Wissenschaft und Technik Chemisch-Nickel-Prozessen
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DGO-Workshop<br />
24 ZVOreport Ausgabe 1 – Januar 2012<br />
<strong>Wissenschaft</strong> <strong>und</strong> <strong>Technik</strong><br />
Reges Interesse an <strong>Chemisch</strong>-<br />
Unter dem Titel „Moderne Methoden<br />
zur betrieblichen Überwachung von<br />
<strong>Chemisch</strong><strong>Nickel</strong><strong>Prozessen</strong>“ richtete<br />
das Institut für Automatisierungstechnik<br />
der TU Dresden in Kooperation mit der<br />
DGO am 24. November 2011 einen<br />
Workshop aus.<br />
› Ziel desselben war es, einen Überblick<br />
zum Stand der <strong>Technik</strong> bei der Überwachung<br />
<strong>und</strong> Führung von industriellen<br />
<strong>Chemisch</strong><strong>Nickel</strong><strong>Prozessen</strong> zu geben.<br />
Dabei wurden aktuelle Möglichkeiten<br />
des Betriebs <strong>und</strong> der Überwachung der<br />
Prozesse dargestellt <strong>und</strong> darüber hinaus<br />
Forschungsergebnisse zur Onlineüberwachung<br />
der Abscheidegeschwindigkeit an<br />
<strong>Chemisch</strong><strong>Nickel</strong><strong>Prozessen</strong> präsentiert.<br />
Das Programm des Workshops traf auf<br />
großes Interesse: Die Zahl von 55 Teilnehmern,<br />
vorwiegend aus der Industrie,<br />
übertraf die Erwartungen der Veranstalter<br />
deutlich.<br />
<strong>Chemisch</strong><strong>Nickel</strong>Verfahren<br />
Insgesamt sechs Referenten gestalteten<br />
den Workshop. FranzJosef Stark,<br />
Enthone GmbH, gab im Eröffnungsvortrag<br />
einen Überblick über den aktuellen<br />
Stand der <strong>Technik</strong> im Bereich <strong>Chemisch</strong><br />
<strong>Nickel</strong> <strong>und</strong> beleuchtete moderne Trends<br />
der autokatalytischen <strong>Nickel</strong>abscheidung.<br />
Dazu präsentierte er einleitend einen kur<br />
zen Abriss der historischen Endwicklung<br />
der <strong>Chemisch</strong><strong>Nickel</strong>Verfahren <strong>und</strong> behandelte<br />
anschließend anlagentechnische<br />
Aspekte. Stark diskutierte Möglichkeiten<br />
zur Gestaltung der Behälter zur Elektrolytumwälzung,<br />
Medienbeheizung <strong>und</strong> Filtration<br />
<strong>und</strong> klassifizierte im Anschluss<br />
daran in einem Überblick die heute<br />
eingesetzten <strong>Chemisch</strong><strong>Nickel</strong>Verfahren<br />
entsprechend ihres Phosphorgehalts. Er<br />
stellte Möglichkeiten der Einlagerung<br />
von Gleit oder Verschleißpartikeln dar<br />
<strong>und</strong> ging dabei auch auf unterschiedliche<br />
Betriebsweisen von <strong>Chemisch</strong><strong>Nickel</strong><br />
<strong>Prozessen</strong> <strong>und</strong> auf das Erreichen längerer<br />
Standzeiten ein. Abschließend stellte Stark<br />
ein neuartiges Stabilisatorsystem für die<br />
autokatalytische <strong>Nickel</strong>abscheidung vor.<br />
Überwachung von<br />
Stoffkonzentrationen<br />
Im zweiten Beitrag berichtete Dr. Doris<br />
Bialkowski, AHC Oberflächentechnik,<br />
über Möglichkeiten der Betriebs <strong>und</strong><br />
Laborüberwachung. Nach einer einführenden<br />
Erläuterung der hohen Anforderung<br />
der <strong>Chemisch</strong><strong>Nickel</strong>Prozesse<br />
ging sie auf die Überwachung der<br />
wichtigsten Prozessgrößen ein, indem<br />
sie die Messung von Temperatur <strong>und</strong><br />
pHWert sowie die manuelle Ermittlung<br />
der Abscheiderate beschrieb. Es folgte<br />
ein umfassender Überblick über labora<br />
55 Teilnehmer, mehr als von den Veranstaltern erwartet, informierten sich über die<br />
Überwachung von <strong>Chemisch</strong>-<strong>Nickel</strong>-<strong>Prozessen</strong>.<br />
nalytische Methoden zur Ermittlung der<br />
Stoffkonzentrationen von <strong>Nickel</strong>, Hypophosphit,<br />
Stabilisatoren <strong>und</strong> Komplexbildnern<br />
sowie von Störsubstanzen wie<br />
Orthophosphit, Sulfat <strong>und</strong> Fremdionen.<br />
Abschließend zeigte Bialkowski die Vorteile<br />
eines automatisierten Betriebs von<br />
<strong>Chemisch</strong><strong>Nickel</strong><strong>Prozessen</strong> auf.<br />
Im Anschluss stellte Dr. Thomas Deufel<br />
von der Firma optekDanulat die Möglichkeiten<br />
der fotometrischen Messung<br />
der <strong>Nickel</strong>konzentration vor. Dazu ging<br />
er einführend auf einige theoretische<br />
Gr<strong>und</strong>lagen der fotometrischen Konzentrationsmessung<br />
