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Entwicklung eines Verfahrens zur Abscheidung technischer Chromschichten aus einem Chrom(III)-Elektrolyt
(2009) Bohnet, Jens; Westkämper, Engelbert (Prof. Dr.-Ing. Prof. e.h. Dr.-Ing. e.h. Dr. h.c. mult.)
Die im Jahr 1843 von A. C. Becquerel entdeckte galvanische Verchromung aus wässrigen Lösungen ist eines der wichtigsten und am weitesten verbreiteten Verfahren der galvanischen Oberflächenveredelung. Chromschichten sind witterungsbeständig und resistent gegen Anlaufen. Des Weiteren sind Chromschichten aufgrund der sich ausbildenden haftfesten Chromoxidschicht an der Oberfläche beständig gegenüber den meisten Chemikalien. Die galvanische Verchromung wird grundsätzlich in die dekorative Glanzverchromung mit Schichtdicken zwischen 0,3 µm bis maximal 2 µm und die technische Verchromung mit mehr als 2 µm Schichtdicke unterschieden. Die dazu eingesetzten Lösungen differenzieren sich in dreiwertige und sechswertige Chromelektrolyte. Technische Chromschichten dienen als Korrosions- und Verschleißschutz. Diese Chromschichten werden heute aus Elektrolyten auf Basis von Chrom(VI)-Salz abgeschieden. Aufgrund der gesundheits- und umweltgefärdenden Wirkung von Chrom(VI) besteht schon seit langem der Wunsch, die galvanische Chromabscheidung technischer Chromschichten aus Chrom(III)-Elektrolyten zu ermöglichen. Eine im Zuge dieser Arbeit durchgeführte Marktstudie zeigt auf, dass aktuell keine handelsüblich erwerbbaren Elektolyte auf Basis von Chrom(III) verfügbar sind. Ziel dieser Arbeit ist es, ein Verfahren zur Abscheidung technischer Chromschichten aus einem Chrom(III)-Elektrolyten zu entwickeln. In einem ersten Schritt werden dazu die erforderlichen Parameter aus der Literatur abgeleitet. In eigenen Versuchen werden dann verschiedene chemische und physikalische Parameter untersucht. Mit diesen Ergebnissen wird eine Versuchsgalvanik aufgebaut und die in den Vorversuchen gewonnenen Erkenntnisse überprüft. Dabei zeigt sich, dass die Abscheidung technischer Chromschichten aus Chrom(III)-Elektolyten durch die Kombination aus angepasster Anlagentechnik, Chemie und geeigneter pyhsikalischer Parameter möglich ist.