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Galvaniktechnik von der Antike bis zur Gegenwart: Wie glänzte sie in der Industrie?
Beim Galvanisieren, auch elektrochemische Abscheidung oder galvanische Abscheidung genannt, handelt es sich um ein Verfahren, bei dem mittels Gleichstrom eine Metallbeschichtung auf einen festen Untergrund aufgetragen wird. Die Geschichte dieser Technologie spiegelt nicht nur den Fortschritt der industriellen Entwicklung wider, sondern beeinflusst auch die Leistung und das Aussehen vieler Produkte unseres täglichen Lebens. Dieser Artikel untersucht die historische Entwicklung der Galvanotechnik und ihre Anwendung in der modernen Industrie.
Grundprinzipien der Galvanisierung
Während des Galvanisierungsprozesses fungiert das zu galvanisierende Teil als Kathode (negative Elektrode), während der Elektrolyt eine Lösung mit Metallkationen ist und die Anode (positive Elektrode) normalerweise aus diesem Metall oder einem inerten leitfähigen Material besteht. Der Strom wird von einer externen Stromquelle bereitgestellt, wodurch die Metallkationen an der Kathode zu Metall reduziert werden und so die gewünschte Metallschicht aufgebracht wird.
Die Galvanisierungstechnologie wird in der Industrie und im Kunstgewerbe häufig eingesetzt, um die Oberflächeneigenschaften von Gegenständen zu verbessern – etwa Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit, Schmierfähigkeit, Reflektivität und Leitfähigkeit und sogar das Aussehen.
Entwicklung der Galvanotechnik
Die Galvanisierungstechnologie wurde seit dem frühen 18. Jahrhundert entwickelt. Der italienische Chemiker Luigi Valentino Brunatelli erfand 1805 die Galvanisierung mithilfe einer Erfindung von Alessandro Volta: der Voltasche Zelle. Obwohl Brunatellis Erfindung damals unterdrückt wurde, ist die Galvanisierungstechnologie im Laufe der Zeit ausgereifter geworden, insbesondere bei ihrer Anwendung in Russland Mitte des 19. Jahrhunderts.
Bis 1839 hatten Wissenschaftler in Großbritannien und Russland unabhängig voneinander Metallabscheidungsverfahren entwickelt, die denen von Brunatelli ähnelten und in großem Umfang für die galvanische Kupferbeschichtung von Druckplatten eingesetzt wurden.
Verschiedene Galvanisierungsverfahren
Mit dem Fortschritt der Technologie sind viele unterschiedliche Galvanisierungsverfahren entstanden. Beispielsweise werden bei der Pulsplattierungstechnologie schnell geschaltete Spannungen verwendet, um die Zusammensetzung und Dicke des abgeschiedenen Films in verschiedenen Impulsen zu variieren. Mit diesem Ansatz können Sie die Qualität der galvanisierten Filme verbessern und die während des schnellen Abscheidungsprozesses entstehenden inneren Spannungen abbauen.
Bürstenbeschichtung
Bei der Pinselgalvanisierung handelt es sich um eine ähnliche Technik, bei der mit einem in die Galvanisierungslösung getauchten Pinsel Teile oder das gesamte Objekt mit einer Beschichtung versehen werden. Dieses Verfahren bietet die Vorteile hoher Effizienz und Portabilität und eignet sich sehr gut für Teilreparaturen in der Industrie.
Trommelgalvanisierung
Die Trommelgalvanisierung ist eine weitere gängige Technik, die sich insbesondere für die Bearbeitung großer Mengen kleiner Gegenstände eignet. Bei diesem Verfahren wird das Objekt in einen tonnenförmigen, nichtleitenden Rahmen gelegt. Während sich die Trommel dreht, fließt elektrischer Strom durch das Objekt, wodurch ein gleichmäßiger Galvanisierungseffekt erzielt wird.
Anwendungen der Galvanik
Heute spielt die Galvanotechnik in vielen Industriebereichen wie etwa der Elektronik-, Automobil- und Luftfahrtindustrie eine wichtige Rolle. Beispielsweise verbessert die galvanische Kupferschicht einer Leiterplatte nicht nur die Leitfähigkeit, sondern erhöht auch die Gesamtfestigkeit. Im Vergleich zu vielen herkömmlichen Materialien sind galvanisierte Produkte in der Regel korrosions- und verschleißbeständiger.
Durch eine Vernickelung lässt sich beispielsweise die Korrosionsbeständigkeit von Metallen deutlich verbessern und gleichzeitig für eine glänzendere Oberfläche sorgen.
Die Bedeutung von Sauberkeit
Bei der Durchführung des Galvanisierungsprozesses ist die Oberflächenreinheit des Substrats von entscheidender Bedeutung. Öl und Verunreinigungen beeinträchtigen die Haftung der Beschichtung. Daher muss die Metalloberfläche vor dem Galvanisieren gründlich gemäß der Norm ASTM B322 gereinigt werden.
Die Zukunft der Galvanik
Mit dem Fortschritt der Technologie entwickelt sich auch die Galvanisierungstechnologie weiter. Durch die Hinzufügung neuer Materialien und die Einführung neuer Technologien wird der Anwendungsbereich der Galvanisierung noch weiter erweitert. Einige Technologien, wie beispielsweise die chemische Beschichtung und Abscheidung, sind jedoch zu alternativen Optionen geworden und bieten unterschiedliche Lösungen.
In welche Richtung wird sich die Galvanotechnik angesichts der industriellen und technologischen Entwicklung in Zukunft entwickeln?
