Galvanotechnik in Frage und Antwort

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1 LEHRBUCHREIHE GALVANOTECHNIK Galvanotechnik in Frage und Antwort B. Gaida / B. Andreas / K. Aßmann Sechste, aktualisierte Auflage mit 132 Abbildungen und 247 Tabellen Fachverlag für Oberflächentechnik - Galvanotechnik Produktion von Leiterplatten und Systemen (Baugruppentechnik) EUGEN G LEUZE VERLAG IIMHII m um BAD SAULGAU G E R M A N Y

2 Inhaltsverzeichnis 1 Theoretische Grundlagen Grundlagen der anorganischen Chemie Chemische Elemente Atom-Molekül Atomaufbau der chemischen Elemente Periodensystem der Elemente Chemische Bindung Stoffmengen Einteilung der chemischen Verbindung in der anorganischen Chemie Oxide Säuren Basen Salze Lösungen Chemische Reaktionen Reaktionsgleichungen Reaktionsbedingungen Reaktionswärme Oxidation - Reduktion Ionentheorie Elektrolytische Dissoziation Dissoziationsgrad- starke und schwache Elektrolyte Ionenreaktionen ph-wert Grundlagen der Elektrochemie Spannungsreihe der Metalle Anwendung der Spannungsreihe der Metalle Elektrochemische Korrosion Verlauf der Elektrolyse Spannungsverhältnisse bei der Elektrolyse Stromverhältnisse bei der Elektrolyse Passivität der Anoden Metalle und Legierungen 75

3 10 Inhaltsverzeichnis 1.4 Grundlagen der organischen Chemie Physikalische Grundlagen Aggregatzustände Masse und Gewichtskraft Arbeit und Leistung Licht und Glanz Grundlagen der Elektrotechnik 99 2 Werkstoffkunde Werkstoffe Metalle Legierungen Eisen und Eisenlegierungen Aluminium und Aluminiumlegierungen Kupfer und Kupferlegierungen Kunststoffe Einrichtung galvanischer Betriebe Arbeitsraum Galvanische Anlagen und Zusatzeinrichtungen Galvanische Anlagen Warenträger und Behälter Warenträger (Galvanisiergestelle, Glocken, Trommeln, Körbe) Behälter (Form, Werkstoffe, Ausrüstungen in Arbeitsbehältern, Teile-Trockner) Zusatzeinrichtungen Absaugeinrichtungen, Zulufteinrichtungen, Luftverdichter Filter und Elektrolytreinigung Wärmetauscher und Dosiereinrichtungen Ansatzbehälter, Ablass- und Stapelbehälter für Elektrolyte, Be- und Entladestationen Transporteinrichtungen Elektrische Ausrüstung galvanischer Anlagen Grundbegriffe Gleichrichter Transformator Selengleichrichter Schaltung von Gleichrichtern Antriebsmotore Messgeräte Leitungsmaterial Vorbehandlung der Ware Allgemeines Schleifen und Polieren mit Scheiben 244

4 Inhaltsverzeichnis Bandschleifen, Vorbehandlung von Kleinteilen und Strahlen Elektropolieren Entfetten Beizen von Metallen Galvanisch abgeschiedene Metalle Nickel Eigenschaften von Nickel und Nickelsalzen Eigenschaften von Nickelelektrolyten Zusammensetzung und Arbeitsbedingungen von Nickelelektrolyten Sulfatelektrolyte Chloridelektrolyte Sulfamatelektrolyte Glanzvernicklung Halbglanzvernicklung Matt- und Schwarznickel Nickelelektrolyte für Zinkdruckguss Dickvernicklung Nickel-Dispersionselektrolyte Instandhaltung von Nickelelektrolyten Nickelanoden und Elektrolytpflege Eigenschaften von Nickel und Nickelschichtsystemen Nickellegierungselektrolyte Chrom Eigenschaften und Verwendung von Chrom und Chromverbindungen Grundlagen der Chromabscheidung Struktur galvanischer Chromüberzüge Chromelektrolyte und deren Arbeitsbedingungen Anoden in Chromelektrolyten und Fehlererkennung beim Verchromen anhand der abgeschiedenen Schicht Absaugeinrichtungen Sonderchromelektrolyte Korrosionsschutz durch Chromüberzüge Kupfer Eigenschaften von Kupfer und Kupfersalzen Saure und neutrale Kupferelektrolyte Schwefelsaure Kupferelektrolyte Kupferfluoroborat-EIektrolyte Kupferpyrophosphat-Elektrolyte Cyanidhaltige Kupferelektrolyte Kupferanoden Kupferlegierungen Legierungen Elektrochemie von Messing 383

