Fachwörter-Lexikon
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Elektrodeionisation
Die Elektrodeionisierung (EDI) ist eine Technologie, bei der Ionenaustauscherharze und ionenselektive Membranen mit elektrischem Gleichstrom kombiniert werden, um Ionen aus dem Wasser zu entfernen. Dass der Ionenaustauscher nicht nur mit Säure und Lauge, sondern durch ein elektrisches Feld regeneriert werden kann, war eine revolutionäre Idee und legte den Grundstein für die Entwicklung moderner Verfahren der Elektrodeionisierung.
Ein EDI-Modul besteht aus mehreren Kammern, die durch ionenselektive Membranen voneinander getrennt sind. Die Kammern sind mit Ionenaustauscherharzen gefüllt und zwischen zwei Gleichspannungselektroden angeordnet. Durch die angelegte Gleichspannung werden die Ionen des EDI-Speisewassers zur jeweiligen Elektrode abgelenkt: Kationen bewegen sich in Richtung Kathode und Anionen zur Anode. Aufgrund der gegensätzlichen Anordnung der ionenselektiven Membranen werden die Ionen in Kanälen zwischen den Kammern gesammelt und durch einen Teilstrom, das EDI-Konzentrat, aus dem Modul ausgetragen.
Die Elektrodeionisierung wird bevorzugt nach der Umkehrosmose eingesetzt. Das entsalzte Wasser wird dabei nochmals aufbereitet. Die Wasserqualität zeichnet sich durch eine niedrige elektrische Leitfähigkeit und geringe Kieselsäurewerte aus.
Metallabscheidung – allgemein
Der Begriff der Metallabscheidung wird im allgemeinen für die Herstellung von metallischen Beschichtungen verwendet, im engeren Sinn allerdings für die elektrochemische Herstellung von metallischen Überzügen. Die elektrochemische Abscheidung wird unterteilt in die Abscheidung über einen äußeren Stromkreis (galvanische Metallabscheidung) und eine außenstromlose oder chemische Metallabscheidung.
Neben der elektrochemischen Metallabscheidung existieren einige Arten der physikalischen Abscheidung beispielsweise durch Tauchen in flüssiges Metall (Feuerverzinken, Tauchverzinnen), verschiedenen Arten des mechanischen Auftragens durch Hämmern, Reiben (Blattvergolden) oder Walzen (Walzplattieren) oder das Aufdampfen im Vakuum.
Mit Hilfe der Metallabscheidung ist es möglich, die Eigenschaften des Grundwerkstoffes zu ändern oder zu erweitern. Eine der wichtigsten Aufgaben besteht heute in der Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit, was insbesondere bei Eisenwerkstoffe zum Einsatz kommt. Ein weiterer interessanter Aspekt ist die Erhöhung der Verschleißbeständigkeit, die vor allem durch die Abscheidung von Chrom oder Nickel-Phosphor möglich ist. Schließlich bietet die Abscheidung von Mehrfachschichten aus Nickel-Chrom oder auch aus Edelmetallen wir Gold, Palladium oder Silber die Möglichkeit, die Farbe und die Haptik zu ändern. Insbesondere im Automobilbereich stehen bei der Beschichtung von Kunststoffteilen für den Innenbereich von Fahrzeugen Farbe und Haptik im Vordergrund.
Durchdringungsverbundwerkstoffe, Metall-Matrix-Verbunde (MMC)
Metallische Matrix (meist Leichtmetalle wie Magnesium Mg, Aluminium Al oder Titan Ti) mit eingelagerten, meist keramischen Teilchen oder Fasern. Hinsichtlich Größe und Ausrichtung der Einlagerungskomponenten lassen sich die MMC den Faser- oder Teilchenverbundwerkstoffen zuordnen. Leichtmetalle wie Al oder Mg haben im Vergleich zu den Stählen den Nachteil einer relativ niedrigen Festigkeit (insbesondere bei höheren Temperaturen) sowie eines geringen E-Moduls (geringe Steifigkeit der Konstruktion). Ihre geringe Dichte, günstige Gießtemperaturen (Al, Mg) und ihr teilweise gutes Korrosionsverhalten (Al und Ti) machen sie jedoch zu sehr wichtigen Leichtbauwerkstoffen. Eine Erhöhung der Festigkeit und des E-Moduls ist durch Einlagerung geeigneter, meist keramischer Teilchen oder Fasern möglich, die zu einer Behinderung der Versetzungsbewegung führen. Die Einlagerung der Fremdteilchen erhöht auch den E-Modul.