Bericht aus Indien

Kuhdung, der 21 Tage lang vorkompostiert wurde, ist mit Apfeltrester und Sägemehl in unterschiedlichen Anteilen gemischt worden. Das Team verwendete den Regenwurm Esenia fetida und mischte den Kompost alle 15 Tage um, um eine gute Belüftung zu gewährleisten. Während der gesamten Kompostierung wurde die Feuchtigkeit und der pH-Wert aufrechterhalten. Der aus dem Wurmkompost entstandene sogenannte Vermikompost auf Apfeltresterbasis wurde nach 45 Tagen geerntet, der auf Sägemehl basierende Vermikompost nach 60-65 Tagen. Anschließend trockneten, mahlten, siebten und pyrolysierten die Forscher den Kompost zu Biokohle. Die Adsorption von Kadmium wurde bei pH 2 und pH 8 untersucht. Unter den verschiedenen Adsorptionsmitteln wurde die maximale Adsorption (35,075 mg.g^–1) gemäß der Langmuir-Adsorptionsisotherme für sogenannten Vermikompost aus 100 % Sägemehl ermittelt. Unter den Biokohlen wurde die maximale Adsorption (3,0 mg.g^–1) für Biokohle aus 100 % Apfeltrester ermittelt. Alle Adsorptionssysteme waren exotherm, mit AT-Werten zwischen 0,05-0,75 J.mol^–1 bei pH 8 und 0,118-0,485 J.mol^–1 bei pH 2. Die Adsorption war bei höheren pH-Werten aufgrund der Deprotonierung der funktionellen Gruppen und der elektrostatischen Wechselwirkung effizienter. Etwa 83 bis fast 100 % des Kadmiums konnten je nach Bedingung im Verlaufe von 1-3 Stunden entfernt werden. Im Allgemeinen verbesserte die Umwandlung von Vermikompost in Biokohle die Kadmiumabsorption. Dies könnte auf die höhere Porosität und den besseren Zugang zu den funktionellen Gruppen zurückzuführen sein, die Kadmium aus dem Wasser adsorbieren. Die Verwendung von Vermikompost und die daraus gewonnene Biokohle ist ein mehrschichtiger Adsorptionsprozess und kann zur Dekontaminierung betroffener Standorte eingesetzt werden. Die Adsorption konnte in einem optimalen Zeitrahmen abgeschlossen werden, der für die industrielle Anwendung zur Behandlung von kontaminiertem Wasser in großem Maßstab erforderlich ist.

Chem. Ecol. 2024, DOI: 10.1080/02757540.2024.2320888

Abb. 2: REM-Aufnahme der Grenzfläche (links) und Verschleißspurprofil der mit HVAF gespritzten WC-10Co-4Cr-Beschichtung (rechts). Zum Vergleich ist auch die Leistung einer HCP-Beschichtung ähnlicher Dicke angegeben.

Cermet Beschichtungen mittels HVAF als Hartverchromungsersatz

HVAF (Hochgeschwindigkeitsflammspritzen mit Luft) ist ein relativ neues Verfahren zum Spritzen von hochwertigen Beschichtungen aus Metallen, Legierungen, Karbiden und Boriden auf metallische Oberflächen. Beschichtungen mit feinen Pulvern (5-15 µm) können aufgebracht werden. Wissenschaftler von ARCI, einer autonomen Einrichtung des Ministeriums für Wissenschaft und Technologie (DST) Indiens, haben, zusammen mit Ingenieuren des Indian Institute of Bombay, die Synthese dünner Hartschichten aus einer Verbundlegierung aus Wolfram, Cobalt und Chrom (WC-10Co-4Cr) mittels HVAT durchgeführt und zu einer Alternative zur Hartverchromung weiterentwickelt. Die dünnen Schichten wurden mit mehreren Brenneroptionen und unter Verwendung verschiedener Düsengrößen abgeschieden, um die Rolle der verschiedenen Verbrennungswärmeströme und -geschwindigkeiten auf die Gesamtcharakteristik der dünnen Cermet-Schichten besser zu verstehen. Eine detaillierte mikrostrukturelle Charakterisierung wurde durchgeführt, um die Gleitverschleißleistung der gespritzten dünnen Schichten mit den Phaseneigenschaften zu korrelieren. Eine Vergleichsstudie mit der Hartverchromung bewertete die Leistung der gespritzten dünnen Cermet-Schichten.

