Vergleichende Untersuchungen an

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1 Galvanotechnik Bad Saulgau 92 (2001) Heft Nr Vergleichende Untersuchungen an cyanidfreien Zinkelektrolyten mit Natrium- oder Kaliumhydroxidzusatz Teil 3: Eigenschaften der abgeschiedenen Zinkuberzuge Van Dr. Ernest Grunwald, Cluj-Napaca, Rumanien; Dr. Virginia Danciu, Dr. Veronica Casaveanu, laana Carmen Ladiu, Babes-Balyai Universitat, Chemische Fakultat, Cluj-Napaca, Rumanien und Mcalae Jumate, Technische Hachschule Cluj-Napaca, Rumanien In der varliegenden Arbeit werden Untersuchungen zu Eigenschaften einiger Zinkuberzuge, die aus natrium- und kaliumhydroxidhaltigen, cyanidfreien Glanzzinkelektrolyten abgeschieden wurden;beschrieben. 1 Glanz der Zinkschichten Die Messung des Glanzgrades wurde mit einem Universalapparat Typ Dr. B. Lange auf falgenden Probeblechen mit den Abmessungen 50 mm x 80 mm x 0,3 mm durchgefuhrt: - Stahlblech, mechanisch hochglanzpoliert - dekapiertes Stahlblech ohne Glanz - Messingblech mit optischem Glanz. Erwahnt werden muss, dass in Anlehnung an fruhere Arbeiten [1,2], welche den jetzigen Untersuchungen als Vergleich zu Grunde gelegt wurden, nun auch noch der Glanzgrad von abgeschiedenen hochglanzenden Zinkuberzugen bei zwei schwachsauren Zinkelektrolyten auf Chloridbasis gemessen wurden (AZffH von Regal, Frankreich, und Zinkalux von Atotech Deutschland). Tabelle 1 enthalt die experimentellen Ergebnisse. Es ist ein Hochglanz gegenuber dem Basismaterial, insbesondere bei solchem mit matten Oberflachen, zu erkennen. Die 'Messungen zeigen deutlich, dass die Mikroeinebnungsfahigkeit der schwachsauren Zinkelektrolyten mit KCI-Gehalt intensiver ist, als bei denen mit einem Zusatz an Natriumchlorid und bei den alkalisch-cyanidfreien Zinkelektrolyten. Diese Tatsache beruht des Weiteren auf der Erh6hung des Glanzgrades der Zinkniederschlage, Bei den hochglanzpolierten Prufblechen andert der Glanz von Zinkniederschlagen seine Intensitat nicht, wenn diese aus Elektrolyten mit Kaliumhydroxid abgeschieden wurden, wahrend bei natriumhydroxidhaltigen L6sungen der ursprungliche Glanz der Prufbleche leicht abnimmt. Es kann jedoch davon ausgegangen werden, dass die von beiden alkalisch-cyanidfreien Elektrolyten abgeschiedenen Zinkuberzuge praktisch eine ahnliche Glanzintensitat besitzen, welche sich nur leicht durch Blau- oder Gelbchromatierung erh6ht. 2 Schichtdickenverteilung Die Schichtdickenverteilung der alkalischcyanidfreien Zinkelektrolyte mit Natrium- oder Kaliumhydroxidzusatz wurde in der Hull-Zelle untersucht, in derfalgende Bedingungen vorlagen: - Gesamtstramstarke 0,25,0,5, 1,0 und 1,5 A - Elektrolysedauer 10 Min. - Temperatur, :, 20 DC Die Ergebnisse sind in den Abbildungen 1 und 2 dargestellt. Die Schichtdicken wurden mit einem Schichtdickenmesser DUO-CHECK ST-20 der Firma Namican bestimmt mit einer Messgenauigkeit von ±0,5 ~m. Interessant war auch die Schichtdickenverteilung bei 45 DC ohne und mit Elektrolytbewegung, einer Elektrolysedauer van 10 Min. und einer Gesamtstromstarke von 1,5 A. 1m niedrigen Stromdichtebereich fuhrt die Elektrolytbewegung zu einer gunstigeren Wirkung in kaliumhydroxidhaltiger L6sung. Die Abbildungen 3 und 4 zeigen diese Effekte. Die Deckfahigkeit der alkalisch-cyanidfreien Zinkelektrolyte mit Natrium- und Kaliumhydroxidzusatzen wurde mit Faltkathoden bestimmt. Die mit diesen Untersuchungsmethoden durchgefuhrten Messungen entsprechen den industriellen Bedingungen am

