Seit Hunderten von Jahren suchten die Menschen nach Antworten auf die Frage, wie man Metall vor Korrosion schützen kann und wie man Metalloberflächen ein elegantes Aussehen verleihen kann. Das Ergebnis dieser Suche waren die Entdeckungen aus der Wende vom 18. zum 19. Jahrhundert, deren Wegbereiter der Physiker Luigi Galvani und der Chemiker Luigi Valentino Brugnatelli waren. Sie leisteten Pionierarbeit auf dem Gebiet der galvanischen Zellen und der Galvanisierung. Was ist das und wo werden galvanische Verfahren eingesetzt? Finden wir es heraus!
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Galvanisierung von Metallen: was ist das?
Der Begriff „Galvanisierung“ ist ein vereinfachter Begriff, der sich von dem Namen des oben genannten Erfinders Galvani ableitet. In der Fachsprache wird die Galvanisierung auch als Galvanostegie bezeichnet, d.h. das Aufbringen von dünnen, dauerhaften Metallschichten auf die Oberfläche verschiedener Gegenstände (hauptsächlich Metall).
Infolge der galvanischen Behandlung erhält die Metalloberfläche einen Schutz gegen Korrosion. Die Galvanisierung ermöglicht es auch, zusätzliche ästhetische Qualitäten des Objekts zu erreichen, z.B.: eine bestimmte Farbe, Glanz, Spiegelschicht usw.
Galvanisierungsverfahren: Aufteilung
Der Begriff „Galvanisierung“ wird häufig austauschbar mit dem Begriff „Galvanotechnik“ verwendet, aber das ist nicht die korrekte Nomenklatur. Denn Galvanotechnik ist ein weiter gefasster Begriff. Er umfasst sowohl Verfahren der Galvanostegie als auch der Galvanoplastik. Wodurch unterscheiden sie sich?
Bei der Galvanoplastik werden Kopien in Form von dicken Metallschichten auf dem Wege der Elektrolyse erzeugt. Diese Beschichtungen lassen sich leicht vom Untergrund ablösen und haben oft eine komplexe, detailreiche Form. Im Gegensatz dazu werden bei Galvanostegie dünne Schichten erzeugt, die nicht vom Untergrund getrennt werden können.
Es gibt auch andere Arten der elektrolytischen galvanotechnischen Behandlung. Dazu gehören zum Beispiel:
- Anodisierung, d.h. die Bildung von nichtmetallischen Beschichtungen (in der Regel sind dies Beschichtungen aus Metalloxiden),
- Phosphatieren, d.h. Überziehen von nichtmetallischen Beschichtungen mit einer Phosphatschicht (in der Regel sind dies Lösungen von Hydrogenphosphaten: von Mangan, Eisen, Zink),
- Verzinkung, d.h. Beschichtung von Metallen mit einer Zinkschicht,
- Verkupfern – elektrolytische Beschichtung von Metall mit Kupfer,
- Verchromen – Beschichtung von Metall oder Kunststoff mit einer Chromschicht.
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Worauf beruht das Galvanisierungsverfahren?
Die galvanische Behandlung erfordert entsprechende technische Einrichtungen und die Mitwirkung eines erfahrenen Fachgalvaniseurs. Alle Galvanisierungsverfahren werden daher ausschließlich in professionellen Galvanisierungsbetrieben durchgeführt. Diese Betriebe sind mit großen Becken aus elektrolytbeständigen Materialien ausgestattet.
In das Galvanisierungsbad kommen sorgfältig gereinigte und entfettete Bauteile. (Stark verunreinigtes Rohmaterial wird oft zusätzlichen Beizbädern unterzogen). Die Metallgegenstände in den Bädern werden dann mit dem Minuspol der Stromquelle verbunden und bilden den Pluspol, die Kathode. Den Minuspol (Anode) bilden dagegen die Metallplatten, die sich im Elektrolyten befinden. Der fließende Strom bewirkt, dass sich auf dem Metall allmählich eine neue Schicht bildet. Anstelle von Metallplatten verwenden Galvaniseure auch verschiedene Arten von Salzen, die sich ebenfalls allmählich zersetzen.
Galvanisierung von Metallen: ein von verschiedenen Faktoren abhängiges Verfahren
Es ist nicht einfach, ein perfektes Ergebnis in Form einer hochwertigen galvanischen Beschichtung zu erzielen. Welche Faktoren beeinflussen das endgültige Aussehen, die Härte und die Struktur der neuen Schicht? Die Qualität der Beschichtung und die Zeit, die sie braucht, um sich zu bilden, hängt unter anderem von folgenden Faktoren ab:
- die Art des verwendeten Elektrolyten (die Auswahl an Elektrolyten ist sehr groß und kann Mischungen mit Zyaniden, Sulfaten, Chlor usw. umfassen). – jeder Elektrolyt erzeugt unterschiedliche Effekte und ist für verschiedene Arten von Untergründen geeignet: metallische oder nichtmetallische),
- die Temperatur und die Konzentration der Elektrolytlösung,
- die im Galvanisierungsprozess verwendete Stromdichte.
Die Dauer des Galvanisierungsverfahrens ist sehr unterschiedlich und beträgt zwischen einigen Minuten und mehreren Stunden, was auch von der gewählten Methode und der erwarteten Solldicke der Beschichtungen abhängt.
Was bewirkt die Galvanisierung von Metallen?
Nicht ohne Grund entwickeln sich die Galvanisierungsanlagen in Polen und weltweit weiter, und das Interesse an galvanischen Dienstleistungen nimmt nicht ab. Was sind die wichtigsten Vorteile der Galvanisierung?
- Dank der zusätzlichen Schicht erhalten Metalle (und Kunststoffe) einen ausgezeichneten, langfristigen Schutz gegen das Eindringen von Feuchtigkeit und metallabbauende Korrosion;
- die galvanische Beschichtung erhöht die Haltbarkeit der Produkte und ihre Widerstandsfähigkeit gegen chemische oder mechanische Beschädigungen (Kratzer, Abrieb usw.);
- die neue, dichte Schicht verleiht den Oberflächen ein elegantes Aussehen: glänzend oder matt, glatt und ästhetisch ansprechend – sie können je nach den individuellen Erwartungen endbearbeitet werden.
Der Vorteil der Galvanisierung ist außerdem die Tatsache, dass sie sowohl für kleine Metallteile (Griffe, Schrauben, Armaturen, Befestigungen) als auch für große Konstruktions- oder Dekorationsteile verwendet werden kann.
- https://www.britannica.com/summary/electroplating
- https://encyklopedia.pwn.pl/haslo/galwanotechnika;3903810.html
- https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0013468699001437