Die Oberflächenrauheit der dünnen thermisch gespritzten WC-10Co-4Cr-Beschichtungen war um eine Größenordnung höher als die der Hartverchromung, aber geringer, wenn man sie mit Beschichtungen vergleicht, die mit herkömmlichen Partikelgrößen abgeschieden werden. Auf Substraten aus rostfreiem Stahl wurden Schichten mit einer Dicke von 50 µm und einer Oberflächenrauhigkeit von nahezu 1,5 µm erzielt. Die Beschichtung kann im unbearbeiteten Zustand abgeschieden werden, um eine glatte Oberfläche und eine Schichtdicke von etwa 50 µm zu erreichen. Dadurch werden die Nachbearbeitungsschritte nach der Beschichtung deutlich reduziert, was die Verarbeitungs- und Rohstoffkosten erheblich senkt und eine bessere Verschleißfestigkeit als HCP bietet. Der Brennertyp und das Düsendesign beeinflussten die Schichteigenschaften erwartungsgemäß erheblich. Die mittels HVAF erzeugten dünnen WC-10Co-4Cr-Beschichtungen wiesen im Vergleich zu herkömmlichen Hartchrombeschichtungen (HCP) eine bessere Gleitverschleißleistung auf. Ebenso zeigten Korrosionsstudien, die an der Beschichtung durchgeführt und mit HCP verglichen wurden, dass die neue Technik eine bessere Alternative zu HCP für Schwerlastanwendungen wie Hydraulikwellen, Ventile, Kolben­stangen oder Kugeln sein kann. Zu den Vorteilen der Verwendung von feinen Pulvern gehören eine geringere Porosität und rissfreie Schichten. Die Ergebnisse dieser Studie liefern Erkenntnisse über die optimale thermische Energie, die erforderlich ist, um ein übermäßiges Schmelzen und/oder eine übermäßige Oxidation der Oberfläche zu vermeiden und gleichzeitig die dichten Gefügeeigenschaften durch ausreichende kinetische Energie für eine verbesserte Verschleißfestigkeit zu erhalten.

J Therm Spray Tech 32, 904–917 (2023). https://doi.org/10.1007/s11666-023-01563-9

Halbleiter und Galvanisierungslösungen

Die NEPES Corporation hat ihren Sitz in Cheongju, Süd-Korea, und ist globaler Anbieter von Wafer Level Packaging, Panel Level Packaging und schlüsselfertigen Montagelösungen einschließlich Test- und DPS-Dienstleistungen. Das Unternehmen hat kürzlich bekanntgegeben, dass das Unternehmen noch in diesem Jahr lokal mit der Massenproduktion von Galvanisierungslösungen beginnen wird. Dabei handelt es sich um Galvanikbäder, die für Halbleiterchips unerlässlich sind, um ihre elektrischen Eigenschaften zu erhalten und gleichzeitig ihre Dichte zu erhöhen. Diese wurden bisher ausschließlich von ausländischen Unternehmen in Japan und den Vereinigten Staaten bezogen, wie einer Firmenmitteilung zu entnehmen ist. NEPES berichtete nun, dass die von ihm entwickelte Beschichtungslösung von Halbleiterspeicherherstellern für Through Silicon Via (TSV) in einem High Bandwidth Memory (HBM)-Prozess übernommen worden ist. Beim TSV-Verfahren werden Speicherchips vertikal gestapelt und elektrische Signale zwischen ihnen übertragen, was für die HBM-Produktion entscheidend ist. Die neu entwickelten Produkte werden nicht nur für HBM, sondern auch für Halbleiter mit einem mikroskopischen Prozess von 10 nm geeignet sein. Das Unternehmen erwartet noch in diesem Jahr einen Umsatz von etwa 33 Mio. US-Dollar. Dank dem Wachstum von Hochleistungs-D-RAM-Halbleitern und Halbleitern für Künstliche Intelligenz (KI) wird beim Umsatz mit diesem Produkts mit einer hohe Wachstumsrate von mehr als 30 - 40 % pro Jahr gerechnet.

https://www.chosun.com/english/industry-en/2024/04/04/CIIH4YZX65EFRGT232LYJYBSQU