2 1238 GrOnwaldlDanciulCosoveanulLadiulJumate: G a I van 0 tee h n i k Vergleichende Untersuchungen an cyanidfeien Zinkelektrolyten D Bad Saulgau. mit Natrium- oder Kaliumhydroxidzusatz (Tei/3) 92 (2001) Heft Nr. 5 Tab. polierter hochglanzpoliertes dekapiertes Hochglanzpoliertes Polierter 1: Glanzgrad wird Schicht Bemerkungen Stahl aber bleibt des nimmt Stahlblech nicht von erzeugt Basismaterials nahezu praktisch abzinkschichten, Messingblech verbessert Hochglanz unverandert bleibt abgeschieden erhalten, 20/1 25/100 18/100 30/98 (%) G/anzgrad aus verschiedenen Elektrolyten Nr. Art des PrOfbleches bzw. besten. Die Anode wurde nur auf einer Seite der Faltkathode eingesetzt (Abb. 5). Foigende Arbeitsbedingungen lagen vor: - Stromdichte: 2 Aldm2 - Elektrolysedauer: 15 Min. - Temperatur: : C - Material der Faltkathode:... hochglanzpoliertes Stahlblech - Kathodenbewegung: senkrecht Abbildung 6 zeigt die Schichtdickenverteilung der ZinkUberzUge auf der Faltkathode der natrium- oder kaliumhydroxidhaltigen, cyanidfreien Zinkelektrolyte.

3 G a I van 0 tee h n i k GrOnwald/Oanciu/Cosoveanu/Ladiu/Jumate: D Bad Saulgau Vergleichende Untersuchungen an cyanidfeien Zinkelektrolyten 92 (2001) Heft Nr.5 mit Natrium- oder Kaliumhydroxidzusatz (Tei/3) E 9 "-8!i 7 ' ~, ~ 3 Elektrotyt mit NoOH, bei 20 'C., - 0,2S A 2 -o,s A 3-1,OA 4-1,5A Etektl'olyt mit KOH, bei 2O C., - O,2SA 2-0,SA 3 - ',OA,- ',SA 2 1 '0 Abstand von der Anode, em Abb. 1: Schichtdickenverteilung der Zinkuberzuge auf dem Kathodenblech in Abhangigkeit der Stromstarke; Elektrolyt mit NaOH Abb. 2: Schichtdickenverteilung der Zinkuberzuge auf dem Kathodenblech in Abhangigkeit der Stromstarke; Elektrolyt mit KOH 10 t ~- 8,0 ~ 6 :.c ~ 4 x Elektrolyt mit NoOH, T-4S'C x~ x 2 ' - ohne Bodbewegung x ~ x 2 - mit Bodbewegung,/'<::::::x x.:::::::::--.. x -- x:::::~ )(---x -x----..",0 t ~8,(; ~ 7 " :.c ~ 4 x... x,"x Eleklrolyt, _ ohne mil KOH, T,4S'C Bodbewegung 'x' ~x 2 2-mlt. Bodbewegung x5s::::---"x 1 -"""::::x=:::--x-x_x_x --"'x_ "-----1< X Abstand von der Anode, em, Abstand von der AnodeI em Abb. 3: Schichtdickenverteilung auf dem Kathodenblech; Elektrolyt mit NaOH und 1 - ohne Badbewegung, 2 - mit Badbewegung Abb. 4: Schichtdickenverteilung auf dem Kathodenblech; Elektrolyt mit KOH und 1 - ohne Badbewegung, 2 - mit Badbewegung ,2 3,1/ oj b) Abb. 5: Apparatur zur Bestimmung der Schichtdickenverteilung mit der Faltkathode 1 - Becher (1 1),2- Faltkathode, 3 - Anode, 4 - Elektrolyt Abb. 6: Zinkschichtdickenverteilung auf der Faltkathode a - Elektrolyt mit NaOH, b - Elektrolyt mit KOH

