Fachwörter-Lexikon
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Kupferschichten – Eigenschaften
Die Kupfer- beziehungsweise Kupferlegierungsschichten sind durch einen weiten Bereich der Härte und Duktilität charakterisiert. In der Regel steigt der elektrische Widerstand der Schichten mit dem Anteil an Fremdstoffen (Zusätze, die eingebaut werden) beziehungsweise Legierungspartner, weshalb für elektrotechnische Anwendungen bevorzugt hochreines Kupfer verwendet wird. Fremdstoffe und Legierungsmetalle erhöhen die Härte und reduzieren die Dehnung der Kupferschichten. Letzteres macht sich bei sehr dicken Schichten auch im Verhalten der beschichteten Teile bemerkbar, insbesondere dann, wenn die Schichtdicken in den Bereich von einigen Millimetern gehen. Je nach Einsatzgebiet liegen die üblichen Kupferschichtdicken im Bereich von wenigen Mikrometern (für elektrotechnische Anwendungen) bis zu mehreren Millimetern, wenn die mechanischen Eigenschaften gefragt sind. Für dekorative Zwecke sind zwischen etwa 5 µm und 40 µm dicke Schichten gebräuchlich.
Nickelschichten – chemisch abgeschieden – Eigenschaften
Chemisch abgeschiedene Nickelschichten zeichnen sich damit durch eine absolut gleichmäßige Schichtdicke über die gesamt Oberfläche des Grundmaterials aus. Eine weitere positive Eigenschaft der chemisch abgeschiedenen Nickelschichten besteht darin, dass der Phosphorgehalt zwischen etwa 1 % und mehr als 15 % über die Wahl des Elektrolytsystems und der Arbeitsparameter gesteuert werden kann. Der Anteil an Phosphor bestimmt ganz entscheidend die mechanischen Eigenschaften der Nickelschicht, die zudem durch eine thermische Behandlung verändert werden kann. Damit lassen sich beispielsweise Härte, Duktilität, Verschleiß, Korrosionsbeständigkeit, Löt- und Bondbarkeit beeinflussen. Dadurch bieten diese Arten der Nickel-Phosphor-Schichten in vielen Bereichen der Produktherstellung von der Elektrotechnik, über die Werkzeugherstellung, den Korrosionsschutz bis zur Medizintechnik Einsatzmöglichkeiten. Im Prinzip lassen sich die Schichten beliebig dick abscheiden, allerdings ist hierbei die geringe Abscheidegeschwindigkeit von 10 µm bis 20 µm pro Stunde zu berücksichtigen. Zudem steigt mit der Schichtdicke die Oberflächenrauheit an, was sich bei Dicken von deutlich über 100 µm bis 200 µm bemerkbar macht.
Zink
Zink (Zn) ist ein bläulich-weißes sprödes und unedles Metall mit der Ordnungszahl 30 im Periodensystem der Elemente. Es zählt zu den Übergangsmetallen, hat ein voll besetztes d-Orbital und deshalb Erdalkali-ähnliche Eigenschaften. Nach der IUPAC-Nomenklatur bildet Zink mit Cadmium und Quecksilber die Gruppe 12. Der Schmelzpunkt liegt bei 419,53 °C. Mit einem Massenanteil an der Erdhülle von 0,0076 % liegt das Zink an 24. Stelle der Häufigkeitsscala der Metalle, es kommt jedoch nicht in gediegener Form vor. Mit einer Dichte von 7,14 g/cm3 zählt es zu den Schwermetallen. Im auskristallisierten Zustand weist es ein hexagonales Gitter (hdP) auf. Zwischen 100 °C und 200 °C ist es jedoch recht duktil und lässt sich leicht verformen.