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Bis zum 1. März 2023 können sich Architekten, Ingenieure, Stahl- und Metallbauer, Schlosser, Kunstschmiede, Designer und Bauherren am Wettbewerb um den Verzinkerpreis für Architektur und Metallgestaltung beteiligen.

Frage: Wir lassen Stahlteile extern am Gestell Zink-Nickel beschichten. Der Grundwerkstoff ist 1.0503 nach EN 10277-2. Die Beschichtung soll nach DBL 8451.76 erfolgen. Die von uns beauftragte Galvanik beschichtet die Teile in einem alkalischen Bad und liefert immer wieder fehlerhafte Teile, wobei die Fehlerbilder recht unterschiedlich sind.*

Mittels Computer Aided Design (CAD) ist es heute möglich, die Oberfläche vieler Teile einfach und schnell herzuleiten. Dabei geraten herkömmliche Methoden zusehends aus dem Blick. Damals wie heute gilt: Bei galvanischen Prozessen ist die Kenntnis der genauen Oberfläche eines zu beschichtenden Körpers für die Einstellung der Stromdichte als relevantem Parameter erforderlich.

Frage: Wir setzen noch einen cyanidischen Zinkelektrolyten ein und haben dabei immer wieder Probleme mit dem Zinkgehalt. Dabei stießen wir auf die Frage, wie das Flächenverhältnis zwischen Anode und Kathode sein muss.

Im dekorativen sowie funktionellen Bereich der Galvanotechnik spielen Chromschichten eine entscheidende Rolle. Die helle, glänzende und harte Schicht hat einen hohen Stellenwert in der Armaturen-, Möbel- und Automobilindustrie. Durch das Ersetzen von sechswertigen Chrombädern durch trivalente Elektrolyte ergibt sich oftmals das Problem, dass sich die Schichten optisch voneinander unterscheiden und so ein Mischverbau nicht möglich ist. Das Saphir 2000 BL Verfahren der Fa. Kiesow Oberflächenchemie GmbH & Co. KG aus Detmold ist ein modifiziertes, trivalentes Chromverfahren welches Abscheidungen mit b*-Werten im negativen Bereich (-0,5 bis -1) ermöglicht. Es ist speziell für die Ansprüche der Automobilindustrie entwickelt worden (Abb. 1).

Föhl, Spezialist für Zinkdruckguss, präsentiert auf der Druckgussmesse Euroguss Lösungen und Inspirationen rund um die Verarbeitung von Zink. Das Unternehmen hat jedoch zukünftig nicht nur Zink im Fokus: Föhl plant seine Nanobeschichtung Föhlan jetzt auch für bestimmte Aluminiumlegierungen anzubieten. Laut dem Rudersberger Zinkdruckgießer ist das Verfahren eine grüne Alternative zur Galvanik, die nicht nur mit ökologischen Vorteilen, sondern auch mit besserer Korrosionsbeständigkeit überzeugt.

Frage: An unserer Trommelanlage betreiben wir einen schwachsauren Zinkelektrolyten. Hier kommt es gelegentlich vor, dass wir Perforationsmarkierungen erhalten. Dies kommt von einer Eisenverunreinigung, welche wir mit Zugabe von Wasserstoffperoxid beheben. In letzter Zeit wird die Schicht aber nicht, wie bei der Fe-Verunreinigung, fleckig /dunkel, sondern grau bis dunkelgrau. An Löchern / Bohrungen stellen wir fest, dass wir überhaupt keine Zinkschicht mehr abscheiden. Dies konnten wir auch an Hullzellenblechen bestätigen. Eine Zugabe von H₂O₂ bringt aber leider keine Besserung, die Schicht wird eher noch matter. Was könnte das beschriebene Problem verursachen?

Gemeinsam mit dem Partner Hillebrand Chemicals startete das Fachgebiet „Elektrochemie und Galvanotechnik“ der Technische Universität Ilmenau ein Projekt zur elektrochemischen Behandlung galvanischer Zink-Nickel- Abwässer mittels Bor-dotierter Diamantelektroden (BDD- Elektroden), das vom Ministerium für Umwelt, Landwirtschaft, Natur- und Verbraucherschutz des Landes Nordrhein-Westfalen gefördert wird.