5 12 Inhaltsverzeichnis Messingelektrolyte Messinganoden Bronzeelektrolyte Zink und Zinklegierungen Eigenschaften von Zink, Zinklegierungen und Zinksalzen Verzinkungsverfahren Elektrolyte für die galvanische Verzinkung Saure Zinkelektrolyte Schwefelsaure Zinkelektrolyte Choridhaltige Zinkelektrolyte Fluoroborathaltige Zinkelektrolyte Cyanidhaltige Zinkelektrolyte Cyanidfreie alkalische Zinkelektrolyte Schwach saure Zinkelektrolyte Zinkanoden Nachbehandlung Abscheidung von Zinklegierungen Cadmium Eigenschaften von Cadmium und Cadmiumsalzen Cyanidhaltige Cadmiumelektrolyte Saure Cadmiumelektrolyte Cadmiumanoden Nachbehandlung Zinn, Blei und Zinn-Blei-Legierungen Eigenschaften und Verwendung von Zinn und Blei sowie ihren Salzen Saure Zinnelektrolyte Alkalische Zinnelektrolyte Nachbehandlung verzinnter Teile Bleiabscheidung Zinn-Blei-Legierungsabscheidung Silber Eigenschaften von Silber und Silbersalzen Vorbehandlung Silberelektrolyte Glanzsilberelektrolyte Silberanoden Besteckversilberung Nachbehandlung Gold Eigenschaften von Gold und Goldsalzen Vergoldungsverfahren Goldelektrolyte Goldanoden 454

6 Inhaltsverzeichnis Platinmetalle Allgemeines Rhodium Platin Palladium Eisen Eigenschaften von Eisen und Eisensalzen Eisenelektrolyte Metallabscheidung ohne äußere Stromquelle Allgemeines Metallabscheidung durch Ladungsaustausch Tauchverfahren Kontaktverfahren Reduktionsverfahren Kunststoffe und Nichtleiter Galvanisieren von Nichtleitern Galvanisieren von Kunststoffen Galvanisieren von Leiterplatten Leiterplattenarten, Basismaterial Bohren und Vorreinigung Sieb- und Fotodruck Durchkontaktierung Ätzen Aktivieren und chemisches Verkupfern Galvanisches Verkupfern und weitere Verfahrensschritte Oberflächenbehandlung von Aluminium Aluminium Chemische Oxidation von Aluminium Anodische Oxidation von Aluminium Allgemeines Vorbehandlung Bildung der Oxidschicht Eigenschaften der Oxidschicht Färben der Oxidschicht Oxidationsverfahren Hartanodisieren von Aluminium Prüfung der Oxidschicht Glänzen von Aluminium Galvanisieren von Aluminium Erzeugung chemischer Schutzschichten auf Eisen und Zink Phosphatieren Allgemeines Chemische Grundlagen 588