4 1240 GrOnwaldlDanciulCosoveanulLadiulJumate: G a Ivan 0 lee h n i k Vergleichende Untersuchungen an cyanidfeien Zinkelektrolyten D Bad Saulgau mit Natrium- oder Kaliumhydroxidzusatz (Tei/3) 92 (2001) Heft Nr. 5 Es kann deutlich die Uberlegenheit der Elektrolyte mit Kaliumhydroxidgehalt gegenuber den Losungen mit Natriumhydroxid festgestellt werden, insbesondere im kleineren Stromdichtebereich. 3 Porositat der Zinkschichten Die Porositat der abgeschiedenen Schichten wurde unter nachstehenden Bedingungen in der Hull-Zelle bestimmt: - Elektrolysedauer: 15 Min. - Gesamtstromstarke: 1,5 A - Temperatur: C Die Abhangigkeit der Porositat von der Schichtdicke ist in den Abbildungen 7 und 8 dargestellt. Die von diesen Elektrolyten abgeschiedenen Zinkschichten sind dicht und ihre Porositaten sind identisch. Jedoch sind bei kleinen Schichtdicken bei Kaliumhydroxid enthaltenden Elektrolyten dichtere Uberzuge mit kleinerer Porenzahl festzustellen.. 4 Harte der Zinkschichten Die Harte der Uberzuge hangt vom Elektrolyttyp und von dem verwendeten Glanzzusatzsystem ab. Aus schwachsauren Elektrolyten konnen ziemlich weiche Zinkuberzuge mit hoher Duktilitat erhalten werden (100 HV). Zinkschichten aus alkalisch-cyanidfreien Elektrolyten sind harter. Deren Werte konnen auch bei 140 ± 40 HV liegen. Die Messung der Vickersharte wurde nach einer Lagerung von 24 Stunden durchgefuhrt. Die Harten wurden uber einen Zeitraum von 10 bis 15 Tagen gemessen. Bei Zinkuberzugen konnten keine wesentlichen Unterschiede beobachtet werden. Die gemessenen Werte lagen zwischen 127 und 132 HV. In den ersten Tagen nach der Abscheidung konnte meist ein Anstieg der Harte beoachtet Elektro!yt 2,7 4,0 1.0 t {-1m 0x~ c:: N II ~ mil NoOH, 1.5A, 15min. I I I 5,140,15 2,8 1,53 1,0 0 Schichtstarke, pm :;::15 blech. Elektrolyt mit NaOH 6,2 - cm Eleklrolyl mil KOH, 1,5A, 15min.,., )(. x 5,0 I, >r' 3,9 2,5!, I 'I' 6,2 7,2 2 I cm t :;:: 15 o N c ~10 o ,65 5,1" ,0 0,15 0 o Schichtstarke, pm Abb. 8: Abhangigkeit der Porositat von der Zinkschichtdicke auf dem Kathodenblech; Elektrolyt mit KOH

5 G a I van 0 tee h n i k GrOnwald/Oanciu/Casaveanu/Ladiu/Jumate: D Bad Saulgau Vergleichende Untersuchungen an cyanidfeien Zinkelektrolyten 92 (2001) Heft Nr.5 mit Natrium- ader Kaliumhydroxidzusatz (Tei/3) 1241 :J:.x 91 E NE -Z- 32 Q) ':> u :J: '0 > ~ ~ HV O.010 N/ mm2 Dauer, Toge ,.,, 14 2-Elektrolyt I mit KOH 1- Elektrolyt mit NoOH Abb. 9: Zeitlicher Verlauf der Vickersharte wahrend der Lagerung van GlanzzinkUberzUgen aus einem Elektrolyten a-mit NaOH, b-mit KOH werden. Nach zwei Tagen blieben die Werte konstant. Am neunten Tag konnte bei beiden UberzOgen eine 2- bis 3-prozentige Verminderung der Harte festgestellt werden, welche am zehnten Tag die Anfangswerte angenommen haben. Nach 15 Tagen lag die Harte wieder beim Ausgangswert. Aus Abbildung 9 ist ersichtlich, dass sich die Harte nur unwesentlich wahrend der Lagerung andert. Zu vermuten ist, dass sich beim Lagern Gitterfehler ausgleichen. Der Anstieg des Wasserstoffgehaltes, der durch die nachtragliche Reaktion von Zink mit OH--Ionen - insbesondere bei Elektrolyten mit hohem Hydroxidgehalt - hervorgerufen wird, soli ebenfalls eine Anderung der Harte verursachen. Es ist deshalb empfehlenswert, Hartemessungen erst sieben Tage nach dem Verzinken durchzufohren [5, 6, 7, 8]. 