Verfahrenstechnik und Technische Chemie
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Lehrbuch der Technischen Chemie, Bd.1, Chemische Reaktionstechnik
H. Hofmann, A. Renken, M. Baerns (Hrsg.), Jürgen Falbe (Hrsg.), Fritz Fetting (Hrsg.)
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Verfahrenstechnik und Technische Chemie Das Forum für die Chemie jenseits von Reagenzgläsern und Glaskolben. Hier können Probleme der Reaktionstechnik sowie der thermischen und mechanischen Stoffwandlungs- und Trennprozesse diskutiert werden.

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Alt 29.01.2019, 10:32   #1   Druckbare Version zeigen
Inschenieur  
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Themenersteller
Beiträge: 8
Reinmetallschichten abscheiden

Hallo miteinander,

es gibt ja unterschiedliche Verfahren, um reine metallische Schichten auf einem Werkstoff abzuscheiden (z.B. PVD oder Galvanik), allerdings suche ich nach etwas anderem.

Der eine oder andere kennt aus dem Chemieunterricht vielleicht noch die Tollens-Probe (Silberspiegel), bei der aus einer Silbernitratlösung elementares Silber auf dem Reagenzglas abgeschieden wird. Wird zum Teil ja sogar als 2K-Gemisch in der Lackierung von Kunstobjekten eingesetzt, um denen einen Metallglanz/Chromoptik zu verleihen. Sind euch ähnliche Reaktionen anderer Metalle bekannt? Gibt es das bspw. auch für Aluminium?

Vielen Dank für Eure Hilfe
Inschenieur ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 29.01.2019, 11:30   #2   Druckbare Version zeigen
Inschenieur  
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Themenersteller
Beiträge: 8
AW: Reinmetallschichten abscheiden

Anscheinend bin ich zu doof die Editierfunktion zu finden, deshalb in der Antwort:

Als Substrat sollen Kunststoffe dienen (z.B. PC oder PMMA, ggf. auch ABS).
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Alt 29.01.2019, 11:57   #3   Druckbare Version zeigen
chemiewolf Männlich
Mitglied
Beiträge: 22.450
AW: Reinmetallschichten abscheiden

willkommen hier.

das dürfte, wenn überhaupt, nur mit Metallen funktionieren, die ein positives Standardpotential besitzen
__________________
The State Senate of Illinois yesterday abandoned its Committee on Efficiency and Economy for reasons of 'efficiency and economy'.
De Moines Tribune, 6 February 1955
chemiewolf ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 29.01.2019, 12:14   #4   Druckbare Version zeigen
Cyrion Männlich
Mitglied
Beiträge: 5.981
AW: Reinmetallschichten abscheiden

Zitat:
Zitat von Inschenieur Beitrag anzeigen
Anscheinend bin ich zu doof die Editierfunktion zu finden...
Die steht nur eine halbe Stunde zur Verfügung.


Generell dürfte es schwierig werden. M.W.n. schlägt sich ein Metallspiegel bei weitem nicht auf jedem Material nieder. Außerdem müsste man ja das Metall in einer Redoxreaktion herstellen. Da dürften schon einige Untergründe bei draufgehen. Wie Chemiewolf schon angedeutet hat: je unedler das Metall, desto unwahrscheinlicher. Und das "Unwahrschienlich" gilt schon für vergleichsweise edle Metalle.

In Summe also alles, wo man viel Entwicklungsarbeit für ein teures Verfahren reinstecken müsste.
__________________
Philippus Theophrastus Aureolus Bombastus von Hohenheim: Allein die Dosis machts, daß ein Ding kein Gift sei.

Erfahrung: Wenn es so einfach wäre, hätte es schon längst jemand gemacht
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Alt 29.01.2019, 13:01   #5   Druckbare Version zeigen
rettich Männlich
Mitglied
Beiträge: 5.587
AW: Reinmetallschichten abscheiden

Meinst Du so etwas:
http://fgk.zvo.org/kunststoffgalvanik.html?L=0
__________________
mfg: rettich

Man kann gar nicht so dämlich denken wie
andere Handeln.
Speziell im Strassenverkehr und im Labor.

