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In Teil 1 in Ausgabe 10/2021 ab S. 1315 ging es um 2D-Simulationen, mit denen der Einfluss einer Dimensionsverringerung, verkleinerter Elektroden und Zellen sowie segmentierter Elektroden auf die Stromdichteverteilung der Hull-Zelle geprüft wurde. Des Weiteren wurde eine mehrfache Kerbstruktur mit weiter verkleinerten Vertiefungen der Kathode mit einbezogen. Die 3D-Simulationen, die in diesem 2. Teil beschrieben werden, wurden an der Standard-Hull-Zelle begonnen, deren Bodenplatte sowie isolierende Begrenzungen nacheinander entfernt wurden, was schließlich zur Simulation der Stromdichte-Verteilung der Winkelelektroden führt.

In den Jahren 2017 und 2018 wurde die DIN 50957 „Prüfung galvanischer Bäder Galvanisierungsprüfung mit der Hull-Zelle“ vom DIN-Ausschuss NA 062-01-61 AA routinemäßig überprüft und die Norm in zwei Teile geteilt.

Frage: Um glänzende Zinnschichten abzuscheiden, setzen wir einen schwefelsauren Zinnelektrolyten an einer Gestellanlage ein. Der Elektrolyt wird bei Raumtemperatur mit 20 g/L betrieben. Die kathodische Stromdichte beträgt 1,5 A/dm². Seit geraumer Zeit stellen wir fest, dass die Abscheidung, vorwiegend im niedrigen Stromdichtebereich, immer matter wird. Zur Kompensation wurde bereits der Anteil an Glanzzusatz erhöht, was nur eine geringfügige Verbesserung brachte. Ebenso haben wir die Stromdichte erhöht, was den Glanz in diesen Bereichen verbesserte, aber stellenweise an Kanten und Spitzen leichte Verbrennungen verursachte. Tests mit Hull-Zellen, Blechen und Winkelkathoden ließen dies reproduzieren. Im Labor führten wir Versuche mit einem Neuansatz durch, der hervorragende Resultate lieferte, wodurch wir ein Problem mit der Chemie ausschließen konnten. In Anbetracht der Kosten würden wir auf einen Neuansatz der rund 3000 Liter gerne verzichten. Welche möglichen Ursachen können Sie uns nennen, um die Fehlerursache zu finden?

In den Jahren 2017 und 2018 wurde die DIN 50957 „Prüfung galvanischer Bäder Galvanisierungsprüfung mit der Hull-Zelle“ vom DIN-Ausschuss NA 062-01-61 AA routinemäßig überprüft und hinsichtlich neuer Erkenntnisse angepasst. Das beinhaltete eine Zweiteilung dieser Norm. Teil 1 (DIN 50957-1:2016-02, Teil 1: „Standard-Hull-Zelle“) beruht im Wesentlichen auf der DIN 50957:1978 und beschreibt die Standard-Hull-Zelle. Teil 2 (DIN 50957-2:2019, Teil 2: „Spezielle Prüfzellen“) umfasst insbesondere eine gegenüber der Standardzelle verlängerte Version der Hull-Zelle (als Lang-Zelle bezeichnet) sowie zusätzlich gewinkelte Kathodenbleche. Im Rahmen der Bearbeitung der DIN 50957-1 und -2 erfolgten Simulationen zur primären und sekundären Stromdichteverteilung dieser beiden Hull-Zellen mit dem Simulationsprogramm COMSOL Multiphysics^® (electrochemical modul). Zusätzlich wurden die Simulationen mit experimentellen Untersuchungen verglichen. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass durch eine Simulation wesentlich schneller Stromdichteverläufe z. B. bei Geometrieänderungen der Hull-Zellen erhalten werden als mit dem Bau von Testzellen.

Frage: Für ein Versuchsprojekt recherchieren wir derzeit über cyanidische Bronzeelektrolyte. Vor allem bei den Themen Anodenmaterial, Anordnung und Schichtverteilung fehlen uns eingehende Angaben. Haben Sie uns Informationen und praktische Tipps?