5 Korrosionsverhalten der Zinkuberzuge Die KorrosionsprOfungen wurden mit PrOfblechen der Abmessungen 100 mm x 50 mm x 0,5 mm vor und nach der Chromatierung in verschiedenen Chromatierlbsungen durchgefohrt. Die Zinkschichtdicke auf den PrOfblechen betrug 8 ± 0,5 IJm. Die meisten Chromatierungslbsungen wurden von der Firma Regal aus Frankreich bezogen, aber auch eigene erprobte Lbsungen wurden benutzt [9, 10]. Die erhaltenen Ergebnisse kbnnen Tabelle 2 entnommen werden. Die KorrosionsprOfungen wurden entsprechend dem SalzsprOhnebeltest nach STAS 8393/6-82 (rumanische Norm) durchgefohrt [11,12]. Wichtig ist, dass die Verteilung der Zinkschicht auf der gesamten Oberflache gleichmabig erfolgt, um die Ergebnisse korrekt beurteilen zu kbnnen. Die von beiden alkalisch-cyanidfreien Zinkelektroyten abgeschiedenen Zinkschichten haben praktisch keine sichtbare Abweichung im Korrosionsverhalten gezeigt; unbedeutendeabweichungen wurden bei gelb-, schwarzund olivchromatierten, aus kaliumhydroxidhaltigen Elektrolyten abgeschiedenen Zinkschichten beobachtet. Bei diesen Zinkschichten war WeiBrost bzw. Korrosion des Grundmetalls (Rotrost) schon nach einigen Stunden sichtbar. Diese Tatsache ist durch die geririge Porositat, also die Dichte der Zinkschichten, erklarbar. Erwahnt werden muss, dass die Chromatierlbsungen der Firma Regal bessere Ergebnisse lieferten als die eigenen Rezepturen. 6 Morphologie der Zinkschichten Mit Hilfe des Elektronenrastermikroskops, Typ Tesla 8$-300, wurden Erscheinungen bei der Elektrokristallisation von GlanzzinkOber-

6 1242 GrOnwaldlDanciulCosoveanulLadiulJumate: G a I van 0 tee h n i k Vergleichende Untersuchungen an cyanidfeien Zinkelektrolyten D Bad Saulgau mit Natrium- oder Kaliumhydroxidzusatz (Tei/3) 92 (2001) Heft Nr. 5 Tab. 2: Korrosionsverhalten im SalzsprOhtest der aus natrium- oder kaliumhydroxidhaltigen, alkalisch-cyanidfreien Zinkelektrolyten abgeschiedenen ZinkOberzOge Korrosionsart Elektrolyt matierung Ohne chro-i blau gelb-irisierend Chromatier/6sungen schwarz oliv mit PZN-333" PZ-203" 7PZV-218" 8NaOH KOH [9, [9, loj [9, loj10j Grundmetalls PZ-241" [9, loj * Chromatierl6sungen der Firma Regal, Frankreich zugen untersucht. Die Aufnahmen wurden unter falgenden Bedingungen durchgefuhrt: - VergroBerung 2000 x - Beschleunigungsspannung '.28 kv - Neigungswinkel Versuchsmethode, reflektierende Elektronen. Nach der Abscheidung der Zinkschichten aus alkalisch-cyanidfreien Zinkelektrolyten (- 10 ~m) wurden die Prufbleche fur eine Dauer van 30 Sekunden in eine Chram{lll) haltige Blauchamatierlbsung (PZ-241, Rega0 eingetaucht. Die Abbildungen 10 bis 14 zeigen den Unterschied zwischen den chromatierten bzw. Abb. 10: Rasterelektronenmikroskopaufnahme eines ZinkOberzuges, Elektrolyt mit NaOH, ohne Chromatierung, 10 ~m, VergroBerung 2000-fach Abb.11: Rasterelektronenmikroskopaufnahmeeines ZinkOberzuges: Elektrolyt mit NaOH, mit Blauchromatierung, 10 ~m, VergrbBerung 2000-fach

