Das Projekt "Teilvorhaben: Abscheidung einer ternären Zinkbasislegierung Trommelverfahren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von B + T Oberflächentechnik GmbH durchgeführt. Ziel des Teilprojektes ist es, anhand einer ternären Beispiellegierung (Zink-Basis mit Eisen und einem weiteren, noch zu bestimmenden Element), die Hochskalierung vom Labor in den industrienahen Maßstab zu verwirklichen. Dabei sollen allgemeine Parameter zum upscaling festgelegt werden, welche bei einer zukünftigen Maßstabsvergrößerung zur galvanischen Abscheidung als Grundlage dienen können. Die Firma B+T Oberflächentechnik GmbH wird sich dabei mit der Erprobung der Abscheidung im Schüttgut-Segment beschäftigen. Es soll eine Integration des Verfahrens in bestehende Prozesse/ Anlagen erfolgen. Die gewonnenen Erkenntnisse zum Vergrößern der Badvolumina werden als notwendige Schritte definiert und sind so vielseitig auch auf andere Beschichtungsverfahren anwendbar. Der Arbeitsplan sieht die Anpassung der Elektrolyte aus den Laborversuchen auf großvolumige Bäder am Beispiel von Zink-Eisen-X Legierungen vor. Eine weitere Aufgabe ist die Handhabung der galvanisch zu beschichtenden Proben im Schüttgut-Segment und Dokumentation aller Abläufe. Weiterhin wird, auf Grund dieser Erfahrungen, eine Definition aller nötigen Veränderungen für großvolumige Bäder als Parameter erfolgen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Einfluss chemischer Zusätze auf die Korrosionsbeständigkeit einer galvanisch abgeschiedenen ternären Zinkbasislegierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Coventya GmbH durchgeführt. Die Anwendung von Glanzbildner bzw. Inhibitoren ermöglicht die Abscheidung von hochglänzenden Zinkschichten. Dabei ist die Wirkung maßgeblich vom Bedeckungsgrad der Verbindung an der Oberfläche abhängig. Zur Beschreibung dieses Vorganges und des daraus resultierenden Korrosionsverhaltens muss das Wirkprinzip der Inhibitoren bzw. Glanzbildner in Abhängigkeit des Elektrolyttypen und Legierungssystems katalogisiert werden. Morphologische Charakterisierung zur Herstellung einer Struktur-Wirk-Beziehung zwischen Glanzbildnerklasse und korrelierender Schichtcharakteristik sind dazu notwendig. Weiterhin soll durch Kurzzeitkorrosionsmessungen eine Datenbank für Korrosionskennwerte zur Rückführung von Korrosionskennwerten bzw. Standzeiten auf die Glanzbildnerklasse und damit verbunden die Vorhersage des wahrscheinlichen Korrosionsverhaltens erhalten werden. Die Langzeitstabilität der Glanzbildner und die daraus resultierenden Schichteigenschaften werden im industrienahen Maßstab unter Erstellung einer Additivstrategie zur optimalen Abscheidung einer ternären Zinkbasislegierung und deren Analytik für Gestell- und Trommelware erforscht. Die allgemeine Vorgehensweise hat das Ziel ein Verhältnis von Glanzbildner, Morphologie und Korrosionsverhalten herzustellen. Mittels elektrochemischer Impedanzmessungen (EIS) während der Abscheidung wird ein Adsorptionsgrad der Glanzbildner erstellt. Weitere Zellversuche (Haring-Blum, Hull) liefern Ergebnisse zur Streufähigkeit der Elektrolyten. In den folgenden Laborversuchen werden bei optimierter Stromdichte Faktoren wie Stromausbeute, Glanz, Textur und Kristallitgröße untersucht. Mittels EIS- und Salzsprühtestversuchen wird ein Maß für die Korrosion, sowie maximale Standzeit bis Auftreten von Rotrost ermittelt.
Das Projekt "Teilvorhaben: Methodik zum numerischen, automatisierten Design von Elektrolyten zur galvanischen Abscheidung von metallischen Schichten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Chemnitz, Institut für Werkstoffwissenschaft und Werkstofftechnik, Professur Werkstoff- und Oberflächentechnik durchgeführt. Die Identifizierung von Elektrolyten zur galvanischen Legierungsabscheidung wird maßgeblich durch Experimentator und Erfahrung getragen. Aus diesem Grund wird eine modellbasierte, numerische Erforschung von Elektrolytformulierungen angestrebt. Der Einsatz von statistischer Versuchsplanung erlaubt eine schnelle Rasterung von Versuchsräumen. Die automatische Experimentdurchführung mittels LaboRob erlaubt ein größtmögliches Maß an Reproduzierbarkeit. Modellgestützte Auswertealgorithmen können auf jede Problemstellung angepasst werden. Zudem können auch bisher nicht untersuchte Randbedingungen bei der Beschichtung untersucht werden, die sich durch die gepulste Abscheidung ergeben. Anhand einer ternären Zinkbasislegierung wird diese Methodik erforscht und angewandt. Durch die vollautomatische Experimentführung werden alle Parameteränderungen im Elektrolyten dokumentiert und eine kennfeldbasierte Auswertung ermöglicht die Darstellung von Struktur- / Eigenschaftsbeziehungen. Mögliche REACH-Konforme Kandidaten zur ternären Legierungsabscheidung Untersuchung von thermodynamischen Zustandsdiagrammen und Korrosionskennwerten werden definiert. Ziel ist die Legierungsbildung und Elektrolytcharakteristik. Zur Erforschung der Bindungsverhältnisse zwischen Metall und Komplexbildner wird eine potentiometrische Titration durchgeführt. Damit werden thermodynamische und kinetische Kenndaten der Komplexbildung ermittelt. Außerdem müssen Kriterien zur Erforschung eines Kurzzeitkorrosionstestes und zur Integration in die vollautomatische Anlage, definiert werden. Damit werden die Legierungsabscheidung von Zn-Fe-X Legierungen durchgeführt. Das Ziel ist die Herstellung einer Struktur-/ Eigenschaftsbeziehung der Legierung mittels Kennfeldmethoden und automatischer Versuchsdurchführung. Für die Gradientenanalyse müssen relevante Skalierungsparameter identifiziert werden und eine Untersuchung zur Übertragbarkeit von Puls-Plating in den industriellen Maßstab erfolgen.