Feuervergoldung in Nepal

Die Technik der Feuervergoldung ist in vielen Zivilisationen seit langem bekannt. In Nepal scheiden Handwerker Goldschichten auf Metall (z. B. Kupfer) ab, indem die auf die Metalloberfläche aufgetragene Goldamalgam-Paste erhitzt wird. Mit Hilfe von modernen analytischen Methoden wurde an der Tribhuvan Universität bei der Feuervergoldung mit einem Gold-Quecksilber Amalgam (1:4 bis 1:5 Gewichtsverhältnis) festgestellt, dass eine polykristalline Goldschicht gebildet wird. Die Porosität lag im Submikronbereich. Die Auswirkungen der doppelten Beschichtung von Goldamalgamschichten, des Polierprozesses und der Eisenoxidbehandlung auf die Goldschicht wurden auch untersucht. Es wurde festgestellt, dass der optische Reflexionsgrad mit zunehmender Oberflächenglätte durch die doppelte Beschichtung und das Glätten zunimmt.

Der Goldglanz wurde außerdem durch eine Eisenoxidbehandlung aufgrund der erhöhten Reflexion im roten Spektralbereich verstärkt.

Quelle: Indian J. Pure Appl. Phys. 60 (2022), pp. 117–123

2D-Tinte

2D-Materialien weisen eine große Bandbreite an physikalischen und chemischen Eigenschaften auf. Die meisten dieser Materialien können entweder in einer Lösung synthetisiert werden oder aus einem Schichtkristall in einer Flüssigkeit herausgelöst werden. Jedoch stellt sich heraus, dass die Verarbeitung von 2D-Materialien zu druckbaren oder lackierbaren Tinten für die Herstellung von funktionellen Geräten recht schwierig ist. Grund dafür ist das Verhalten der Suspension in beiden Fällen, wobei laut DLVO-Theorie die Konzentration der Nanoblätter in den Suspensionen eine Obergrenze hat, über der die Suspension instabil wird. Additive müssen trotzdem in hohen Konzentrationen verwendet werden, um die Probleme bei der Verarbeitung zu lösen, aber sie verschlechtern die elektronischen Eigenschaften der Materialien drastisch. Um die Zusatzstoffe zu entfernen, kann eine Hochtemperaturbehandlung nach der Abscheidung eingesetzt werden, was jedoch den Herstellungsprozess verkompliziert und die Auswahl der Materialien eventuell einschränkt.

Anwendungsmöglichkeiten für vdW-Tinte

Arbeitsgruppen aus EMPA, EPFL und ETHZ in der Schweiz haben unter Ausnutzung der einzigartigen Eigenschaften von 2D-Materialien eine universelle Strategie für die Formulierung von Tinten ohne Zusatzstoffe entwickelt, bei der die Rolle der Zusatzstoffe durch van-der-Waals-­Wechselwirkungen (vdW) übernommen wird. In dieser neuen Klasse von sogenannten vdW-Tinten werden die Lösungsmittel in dem miteinander verbundenen Netzwerk der 2D-Materialien dispergiert, wodurch die durch die Dispersion bedingten Einschränkungen bei der Auswahl der Lösungsmittel minimiert werden. Das Fließ­ver­halten der Tinten und die mechanischen Eigenschaften der resultierenden Filme werden hauptsächlich durch die zwischenliegenden vdW-Attraktionen gesteuert. Die Struktur der vdW-Tinten, ihre rheologischen Eigenschaften und das Filmbildungsverhalten werden in der Veröffentlichung im Detail diskutiert. Die großtechnische Herstellung und Formulierung der vdW-Tinten für die wichtigsten Druck- und Beschichtungsmethoden mit hohem Durchsatz sowie ihre Anwendung für die Herstellung funktioneller Filme/Geräte bei Raumtemperatur werden demonstriert.

Quelle: Adv. Mater. 34 (2022), 2103660

Zink-Anoden und Dendriten-Bildung in Akkus

Wässrige Zink-Ionen-Batterien gelten aufgrund ihrer geringen Kosten und hohen Sicherheit als optimale Kandidaten für stationäre Energiespeichersysteme. Es ist jedoch bekannt, dass Zink leicht zu Dendriten anwachsen kann, was zu einer eingeschränkten Zyklusleistung und einem schnellen Ausfall der Batterien führt.

Wissenschaftler an der King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) in Saudi-Arabien haben eine neue Strategie zur Überwindung des Dendritenproblems vorgeschlagen, bei der ein selektiv polarisiertes ferroelektrisches Polymermaterial (Poly(vinyliden- fluorid-trifluorethylen) (P(VDF-TrFE)) als Oberflächenschutzschicht auf Zinkanoden eingesetzt wird. Eine solche polarisierte ferroelektrische Polymerschicht kann eine örtlich konzentrierte Zinkionenverteilung entlang der beschichteten Oberfläche und damit das horizontale Wachstum von Zinkplatten ermöglichen.