7 G a I van 0 tee h n i k GrOnwald/Oanciu/Cosoveanu/Ladiu/Jumate: D Bad Saulgau Vergleichende Untersuchungen an cyanidfeien Zinkelektrolyten 92 (2001) Heft Nr.5 mit Natrium- oder Kaliumhydroxidzusatz (Tei/3) 1243 Abb. 12: Rasterelektronenmikroskopaufnahm eines ZinkOberzuges;Elektrolyt mit KOH, ohne Chromatierung, 10 jjm,vergroberung2000-fach J\bb. 13: Rasterelektronenmikroskopaufnahm eines ZinkOberzuges, Elektrolyt mit KOH, mit Blauchromatierung, 10 jjm,vergroberung2000-fach' nicht chromatierten Zinkschichten. Nach der Chromatierung sind die Zinkschichten glatter und etwas glanzender. Die abgeschiedenen Zinkschichten aus kaliumhydroxidhaltigen Elektrolyten besitzen eine feinere Kristallstruktur, welche nach der Chromatierung verschwindet. Der Glanzgrad beider Elektrolyte ist ahnlich (siehe auch Tabelle 1). 1m Vergleich zu den vorgenannten Untersuchungen wurde auch ein PrOfblech getestet, welcnes mit einem GlanzzinkOberzug aus einem schwachsauren Elektrolyten beschichtet wurde (ElektrolytAZiTH, Regan. Hierbei konnte eine sehr feine Kristallstruktur beobachtet werden, die nach der Blauchromatierung einen hohen Glanzgrad darstellt. 7 Strukturuntersuchung Elektrolytisch erzeugte Zinkschichten weisen als Kristallgitter eine hexagonal dichteste Kugelpackung mit denselben Gitterkonstanten wie metallurgisch erzeugtes Zink auf. Die Textur der Schichten hangt jedoch von der Elektrolytzusammensetzung ab. Aus alkalisch-cyanidfreien oder schwachsauren Elektrolyten erhalt man unorientierte dispersionsartige Schichten (U-D- Typ) mit feinkristalliner Struktur, die stark von der Art des Glanzzusatzes abhangt [13, 14]. Die Auswertung der Linienbeugung bei Rantgenfeinstrukturuntersuchungen an polykristallinen Metallpulvern mit der Fourieranalyse lieferte Informationen zur KristaligraBe und Gitterverzerrung [15, 16]. Beide GraBen beeinflussen die Breite der Linienbeugung. Die Spannungsveranderungen in den elektrolytisch abgeschiedenen ZinkOberzOgen charakterisieren die Unvollstandigkeiten der Gitterstruktur. Derartige Fehler der Kristallgitter beeinflussen die Reaktivitat der Obertlache und erhahen sie quasi. Infolgedessen fohrt diese rasch zum Entstehen eines Oxidfilms, welcher gut sichtbar ist und dessen Eigenschaften (z.b. amorphe Struktur, grabere

8 1244 GrOnwald/Danciu/Cosoveanu/Ladiu/Jumate: G a Ivan 0 tee h n i k Vergleichende Untersuchungen an cyanidfeien Zinkelektrolyten D Bad Saulgau mit Natrium- oder Kaliumhydroxidzusatz (Tei/3) 92 (2001) Heft Nr.5 Abb. 14: Rasterelektronenmikroskopaufnahme eines Zinkuberzuges; schwachsaurer Elektrolyt auf Chloridbasis (Az/TH Rega~ mit Blauchromatierung, 12 [.1m,VergrbBerung 2000-fach Zn(OHkMenge) zur Verminderung des Korrosionsverhaltens der ZinkOberzOge fohrt [17]. Die quantitative Bestimmung der mikrostrukturellen Parameter ist nach Warren-Averbach moglich [18, 19,20,21]. Die Auswertung der experimentellen Ergebnisse erfolgte mit einem XB-Linien-Berechnungsprogramm (Fortran) mittels Computers [22]. Die Intensitat der von den Metalloberflachen gestreuten und reflektierten Strahlen unter bestimmten Reflexionswinkeln wurde mit einem