7 14 Inhaltsverzeichnis Eigenschaften der Phosphatschicht Arbeitsweise beim Phosphatieren von Nichteisenmetallen Phosphatierbehälter Verwendung als Haftgrund Chromatieren Entmetallisieren Metallfärbungen Definitionen und Vorbehandlung Kupfer und Kupferlegierungen Färbungen mit Schwefelleber Lüstersudfärbung Färbungen in Salzschmelzen Schwarz- und Braunfärbung Patinafärbung Eisen Anlauffärben Brünieren Schwarzfärben von Stahl Silber Allgemeines Altsilberfärbung Nachbehandlung Galvanoformung Allgemeines Modelle Trennschicht, Beispiele, Elektrolyte Verfahren der Abwasserbehandlung und Reeyclingtechnik in der Galvanotechnik Verfahren der Abwasserbehandlung Gesamtsystem in der Galvanik und Verunreinigungen des Abwassers Grundlagen der Abwasserbehandlung Neutralisation Fällung von Metallen Löslichkeit gefällter Niederschläge Fällung anionischer Schadstoffe Behandlung von Metallkomplexverbindungen Entgiftungsverfahren Cyanid-Entgiftung Entgiftung von Chrom(VI)verbindungen Nitrit-Entgiftung Elimination von Ammoniak Elimination halogenierter Kohlenwasserstoffe Elimination von CSB-verursachenden Stoffen loemulsionshaltiges Abwasser 648

8 Inhaltsverzeichnis Abwasserbehandlungsanlagen Hauptprozess Entwässerungsverfahren Sedimentation Entwässerung von Dünnschlamm Verfahren zur Nachbehandlung Kiesfiltration Adsorption durch Aktivkohle Selektivarbeitende Ionenaustauscher ph-endkontrolle Verfahren der Recyclingtechnik Verminderung von Abwasser im galvanischen Prozess Spültechnik und Wasserführung Verschleppung Spülkriterium Spülkaskade Optimales Q/V-Verhältnis in der Vorspülkaskade Spezielle Spültechniken Chemische Spüle Vortauchen Spülkaskade Erzielung extremer Spülkriterien Spülen ohne Abwasser Verminderung und Vermeidung von Abwasser und Abfall in den Nebenprozessen der galvanischen Beschichtung Ionenaustauscher Struktur der Ionenaustauscher Eigenschaften und Anwendungsmöglichkeiten gebräuchlicher Austauscherharze Mischbettaustauscher Verfahrenstechnik von Ionenaustauscheranlagen Retardationsverfahren Membranfiltration Grundlagen Membranaufbau Anwendungsmöglichkeiten Elektrolytische Verfahren Elektrolyse Elektrodialyse Thermische Verfahren Verdampfung Verdunstung 683

9 16 Inhaltsverzeichnis 15 Qualitätssicherung Definitionen Qualitätssicherung in der Galvanotechnik Qualitätsmanagementsystem Ermittlung von Qualitätsparametern Untersuchungen mit der Hull-Zelle Ermittlung der Schichtdicke Prüfung der Haftfestigkeit Prüfung der Korrosionsbeständigkeit Härteprüfung Analyse von Lösungen Gravimetrie und Titration Kolorimetrie, Photometrie und Atomabsorptionsspekroskopie Elektrochemische Analysenmethoden Zur qualitativen Analyse und Identifizierung von Ionen Zur Elektrolytüberwachung/Bestimmung von Elektrolytbestandteilen Arbeitsschutz und Gefahrstoffverordnung Arbeitsschutz Gesetze und Verordnungen Berufsgenossenschaften und Unfallverhütungsvorschriften Pflichten der Unternehmer, Führungskräfte und Arbeitnehmer Sicherheits- und Gesundheitsschutzkennzeichen Umgang mit elektrischen Anlagen Brandschutz Atemschutzfilter Erste Hilfe Verordnung zum Schutz vor Gefahrenstoffen (GefStoffV) Aufbau, Begriffe Einstufung, Kennzeichnung und Verpackung Sicherheitsdatenblatt und Gefährdungsbeurteilung Schutzmaßnahmen, Betriebsanweisung und Unterweisung Umweltschutz Umweltbereich Luft Umweltbereich Wasser Umweltbereich Abfall 845 Literaturverzeichnis 867 Stichwortverzeichnis 871