Eisenbeschichtungen durch Ionische FlĂŒssigkeiten

Galvanische Eisen-Abscheidung aus Ionischen FlĂŒssigkeiten

Eisen ist sehr verschleißbestĂ€ndig und daher als Beschichtungswerkstoff fĂŒr verschiedenste Bauteile interessant. Um derartige Beschichtungen auf Bauteile aufzubringen, wird die Galvanotechnik eingesetzt. Dabei werden Metallionen aus einer ĂŒblicherweise wĂ€ssrigen Metallsalzlösung abgeschieden, indem die zu beschichtenden, metallischen Bauteile als Kathode geschaltet werden. Diese galvanische Abscheidung ist bei Eisen jedoch ein relativ aufwendiges Verfahren, da es durch einen niedrigen Wirkungsgrad gekennzeichnet ist und oft nicht die gewĂŒnschte OberflĂ€chenqualitĂ€t liefert.

Hier bieten ionische FlĂŒssigkeiten eine Alternative. Ionische FlĂŒssigkeiten sind Salze, deren besondere chemische Beschaffenheit dazu fĂŒhrt, dass sie schon bei Temperaturen unter 100 °C flĂŒssig sind. Die »Bausteine« dieser Salze sind komplexe organische Kationen und organische oder anorganische Anionen. Durch die Kombination verschiedener Kationen und Anionen lĂ€sst sich eine Vielzahl ionischer FlĂŒssigkeiten erstellen, deren Eigenschaften exakt an bestimmte verfahrenstechnische Aufgaben angepasst werden können.

Das Forschungsinstitut fĂŒr Edelmetalle und Metallchemie (SchwĂ€bisch GmĂŒnd) hat in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer Institut fĂŒr Chemische Technologie (ICT) in Pfinztal, der IPT International Plating Technologies GmbH, Stuttgart, sowie der IoLiTec Ionic Liquids Technologies GmbH, Heilbronn, ein Verfahren entwickelt, bei dem Eisen aus derartigen ionischen FlĂŒssigkeiten abgeschieden wird. Hierzu werden Eisensalze in einer bei Raumtemperatur flĂŒssigen, organischen Salzschmelze gelöst.

Die Eigenschaften ionischer FlĂŒssigkeiten lassen sich exakt an bestimmte verfahrenstechnische Aufgaben – wie die Eisenabscheidung – anpassen.

Bei Versuchen mit verschiedenen ionischen FlĂŒssigkeiten zeigte eine Cholinchlorid-Harnstoff-FeCl3-Mischung ein besonders gutes Abscheideverhalten fĂŒr Eisen.  Die damit hergestellten EisenĂŒberzĂŒge wiesen zudem eine hohe KorrosionsstabilitĂ€t auf. Eine mögliche Anwendung fĂŒr das neue Beschichtungsverfahren sind beispielsweise Diffusionssperrschichten, die hĂ€ufig noch aus Nickel bestehen. Bei einer Weiterentwicklung des Verfahrens könnten Eisenbeschichtungen in anderen Anwendungsbereichen nicht nur Nickel, sondern auch Chrom und Kobalt ersetzen, sodass Umwelt- und Gesundheits­risiken vermieden wĂŒrden.

Umweltfreundliche Elektrolyte zum Abscheiden von Metallen

Projektthema:
Galvanische Eisen-Abscheidung aus Ionischen FlĂŒssigkeiten

ProjektdurchfĂŒhrung:
fem Forschungsinstitut

Edelmetalle & Metallchemie
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