rontgenstrahlgoniometer vom Typ DRON-3 ermittelt, wobei die Rontgenstrahlung registriert wurde. Ais Arbeitsbedingungen lagen vor: - Beschleunigungsspannung 25 kv - Stromstarke 25 ma - Versuchsmethode Fokalpunkteinstellschaltung nach Bragg-Brentano Mit dem Diffraktometer konnen die in der Bragg'schen Beziehung vorhandenen Werte auf einfache Weise bestimmt werden [23,24]. Da monokromatische Strahlung verwendet wurde (d = Abstand in A), ist die Wellenlange der Rontgenstrahlung bekannt, die GroBenordnung n ist aus dem Bragg'schen Diagramm ablesbar und der Reflexionswinkel e im Goniometer. Die Peaks des elektrischen Stromes bilden im Rontgendiffraktogramm die ReflexionsgroBenordnung. Die mikorstrukturellen Parameter wurden an drei Proben ermittelt: - Alkalisch-cyanidfreier Elektrolyt mit Natriumhydroxid; CF-Zusatze (Firma Regan 1,0 Ndm2, 8 IJm Zink, ohne Chromatierung; - Alkalisch-cyanidfreier Elektrolyt mit Kaliumhydroxid; CF-Zusatze (Firma Regan 1,0 Ndm2, 8 IJm Zink, ohne Chromatierung; - Alkalisch-cyanidfreier Elektrolyt mit Kalimhydroxid; CF-Zusatze (Firm a Regan 1,0 Ndm2, 8 IJm Zink mit Blauchromatie-. rung. Die in Abhangigkeit vom Reflexionswinkel und der relativen Intensitat aufgezeichneten Spektren zeigen keine Unterschiede zwischen den aus beiden Elektrolyttypen abgeschiedenen Zinkschichten. Bei beiden Spektren tritt aber eine IntensiUitsspitze auf, wenn derselbe Winkel und eine ahnliche Intensitat beibehalten werden, welche allerdings nicht charakteristisch for Reinzink ist (Tab. 3) [25]. In diesem Fall handelt es sich offenbar um eine Inhibitionserscheinung der organischen MolekOle (Glanzzusatze), welche an Kristallspitzen adsorbiert werden und das Wachstum der Schicht hier behindern (Abb. 15und16). Abbildung 17 stellt das Spektrum einer blauchromatierten Zinkschicht dar, die aus KOH-haltigen Elektrolyten abgeschieden wurde. 'Auf diesem Spektrum konnen mehrere Intensitatsspitzen festgestellt werden, die nicht for Reinzink charakteristisch sind. Hierbei konnen neben organischen MolekOlen und Chrom(lll)ionen eventuell auch andere metallische und nichtmetallische Substanzen Veranderungen verursachen, die durch Einbau z.b. verschiedener ZnCr(III) Oxiden, Fluoriden, Nitraten usw. in die Zink-

9 G a I van 0 tee h n i k Grunwald/Danciu/Cosoveanu/Ladiu/Jumate: 92 D (2001) BadHeft Saulgau Nr. 5 Vergleichende mit Natrium- Untersuchungen oder Kaliumhydroxidzusatz an cyanidfeien Zinkelektrolyten (TeiI3) 1245 Tab. 3: Charakteristische dichteste Intensitat 25 Parameter hexagonal Relative 2,46 (%) Pack. Kristallisations- I -t--- I 20 2,30 r:::,- r ,08 0,943 1,68 1,33 1,169 1,040 1, I!! i 0,905 schicht und Kristallgitter ernsthafte Verformungen hervorrufen konnen. Neben den Intensitatsspitzen konnen gleichzeitig gleichlaufende Linien beobachtet werden, die das Vorhandensein von inneren Spannungen (Druckspannungen) belegen, die sich bei der Elektrolyse aufbauen (Abb. 18). Abb. 16: Rbntgendiffraktogramm einer abgeschiedenen Zinkschicht, Elektrolyt mit KOH, ca. 8 ~m I!. 1.~ ~--LL J.,~_ I I II " : : 1 i I I!-- I LLU!! I ;-~1~' 5 I 7 t--"s~~! :j I I L I I :1 I iq-i- -.- ~._!1;~HL t i Abb. 15: Rbntgendiffraktometer einer abgeschiedenen Zinkschicht. Elektrolyt mit NaOH, ca. 8 ~m Abb. 17: Rbntgendiffraktogramm einer abgeschiedenen Zinkschicht, Blauchromatierung, ca. 8 ~m, Elektrolyt mit KOH