wie das LambertBeersche<br />
Gesetz, das Absorptionsspektrum<br />
oder die Ein <strong>und</strong> ZweiKanalMessung<br />
ein. Nach der Vorstellung einer prozesstauglichen<br />
Gerätetechnik zur Onlinemessung<br />
der <strong>Nickel</strong>konzentration<br />
erläuterte Deufel Anwendungsaspekte<br />
der fotometrischen Überwachung von<br />
<strong>Chemisch</strong><strong>Nickel</strong><strong>Prozessen</strong>.<br />
Messung der<br />
Abscheidegeschwindigkeit<br />
Dr. Eckart Giebler vom Institut für<br />
Automatisierungstechnik der TU Dresden<br />
präsentierte in seinem Vortrag ein<br />
neuartiges Prozessmessverfahren zur<br />
Onlineüberwachung der Abscheidegeschwindigkeit.<br />
Dieses Verfahren wurde<br />
in einem von der Arbeitsgemeinschaft<br />
industrieller Forschungsvereinigungen<br />
(AiF) geförderten Forschungsvorhaben<br />
entwickelt (ZVOreport 4/2011). Zur<br />
Messung wird ein stabförmiger Sensor<br />
in den <strong>Chemisch</strong><strong>Nickel</strong>Prozess eingebracht.<br />
Auf der Stabspitze kommt es zu<br />
einer Metallabscheidung, welche die Abscheidung<br />
auf der Ware nachbildet. Die<br />
auf dem Sensor abgeschiedene Masse<br />
führt zu einer messbaren Frequenzverschiebung<br />
des Schwingungssensors, auf<br />
deren Basis ein Verlauf der Abscheidegeschwindigkeit<br />
online berechnet wird.<br />
Giebler ging auch auf die Möglichkeit<br />
zur Anwendung des Messverfahrens<br />
an anderen Abscheideprozessen ein.<br />
Abschließend berichtete er über ein<br />
laufendes Transferprojekt, in dessen<br />
Ergebnis ein Unternehmen gegründet<br />
werden soll, das diese <strong>Technik</strong> zur Messung<br />
der Abscheidegeschwindigkeit auf<br />
den Markt bringen wird.
<strong>Wissenschaft</strong> <strong>und</strong> <strong>Technik</strong><br />
<strong>Nickel</strong>-<strong>Prozessen</strong><br />
Prof. Dr. Klaus Janschek, Dr. Eckart Giebler <strong>und</strong> Andy Reich vom<br />
Institut für Automatisierungstechnik.<br />
Prozessführung<br />
In einem weiteren Beitrag des Instituts für Automatisierungstechnik diskutierte<br />
Andy Reich die qualitätsgerechte Führung von <strong>Chemisch</strong><strong>Nickel</strong><br />
<strong>Prozessen</strong>. Problematisch bei der elektrochemischen Schicht erzeugung ist,<br />
dass die Qualitätsparameter wie zum Beispiel Dicke, Härte, Duktilität <strong>und</strong><br />
Zusammensetzung der Schicht während der Beschichtung nicht messbar<br />
<strong>und</strong> somit auch nicht direkt regelbar sind. Als Alternative werden alle<br />
qualitätsrelevanten Prozessparameter bestmöglich stabilisiert <strong>und</strong> die Qualitätsgrößen<br />
nach Abschluss der Oberflächenbehandlung geprüft.<br />
Reich arbeitete die wichtigsten qualitätsrelevanten Parameter sowie<br />
Stör <strong>und</strong> Einflussgrößen für <strong>Chemisch</strong><strong>Nickel</strong>Prozesse heraus <strong>und</strong> erläuterte<br />
gr<strong>und</strong>legende Ansätze zur Prozessstabilisierung. So stellte er<br />
den Verfahrensbetrieb mit kontinuierlichem Teilverwurf dem Betrieb mit<br />
Regeneratortechnik gegenüber <strong>und</strong> erläuterte die verschiedenen Aspekte<br />
der Prozessführung von <strong>Chemisch</strong><strong>Nickel</strong>Verfahren anhand praktischer<br />
Erfahrungen.<br />
Schichtanalytik<br />
Thomas Asam, TAZ GmbH, gestaltete den abschließenden Vortrag <strong>und</strong><br />
stellte <strong>Technik</strong>en zur Analyse von <strong>Chemisch</strong><strong>Nickel</strong>Schichten dar, zum<br />
Beispiel die herkömmlichen Verfahren wie ICP/OES oder AAS, mit denen<br />
jedoch nur die chemische Zusammensetzung der Gesamtschicht ermittelt<br />
werden kann. Bei Anwendung metallographischer Verfahren können mit<br />
REMAufnahmen am Querschliff auch Schichtdicken bestimmt werden.<br />
Bei der Kombination von REM <strong>und</strong> EDX ist auch eine ortsaufgelöste Bestimmung<br />
verschiedener Elemente möglich.<br />
Asam stellte ausführlich die Glimmentladungsspektrometrie (GDO(E)<br />
S) dar. Mit dieser Methode können Tiefenprofilanalysen erstellt werden,<br />
die die Zusammensetzung aller Elemente auch in der Tiefe abbilden. Die<br />
Möglichkeiten der Methoden demonstrierte er an verschiedenen Aufnahmen<br />
von <strong>Nickel</strong>legierungs <strong>und</strong> <strong>Nickel</strong>dispersionsschichten. ‹<br />
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