Heute ist der erste Tag vom Rest deines Lebens.
rettich ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 29.01.2019, 14:54   #6   Druckbare Version zeigen
Inschenieur  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 8
AW: Reinmetallschichten abscheiden

Zitat:
Zitat von rettich Beitrag anzeigen
Hallo Rettich,

ABS zu galvanisieren ist ja ein ziemliches Standardverfahren, was ja leider nicht für PMMA und PC funktioniert. Nach dem Lesen des Artikels kam mir allerdings die Frage, ob das nicht funktioniert, weil es die entsprechenden Kavitäten nicht gibt und die Schicht dann wahnsinnig schlecht haften würde oder ob es dort andere Hemmnisse gibt, die eine Bekeimung, o.ä. gar nicht erst zulassen.

Ich suche aber in erster Linie tatsächlich auch nach einer Reinmetallschicht (idealerweise aus Aluminium). Eine galvanische Beschichtung ist ja ein Mehrschichtverbund aus verschiedenen Metallen.

Könnte mir jemand vielleicht noch erklären (oder den Link zu einer Erklärung schicken), wieso sich Metalle mit geringem (oder negativem) Standardpotenzial nur schwierig abscheiden lassen? Hat es was damit zu tun, dass ich dann von Wasser als Lösungsmittel weg muss oder ist das nur bei der Elektrochemie der Fall?

Sind euch andere Verfahren als PVD bekannt, mit denen es möglich ist dünne Reinmetallschichten abzuscheiden (Eine Schmelze kommt bei Kunststoffsubstraten selbstverständlich auch nicht in Frage )? Vermutlich nicht, oder? Bin da nämlich auch ein wenig ratlos ehrlich gesagt.

Vielen Dank!
Inschenieur ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 29.01.2019, 16:43   #7   Druckbare Version zeigen
Inschenieur  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 8
AW: Reinmetallschichten abscheiden

Zitat:
Zitat von Inschenieur Beitrag anzeigen
[...]Eine galvanische Beschichtung ist ja ein Mehrschichtverbund aus verschiedenen Metallen.[...]
Zumindest trifft das auf galvanische Beschichtungen von Kunststoffteilen zu
Inschenieur ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 30.01.2019, 00:55   #8   Druckbare Version zeigen
zweiPhotonen  
Mitglied
Beiträge: 7.514
AW: Reinmetallschichten abscheiden

Nickel, Kupfer sollten nasschemisch möglich sein.
Gerade auf Kupfer lassen sich dann wiederum galvanisch andere Metalle abscheiden.
Aluminium nass- oder elektrochemisch kann ich mir nicht vorstellen.
__________________
Wenn es einfach wäre, hätte es schon jemand gemacht!

I said I never had much use for it. Never said I didn't know how to use it.(M. Quigley)
You can't rush science, Gibbs! You can yell at it and scream at it, but you can't rush it.(A. Sciuto)

Wer durch diese Antwort nicht zufriedengestellt ist, der möge sich bitte den Text "Über mich" in meinem Profil durchlesen und erst dann meckern.
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Alt 30.01.2019, 09:21   #9   Druckbare Version zeigen
Inschenieur  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 8
AW: Reinmetallschichten abscheiden

Ich versuche mich mal in einer Begründung in der Hoffnung, dass ihr mir sagen könnt, ob das so passt, oder völlig an den Haaren herbeigezogen ist...

Das Redox- bzw. Standardelektrodenpotenzial sagt etwas darüber aus, wie gerne ein Ion Elektronen aufnimmt bzw. abgibt. Je positiver das Potenzial desto höher die Neigung Elektronen aufzunehmen und letztlich in elementarer Form aufzutreten. Die Edelmetalle sind entsprechend positiv und kommen in der Natur auch z.T. in Reinform vor, sind aber wie ihr schon geschrieben hattet auch elektro- oder nasschemisch in Reinform abzuscheiden.

