Werkstoffe

Einflussparameter auf das Galvanisierergebnis

Werkstoffkundelexikon – Galvanoforming: Teil 2

Die Qualität eines Verfahrens wird durch seine Reproduzierbarkeit und größtmögliche Einfachheit in der Anwendung gekennzeichnet, die mögliche Fehler zu vermeiden hilft. Heutige Systeme sind dabei schon weitestgehend perfektioniert, sodass allein deren korrekte Bedienung eine gewisse Erfolgssicherheit gewährleistet.

Dennoch ist die Kenntnis möglicher Fehlerparameter hilfreich, bei auftretenden Problemen gegebenenfalls selbst Abhilfe zu schaffen bzw. zur schnelleren Fehlerfindung beitragen zu können.

Goldbad

Die heute zur Verfügung stehenden Goldbäder sind in der Regel nichtcyanidische Goldsulfitlösungen in fertiger Konzentration. In der Regel sind 8 g Gold in einem Liter Konzentrat enthalten. Die Haltbarkeitsdauer ist allerdings eingeschränkt und das angegebene Verfallsdatum muss beachtet werden, da sonst die gewünschte Abscheidungsqualität nicht mehr garantiert ist. Dies liegt daran, dass sich aus dem Sulfit durch zunehmenden Sauerstoffeintrag in das Bad durch Oxidation Sulfat bildet. Damit reduziert sich unkontrolliert die pro eingestellter Elektrizitätsmenge abgeschiedene Goldmenge. Abgelaufene Goldbäder sollten deshalb nicht mehr verwendet, sondern dem Recycling zugeführt werden.

Goldbäder sind empfindlich gegen Verschmutzungen jeder Art. Niemals sollte mit bloßen Händen in die Lösung gegriffen werden, da die Lösungen einerseits hautirritierend wirken, andererseits aber auch Verunreinigungen die Qualität der Lösung massiv beeinträchtigen können. In das Bad gefallene Objekte müssen mit einer sauberen Kunststoffpinzette entfernt werden.

Jede chemische Reaktion kann über die Temperaturen beeinflusst werden. Für reproduzierbare Ergebnisse muss die Badtemperatur deshalb so konstant wie möglich gehalten werden.

Schichtstärke

  • Berechnung des Wirkungsgrades.

  • Berechnung des Wirkungsgrades.
    © Pospiech
Die abgeschiedene Feingoldmenge m ist beim Galvanoforming im Prinzip proportional zur eingestellten Stromstärke und der Zeit. Grundsätzlich kann über die Erhöhung der Stromstärke bei Konstanthaltung der abgeschiedenen Masse die Galvanoformungszeit rein rechnerisch reduziert werden. Man unterscheidet aber eine praktisch abgeschiedene Metallmenge von der theoretisch möglichen Metallmenge. Dieses Verhältnis wird Wirkungsgrad genannt: Dies ist der prozentuale Anteil des Gesamtstromes, der für die kathodische Metallabscheidung gebraucht wird. Dieser Wirkungsgrad ist sozusagen der Kennwert eines jeden Goldbades (Elektrolyten), der von seiner Zusammensetzung abhängt (siehe Abbildung).

Bei der galvanischen Formung zahntechnischer Objekte ist nun prinzipiell nicht die rein abgeschiedene Masse, sondern die erzielbare bzw. erzielte Schichtstärke interessant. Diese sollte möglichst gleichmäßig sein, was aber wiederum mit der Geometrie und der Oberfläche des Objektes zusammenhängt.

Damit kommt der Begriff der Stromdichte zum Tragen: Dieser bezeichnet die auf die Werkstückoberfläche bezogene Stromstärke. Typische Werte liegen zwischen 0,5 und 5 A/dm2. Dabei sind einfache Geometrien wie Kronenkäppchen leichter zu berechnen als komplexere Stumpfformen, wie sie zum Beispiel bei Inlays und Teilkronen vorliegen.

Streufähigkeit

Es wird eine gute Streufähigkeit des Elektrolytbades angestrebt. Darunter versteht man dessen Fähigkeit, trotz einer ungleichmäßigen Stromverteilung auf unregelmäßigen Körpern eine möglichst gleichmäßige Beschichtung/Schichtstärke zu erreichen. 

Näheres zum Autor des Fachbeitrages: Prof. Dr. Peter Pospiech



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