Die Metallabscheider BElektrochemieV - Wiley Online Library

638 BMagazinV Elektrochemie
Abb. 2. Durch Galvanoplastik hergestellte Kopie der Paradiestür
des Baptisteriums in Florenz von Lorenzo Ghiberti.
(Foto: WMF Württembergische Metallwarenfabrik, Geislingen)
gen von Fremdmetallen bei. Oberflächenaktive
Substanzen werden
in der Regel im Konzentrationsbereich
von 0,1 bis 10 g·L –1 eingesetzt.
Typische Glanzbildner wirken
oft in deutlich niedrigeren
Konzentrationen, oftmals bereits
im ppm-Bereich. Um die Prozesssicherheit
eines galvanischen Verfahrens
sicher zu stellen, müssen
daher Analysenverfahren von klas-
Abb. 3. Armaturenbrettverkleidung aus Kunststoff in Lederoptik.
Das erforderliche Spritzgusswerkzeug wurde durch Galvano -
formung durch Abformung einer natürlichen Lederoberfläche
hergestellt.
(Foto: Bayer; aus der Festschrift „50 Jahre Deutsche Gesellschaft
für Galvano- und Oberflächentechnik“, Herausgeber: Deutsche
Gesellschaft für Galvano- und Oberflächentechnik, 2011)
sischen Titrationen bis hin zu instrumenteller
Analytik vorhanden
sein.
Zur Charakterisierung der abgeschiedenen
Schichten sind Eigenschaften
wie Schichtdicke, Legierungszusammensetzung,
Glanz,
Härte, Duktilität, tribologische Eigenschaften
oder Korrosionsbeständigkeit
zu bestimmen. Hierfür
dienen bevorzugt physikalische
und materialwissenschaftliche
Methoden.
Galvanische Verfahren produzieren
Abwässer, die Schwermetalle
und weitere toxische Bestandteile
enthalten. Dementsprechend
sind Verfahren zur Abwasserbehandlung
erforderlich, damit die
gesetzlich festgelegten Grenzwerte
eingehalten werden. Schon bei der
Elektrolytentwicklung spielen
Fragen der Abwasserbehandlung
eine Rolle, und es ist erforderlich,
mit Verfahrensingenieuren der Abwassertechnikzusammenzuarbeiten.
Anwendungen galvanisch
abgeschiedener Metallschichten
S Die Einsatzgebiete metallischer
Schichten sind im wesentlichen:
dekorative Veredelung, Korrosionsschutz,Kunststoffgalvanisierung,
Galvanoformung, Verschleißschutz
sowie Elektrotechnik
und Elektronik.
Den häufigsten und augenscheinlichsten
Kontakt mit galvanisch
veredelten Bauteilen hat der
Verbraucher mit dekorativ vernickelten
und verchromten Sanitär -
armaturen wie Wasserhähnen und
Duschköpfen. Grundmaterial ist
hier Messing oder Kunststoff.
Hochkonjunktur hatte die dekorative
Nickel-Chromabscheidung
bei Autostoßstangen aus Stahl.
Diese spielen heute zwar keine
Rolle mehr, es werden aber weiterhin
viele vernickelte und verchromte
Bauteile im Automobilbau
verwendet, hauptsächlich in
Form von metallisierten Kunststoffen.
Die Verchromung erfolgt größtenteils
noch in Chromelektroly-
ten auf Basis von Chromsäure.
Dieser toxische Stoff wird in Zukunft
stärkeren Beschränkungen
unterliegen. Als Alternativen werden
Elektrolyte auf Basis der nicht
toxischen dreiwertigen Chromverbindungen
entwickelt.
Der hohe Glanzgrad der veredelten
Teile entsteht dadurch,
dass die Abscheidung hocheingeebneter
Überzüge (Glanznickel
oder eine Kombination von Glanzkupfer
und Glanznickel) die Rauigkeiten
des Grundmaterials ausgleicht.
Neben diesem rein dekorativen
Aspekt sollen Nickel-
Chromschichten das Grundmaterial
auch vor Korrosion schützen.
Bei Stahl als Grundmaterial
kann Nickel wegen seines edleren
Potenzials nur dann einen Korrosionsschutz
liefern, wenn die
Schicht absolut porenfrei ist. An
Poren findet selektiv eine Grundmetallkorrosion
mit Lochfraß
statt.
Das Korrosionsverhalten von
Nickelschichten lässt sich durch
die Auswahl von Additiven für die
Nickelelektrolyte steuern. Die Verwendung
schwefelhaltiger organischer
Verbindungen führt dazu,
dass Schwefel in die Nickelschicht
eingebaut wird. Das Korrosionspotenzial
dieser Schicht liegt dadurch
gegenüber einer schwefelfrei
abgeschiedenen Schicht um
bis zu 150 mV niedriger. In der
Praxis nutzt man diesen Effekt bei
der Abscheidung von Doppelnickel
aus. Dafür wird auf dem
Grundmaterial zunächst eine
schwefelfreie Nickelschicht mit
edlerem Potenzial abgeschieden.
Anschließend erfolgt die Abscheidung
einer schwefelhaltigen Nickelschicht
mit negativerem Potenzial.
In der Anwendung beschränkt
sich der Korrosionsangriff
dann zunächst auf die unedlere,
schwefelhaltige Nickelschicht.
Die darunter liegende,
schwefelfreie Nickelschicht (und
das Grundmaterial) bleiben geschützt.
Auch bei der dekorativen Veredelung
mit Silber oder Gold beginnt
der Schichtaufbau mit einer
Nachrichten aus der Chemie| 60 | Juni 2012 | www.gdch.de/nachrichten