Mein Beispiel vom Aluminium ist vom Standardpotenzial mit ~ -1,7V ziemlich negativ, weshalb es lieber in Form vom Al3+ Ion auftritt denn als reines Aluminium. D.h. in Anwesenheit von Wasser wird sich das Aluminium (abhängig vom pH-Wert) in Form eines Ions oder Komplexes in Lösung befinden, aber tunlichst nicht elementar aus der Lösung fallen. War das soweit korrekt?
Inschenieur ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 30.01.2019, 10:33   #10   Druckbare Version zeigen
Inschenieur  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 8
AW: Reinmetallschichten abscheiden

... und sehe ich das richtig, dass die Hemmnisse bei einer galvanischen wie bei einer elektrochemischen Abscheidung dieselben sind, die Triebkraft aber aus unterschiedlichen Quellen kommt (Strom bei der Galvanik, und eben die Redoxreaktion bei der nasschemischen Abscheidung)?
Inschenieur ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 30.01.2019, 11:00   #11   Druckbare Version zeigen
donald313 Männlich
Mitglied
Beiträge: 466
AW: Reinmetallschichten abscheiden

Moin, moin

Also Aluminium abscheiden geht gavanisch, aber nur aus organischen Lösungen unter Stickstoff und nur auf leitfähigen Untergründen.

Absonsten geht da nix.

Selbst PVD-Schichten aus Alu sind schon schwierig.

Ansonsten geht Polyamid (neben ABS) für galvanische Verfahren.
Beizen, bekeimen, chem. Ni., Cu - Ni - Cr

Gruß
Donald
donald313 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 30.01.2019, 12:12   #12   Druckbare Version zeigen
cg Männlich
Mitglied
Beiträge: 1.390
AW: Reinmetallschichten abscheiden

Hi Inschenieur,

"War das soweit korrekt?" Im Prinzip ja. Bei der Abscheidung von Metallen mit einem Redoxpotential kleiner als das von Wasserstoff dürfen eben keine Protonen im Elektrolyten sein. In aprotischen Lösemitteln geht da sicher allerhand, siehe Li-Abscheidung in Li-Akkus. An Al-Akkus wird ja geforscht...

Schwierigkeiten werden sich ergeben, weil Kunststoffe in aprotischen Lösemitteln löslich sind.
Hast Du schon mal an Bedampfung bzw. Besputtern gedacht?

Freundliche Grüße
cg
cg ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 30.01.2019, 13:17   #13   Druckbare Version zeigen
Fulvenus Männlich
Mitglied
Beiträge: 21.862
AW: Reinmetallschichten abscheiden

Beschichten kann man viele Werkstoffe mit unterschiedlichen Metallen und Verfahren.Für Polycarbonat mit Al findet man z.B. dies:
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1757-899X/149/1/012071/pdf .
Jetzt die Gegenfrage:geht es um ein konkretes Problem oder nur allgemeine Zusammenhänge?

Fulvenus!
Fulvenus ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 31.01.2019, 08:58   #14   Druckbare Version zeigen
Inschenieur  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 8
AW: Reinmetallschichten abscheiden

Hallo ihr zwei,

PVD-beschichten (bedampfen/besputtern) kenne ich schon, haben wir auch, möchte man aber nicht mehr machen. Daher die Frage nach einer Alernative evtl. im galvanischen Bereich.

Danke für eure Hilfe, vielleicht sieht es in 10 Jahren ja anders aus
Inschenieur ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 31.01.2019, 11:35   #15   Druckbare Version zeigen
cg Männlich
Mitglied
Beiträge: 1.390
AW: Reinmetallschichten abscheiden

... ihr zwei ? Drei haben Dir geantwortet.


Auch in 10 Jahren werden sich die Redoxpotentiale und die Löslichkeiten von technischen Kunststoffen nicht geändert haben.
cg ist offline   Mit Zitat antworten
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