Als Ergebnis weisen symmetrische Zinkbatterien, die solche Anoden verwenden, eine lange Zykluslebensdauer bei 0,2 mA cm-2, 0,2 mA.h cm-2 für 2000 Stunden und eine hohe Ratenleistung bis zu 15 mA cm-2 auf. Die vollständige Zelle (einschließlich einer Zn-MnO2-Batterie und eines Zink-Ionen-Kondensators) auf der Grundlage dieser Anode wurde demonstriert. Andere Metallanoden könnten unter Ausnutzung der Polymerferroelektrizität geschützt werden, so die Autoren. Es wäre interessant zu beobachten, ob solche Erkenntnisse auch für die Galvanotechnik von Bedeutung sein könnten.

Sonstiges

Neuigkeiten aus Indien gibt es auch im E-Bike-Segment: Die TVS Motor Company aus Chennai übernimmt die Mehrheit der Swiss E-Mobility Group (SEMG). Die Absicht scheint klar: Der vor allem im Roller-Segment starke Massenproduzent will in Europa im boomenden E-Bike-Markt Fuß fassen.

Das Prüf- und Zertifizierungsunternehmen TÜV SÜD hat im Dezember 2021 den Grundstein für eine neue Einrichtung zur Prüfung und Zertifizierung von elektrischen und elektronischen Produkten sowie medizinischen Geräten in Bengaluru gelegt.

Diese neue integrierte Büro- und Laboreinrichtung soll Anfang 2023 fertiggestellt werden. Die mit einer Investition von 15 Mio. EUR errichtete Anlage umfasst 70.000 m² und wird die zweite Laboreinrichtung in Bengaluru sein.

Um eine vertrauenswürdige Elektronik-Wertschöpfungskette in den Bereichen der Anwendung von Herstellungs- und Verpackungstechnologien zu etablieren, wird ein Programm für die Errichtung von Verbindungshalbleiter-/Silizium-Photonik-/Sensorfabriken und Halbleiter-Montage-, Test-, Markierungs- und Verpackungsanlagen (ATMP)/OSAT-Anlagen in Indien umgesetzt. Zur Produktion von Halbleitern und Displays in Indien hat die indische Regierung 5 Anträge bekommen. Vedanta in JV mit Foxconn, IGSS Ventures Pte mit Hauptsitz in Singapur und ISMC haben Vorschläge für Halbleiterfabriken eingereicht. Die Anträge wurden für die Errichtung von Halbleiterfabriken im Bereich von 28 nm bis 65 nm mit einer Kapazität von ca. 120.000 Wafern pro Monat und einer voraussichtlichen Investition von 13,6 Mrd. US-Dollar eingereicht, wobei eine steuerliche Unterstützung der Zentralregierung in Höhe von fast 5,6 Mrd. US-Dollar beantragt wurde. Vedanta und Elest haben Anträge für Display-Fabriken mit einer voraussichtlichen Investitionssumme von 6,7 Mrd. US-Dollar gestellt und um steuerliche Unterstützung der Zentralregierung in Höhe von fast 2,7 Mrd. US-Dollar gebeten. Im Rahmen des Programms für die Errichtung von Display-Fabriken in Indien wurden Anträge für die Errichtung von TFT-LCD-Display-Fabriken der Generation 8.6 sowie von Display-Fabriken der sechsten Generation für die Herstellung von hochmodernen AMOLED-Displays eingereicht, die in modernen Smartphones verwendet werden. Vier weitere Unternehmen, nämlich SPEL Semiconductor Ltd, HCL, Syrma Technology und Valenkani Electronics, haben sich im Rahmen dieses Programms für die Halbleiter-Verpackung registriert. Ruttonsha International Rectifier hat sich im Rahmen dieses Programms für Verbindungshalbleiter registriert.

Wenn Edelstahl auf Stahlschrauben trifft, ist die Kontaktkorrosion vorprogrammiert: Das edlere Metall greift das „unedlere“ an. Vorheriges Verzinken des Edelstahls schafft Abhilfe, ist aber nicht ganz einfach: Das galvanische Verfahren eignet sich nicht für alle Edelstähle, zudem fehlt es oft an Haftung. OTH Hagen stellt jetzt auch für das elektrolytische Verzinken von Edelstahl eine verlässliche Lösung bereit: Der Oberflächenspezialist bringt eine Zwischenschicht aus Nickel auf. Und erzielt damit eine deutlich stärkere Adhäsion der Metalle.