10 GrOnwald/Danciu/Cosoveanu/Ladiu/Jumate: G a Ivan 0 tee h n i k 1246 Vergleichende Untersuchungen an cyanidfeien Zinkelektrolyten Bad Saulgau mit Natrium- oder Kaliumhydroxidzusatz (Tei/3) 92 (2001) Heft Nr.5 26 ::J--J=t!1-- ' i ' _' ::- J I. I;! J-L I I _, ~ -ii-i ++ I' 1 _LL1t I I 1 I. ~ttf:-'iiiii"rn - -I 11 --I}!! i 3l(~OIJLLL LJ '-1 i L=_II Lf-- I 1--m--rTi I I i I. I Ii ii 1 I Abb. 18: Fortsetzung des Rontgendiffraktogramms von Abb. 17 Tab. 4: Zusammenfassung aller Ergebnisse Arbeitsbedingungen, Eigenschaften Elektrolyt mit NaOH KOH Anwendbare Stromdichte (Aldm2) Glanzbereich (Aldm2) 0,5 max. 75 sehr 21,0 122 bisgut ,5 78 1,0 bis 3, ,8 sehr 85 max. 1,0 0,2bis bis gut, ,0 4,5 alich bis 200 bei niedrigen Stromdichten Temperaturbereich fur die Abscheidung (DC) Stromausbeute bei Raumtemperatur (%) Abscheidungsgeschwindigkeit (~m/h) Streufahigkeit Zulassiger Karbonatgehalt (g/i) Spezifische elektrische Leitfahigkeit (ms) Glanzgrad Schichtdickenverteilu ng praktisch identisch mittelmabig besser bei kleineren Stromdichten Porositat VickershMe (HV 0,01. N/mm2) Korrosionsverhalten der Zinkschichten Morphologie der Zinkschichten Diffraktionsspektrum Chromatierungsvermogen gut 127bis132 Hangt von der Starke der Zink- und Chromatschicht bzw. von den Chromatierungslosungen ab feine Kristallsstruktur ahnlich sehr gut etwas besser 127bis132 Empfindlichkeit gegen Verunreinigungen empfindlich Duktilitat der Oberzuge Preis Kathodischer Maximalstrom Kinetische Kontrolle gunstig sehr gut teuer ca. 20 % grober etwas hoher Aktivationsstromintensitat (I.) 3, A 3, A Diffusionskoeffizient, 0 (m2/s) 6, ,

11 G a I van ate c h n i k GrOnwald/Danciu/Cosoveanu/Ladiu/Jumate: D Bad Saulgau Vergleichende Untersuchungen an cyanidfeien Zinkelektrolyten 92 (2001) Heft Nr. 5 mit Natrium- oder Kaliumhydroxidzusatz (Tei/3) Zusammenfassung Es wurden Versuche mit zwei verschiedenen alkalisch-cyanidfreien natrium- oder kaliumhydroxidhaltigen Glanz-Zinkelektrolyten unter Verwendung von Glanzzusatzen durchgefuhrt und sowohl die theoretischen Aspekte als auch die praktischen Erfahrungen betrachtet. Dabei wurde festgestellt, dass der Elektrolyt mit Kaliumhydroxidgehalt und die aus dieser Losung erhaltenen Zinkschichten 9 bessere Eigenschaften besitzen als die der natriumhydroxidhaltigen Losungen. Allerdings muss berucksichtigt werden, dass kaliumhydroxidhaltige Losungen deutlich teurer sind. Die Ergebnisse aller Untersuchungen sind in Tabelle 4 zusammengefasst. Literatur [1] Grunwald, E.,Harsanyi,M., Harsanyi,J., Varhelyi,Cs :Rev.Ind. Usoara, Bucuresti 26, 409(1979) 2 [2J Grunwald, E.,Harsanyi,M., Harsanyi,J., Varhelyi,Cs: Galvanotechnik 73, 18(1982) 1 [3] Grunwald, E.,Harsanyi, M., Harsanyi, J.: Rumanisches Patent 72215(1979) [4] Jehn, A.H: Galvanische Schichten. S.91 Expert Verlag (1993), [5J Jelinek, TW.: