auf Basis von Cobaltchlorid. Als Leitsalz können statt KCl analog auch NaCI oder NH4CI verwendet werden. In diesem Falle verschlechtert sich jedoch die spezifische elektrische Leitfähigkeit des Elektrolyten. Als Anoden werden Feinzinkanoden verwendet.

Die Anwendung von NH4CI hat den Nachteil, dass die Cobaltionen in Anwesenheit von NH3 einen stabilen Komplex bilden. Enthält die Lösung statt CoSO4 aber Cobalt- Chlorid und erfolgt die Mischung des Elektrolyten durch Luft, können sich auch andere Komplexverbindungen bilden.

Der Elektrolyt verhält sich ähnlich wie schwachsaure Zinkelektrolyte, das heißt, es gelten die gleichen Regeln für Badbewegung, Filtrieren oder Absaugung. Der Wirkungsgrad beträgt etwa 98 %, die Streuung ist ebenfalls ähnlich. Gegenüber Verunreinigungen mit Nickel ist der Elektrolyt verhältnismäßig unempfindlich. Kupfer, Chrom und Eisen beeinflussen die Eigenschaften negativ, wenn ihre Gehalte mehr als 0,05 g/L betragen.

Der Cobaltgehalt ist in der gesamten Schicht gleichmäßig verteilt; daher sind die Korrosionsschutzeigenschaften auch auf geometrisch komplizierten Teilen gleichmäßig.

Alkalischer Elektrolyt

  • Zink: 10 g/L
  • Cobalt: 0,7–3,0 g/L
  • Natriumhydroxid: 100 g/L
  • Komplexbildner: 25 g/L
  • Temperatur: 18–35 °C
  • Stromdichte: 0,5–2,0 A/dm2

Dieser Elektrolyt entspricht in seiner Zusammensetzung und seinen Arbeitsbedingungen etwa den Eigenschaften von alkalisch-cyanidfreien Zinkbädern.

Die abgeschiedenen Legierungsschichten weisen die gleichen Korrosionsschutzeigenschaften auf wie solche aus dem schwachsauren Elektrolyten. Ein Vorteil ist die bessere Metallverteilung. Nachteilig ist dagegen, dass die Cobaltionen durch einen Komplexbildner in Lösung gehalten werden, was Probleme bei der Abwasserbehandlung nach sich ziehen kann.

Weitere Informationen

  • Ausgabe: 11
  • Jahr: 2021
  • Autoren: B. C.

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