Fachwörter-Lexikon
Das vollständige Fachwörter Lexikon ist nur für Abonnenten abrufbar. Sie sind nicht angemeldet, bitte loggen Sie sich ein oder schliessen Sie ein Abonnement ab.
Polieren - allgemein
Beim Polieren werden lediglich Mikrorauheiten im Bereich von wenigen Mikrometern durch Schneiden abgetragen. Deutlich stärker macht sich - insbesondere beim manuellen Polieren - eine starke Erhitzung des Oberflächenbereichs beim zu bearbeitenden Werkstück bemerkbar. Vor allem bei der Bearbeitung von Metallen tritt hier eine lokale plastische Verformung auf, durch die Mikrorauheiten eingeebnet werden.
Oxidationsschutz
Bei Beaufschlagung von Metallen mit hohen Temperaturen und gleichzeitiger Anwesenheit von Sauerstoff erleiden Metalle einen Angriff durch Oxidation. Bei vielen Metallen bilden sich keine geschlossenen, dichten Oxidschichten, so dass der Basiswerkstoff nach und nach in seine Oxide umgewandelt wird. Dies wiederum bedeutet eine Verminderung des Teilequerschnitts und damit eine mechanische Schwächung. Lediglich bei Werkstoffen wie Titan oder Tantal entstehen sehr dichte Oxidschichten, die eine natürliche Sperre gegen den Angriff durch Sauerstoff darstellen.
Besonders drastisch ist der Angriff durch Oxidation bei Bauteilen in Verbrennungsanlagen oder Turbinen. Hier werden zum Schutz der Werkstoffe Metalloxide, -nitride oder -carbide durch thermisches Spritzen aufgetragen. Mittels der Verfahrenstechnik thermisch Spritzen können eine sehr große Zahl unterschiedlicher keramischer Werkstoffe auf nahezu alle Substrate aufgebracht werden. Dabei kann auch die Dichte der Schichten durch Variation der Auftragstechnologien (Flammspritzen, Hochgeschwindigkeitsflammspritzen, Plasmaspritzen, Kaltgasspritzen) oder der eingesetzten Ausgangsstoffe (Draht, Flüssigkeit, Pulver) sowie der jeweiligen Arbeitsparameter gesteuert werden. Die so hergestellten Schichten mit Dicken von wenigen Mikrometern bis zu einigen Millimetern stellen eine wirksame Barriere für angreifende Gase dar. Aufgrund ihrer geringen Wärmeleitfähigkeit ermöglichen derartige Schichten auch eine Erhöhung der Arbeitstemperaturen beispielsweise von Turbinen. Dies trägt zu einer Einsparung von Treibstoff bei.
Metallabscheidung – galvanische
Als galvanische Metallabscheidung wird die Umwandlung von gelöstem Metall in den festen Metallzustand durch Einsatz von elektrischem Strom über einen äußeren Stromkreis bezeichnet. Die galvanische Metallabscheidung erfolgt in den meisten Fällen aus einer wässrigen Lösung eines Metallsalzes – z. B. Nickelchlorid, Nickelsulfat, Kupfersulfat, Zinkchlorid. Die wässrige Lösung enthält neben dem gelösten Metallsalz je nach Art der Metallabscheidung zusätzlich Stoffe zur Erzeugung eines stabilen Säuregrades (pH-Wert), zur Herstellung von glatten und glänzenden Metallschichten (Glanzbildner) oder auch zur Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit (Leitsalze) der wässrigen Lösung. Die Abscheidung von Metall erfolgt, indem die positiv geladenen Metallionen – z. B. zweifach positiv geladenen Nickelionen (Ni2+) oder zweifach positiv geladene Kupferionen (Cu2+) – an der als Kathode bezeichneten Elektrode zum reinen Metall reduziert werden. Zur Erzeugung des notwendigen Stromkreises befindet sich im selben Behältnis eine zweite Elektrode (Anode), an der der umgekehrte Prozess abläuft und ein Metall durch den Entzug von Elektronen aus dem Metall ein Metallion entsteht: Nickel wird zum Nickelion (Ni2+). Für diesen Prozess wird in den meisten Fällen Gleichstrom verwendet. Die Höhe des Stroms hängt von der Größe der Oberfläche ab, die mit einer galvanisch abgeschiedenen Metallschicht überzogen wird. Je nach Art und Eigenschaft des abgeschiedenen Metalls liegen die Stromdichten (Strom pro Abscheidefläche) bei Werten zwischen 0,1 A/dm2 und bis zu 100 A/dm2; in Ausnahmefällen auch darunter oder darüber. Daraus ergeben sich Abscheidegeschwindigkeiten zwischen 0,1 µm pro Minute und bis zu 10 µm pro Minute. Unterschiede ergeben sich vor allem aufgrund unterschiedlicher Ladungszahlen der eingesetzten Metallionen (Wertigkeit der Elemente – zwischen einer und bis zu sechs Elementarladungen) sowie dem Anteil an unerwünschten Nebenreaktionen, im Falle der Metallabscheidung ist dies zum Beispiel die Wasserstoffentwicklung.
Prinzip der galvanischen Abscheidung