GalvanischesVerzinken, EugenG. LeuzeVerlag, Bad Saulgau (1982) [6] Geduld, H.: Metal Finishing, 74, 41(1976) [7] Ostrow, R., Kessler, R.B.: Plating 57, 354(1970) [8] Geduld, H.: Metal Finishing 67, 52(1970) [9] Grunwald, E., Harsanyi, M., Harsanyi, J.: Rumanisches Patent 82,327(1983) [10] Grunwald, E.,Harsanyi, M., Harsanyi, J.: Rumanisches Patent 82,327(1983) [11] STAS 8393/6-82: Mechanische und Klimatische Untersuchungen. Untersuchungen mit Spruhnebel Methode Ka (in rumanischer Sprache) [12J Babau, M., Grunwald, E., Ziman, A., Varhelyi, Cs.: Korr6szi6s Figyel6 (Ungam, XXXIII.76(1993) [13] Strube, G.:Galvanotechnik 81,1219(1990) [14] Indrea, E., Dumitru, C., Grunwald, E.: Galvanotechnik 86, 412(1995) [15J Paatsch, W.: Gepgyartastechnol6gia (Ungam; 15, 562(1975) [16] Warren, B.E.: X-Ray Diffraktion, Addison-Wesiey Verlag (1969) [17] Ramanauskas,R.:50th ISEMeeting, Pavia(Italien),(1999) [18] Warren, B.E.,Averbach, B.I.: J. Appl. Phys. 23, 497(1952 [19J Indrea, E.,Aldea, N.: Fortschritte in der Physik (in rumanischer Sprache), Cluj-Napoca, Rumanien(1990) [20] Rothman, R.L.,Cohen, B.jr.:X-Ray Anal. 12, 2081 (1969) [21] Wagner, C.N.J.: Advan. X-RayAnal. 7, 461 (1964) [22] Aldea, N., Indrea, E.: Comput. Phys. Commun. 60,155(1990) [23] Imreh,J.: Kristallographie (in rumanischersprache), Ed.Didactica si Pedagogica, Bucuresti (1966) [24J Puippe, J.CI.: Galvanotechnik 76,436(1985) [25J Arghir, Gh.,Lucretia, M.:Kristallograpyie - Mineralogie(inrumanischer Sprache), Litogr.IPCM (1983), Cluj-Napoca, Rumanien Tabellenbuch Galvanotechnik Van Dr. J. Unruh. Siebte komplett Oberarbeitete und erweiterte Auflage Seiten. OM 145, zuzoglich 7 % MwSt. in der BRO. ISBN-Nr Das Tabellenbuch gehort fur den in der Fertigung arbeitenden Galvaniseur ebenso wie fur den Entwickler von Chemieprodukten, den Planer von Galvanoan/agen oder den Konstrukteur von zu beschichtenden Tellen zum unerlasslichen Handwerkszeug. Die deutlich erweiterte und komplett Liberarbeitete siebte Auflage entha/t folgende Kapite/: - Grunddaten - Technologien, mit Angaben zur Elektrolyt- - Messtechnik, mit Einheitendefinitionen zusammensetzung, Entmetallisierung oder und Umrechnungen zu Fehlern und Fehlerbehebung - Mathematik, mit Geometrie - Vertahrenstechnik, u. a. mit Angaben zu Be- - Chemie wegung, Heizung, KOhlung, Filtration yon - Physik und Elektrotechnik E/ektrolyten - Elektrochemie, Grundlagen und Anwendung - An/agenbau. ~ in der Galvanotechnik - SpO/- und Abwassertechnik - Elektrolyteigenschaften, wie Oichten, Vis- - Abscheidung aus nichtwassrigen Medien kositihen, Wiirmedaten u. a. - Beschichtungsvertahren im Vergleich - Werkstoffkunde, - Funktionelle Galvanik / Schichteigenz. B. mit Angaben zur TOpfelmethode schaften, u. a. in Bezug auf Korrosion, - Galvanische und chemische Metallabschei- Versch[eiB, Harte dung, mit umfangreichen Angaben zu Strom- - Analytik dichten, Abscheidungsgeschwindigkeiten - Normen / Betriebswirtschaft und Abscheideparametern von Elektrolyten - Qualitiitssicherung Eugen G. Leuze Verlag KarlstraBe BadSaulgau TeI.07581/ Fax07581/ brigitte.brotzer@leuze-verlag.de Internet