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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektrolytischen Aufbringen einer Chromschicht, die
feste Einschlüsse enthält. Sie betrifft außerdem das bei diesem Verfahren verwendete Bad.
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Man benutzt elektrolytische Chromablagerungen, weil ihre Verwendung eine Verbesserung
der physikalischen Oberflächeneigenschaften gewährleistet. Diese Verbesserungen machen
sich - ohne daß diese Aufzählung erschöpfend sein soll - besonders bemerkbar in den
Bereichen:
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- Verschleiß- und Abriebfestigkeit,
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- Korrosionsbeständigkeit,
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- Reibungskoeffizient
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- Härte.
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Man verwendet aus diesen unterschiedlichen Gründe elektrolytische Chromablagerungen,
wenn Reibung auf Teile einwirkt oder diese Teile bestimmten chemischen Angriffen
ausgesetzt sind, oder dort, wo ein glänzender und glatter Oberflächenzustand erzielt werden soll.
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Es ist seit langem bekannt, daß man die Eigenschaften bestimmter metallischer
Ablagerungen (z. B. von elektrolytisch und chemisch abgelagertem Kupfer und Nickel) modifizieren
kann, indem man in Abhängigkeit von den Eigenschaften, die man verbessern möchte,
gleichzeitig Partikel unterschiedlicher Größe und Art mit ablagert.
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Viele Autoren haben die Mitablagerung von metallischen Oxid-, Carbid-, Nitrid- und
Boridpartikeln und organischen Verbindungen, deren Größe von einigen Angström bis zu einigen
zehn Mikron variiert, in Nickel- und Kupferablagerungen beschrieben. Sie haben die ganze
Aufmerksamkeit speziell auf die Verschleißfestigkeit, die Verbesserung des
Reibungskoeffizienten und auf die Korrosionsbeständigkeit gerichtet.
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In dieser Hinsicht findet sich in der Literatur eine Übersicht über die benutzten Verfahren
und die erzielten Resultate. So beschreibt z. B. das Patent US 3 844 910 ein Verfahren zur
Gewinnung von Nickel- und Kobaltschichten, die als feste Einschlüsse Siliziumcarbid in
Anwesenheit von Aminosilikaten enthalten.
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Die Anwendung dieses Verfahrens auf Chromablagerungen erscheint also sehr angebracht,
da es für diese Schichten, deren physikalische Eigenschaften bereits vor der Hinzufügen von
Partikeln denjenigen, die mit den vorgenannten Metallen erreicht werden, die Einschlüsse
enthalten, in vielerlei Hinsicht überlegen sind, die gleiche Art von Verbesserungen bringen
müßte.
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Es ist nämlich auch die Möglichkeit einer Mitablagerung von Partikeln variabler Größe in
Einschlüssen in elektrolytischen Chrombädern verschiedener Art bekannt, obwohl diese
schwieriger zu realisieren ist. Einige Autoren beschreiben die Verfahren zur Gewinnung der
Ablagerungen sowie die physikalischen Eigenschaften der gewonnenen Ablagerungen.
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So beschreibt z. B. das Patent US 1 098 066 ein Verfahren zur Herstellung eines
Chromüberzugs, der als feste Einschlüsse Aluminiumoxid, Titanoxid oder eine Mischung aus Ca&sub2; Al&sub2; Si&sub3;
O&sub8; und aus Al&sub2;O&sub3;2SiO&sub2; enthält. Dieser Überzug wird durch elektrolytische Ablagerung aus
einem Bad hergestellt, das Chrom im Oxidationszustand VI enthält. Das Chrom im
Oxidationszustand VI stammt in den Beispielen des genannten Patents aus Chromanhydrid.
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Desgleichen beschreibt das Patent GB 1 220 331 ein Verfahren zur Herstellung eines
Überzugs, der aus einer Chrommatrix besteht, und als feste Einschlüsse Keramikpartikel,
Metallpartikel oder eine Mischung aus Metall- und Keramikpartikeln enthält. Diese Schicht wird
ebenfalls durch elektrolytische Ablagerung aus einer Lösung hergestellt, die Chrom im
Oxidationszustand VI enthält. Das Chrom im Oxidationszustand VI stammt bei dem in diesem
Patent angegebenen Beispiel aus Chromsäure.
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Nun werden alle diese Ablagerungen von Chromschichten mit Partikeleinschlüssen mit Hilfe
von sechswertigen Chromlösungen (Chrom im Oxidationsgrad VI) gewonnen, insbesondere
aus wäßrigen Lösungen von Chromanhydrid (CrO&sub3;), wobei diese Lösungen sich durch die
Art der verwendeten Katalysatoren verändern. Die Unterschiede in diesen Verfahren sind
außer auf die Art der Katalysatoren im wesentlichen auf die Einsatzbedingungen
zurückzuführen:
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- sehr große Stromdichte,
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- Verwendung von Zusatz-Kationen
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- periodische Invertierung und Mitablagerung während der anodischen Phase, wie dies in
den Patenten EP 0 217 126 und US 4 846 940 beschrieben ist.
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Nachteile treten in dem Maß auf, in dem
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- die Ergebnisse in der Mehrzahl der Fälle nicht reproduzierbar sind, und zwar selbst dann
wenn die gleichen Versuchsbedingungen benutzt werden,
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- die Einschlüsse in der Ablagerung nicht homogen verteilt sind; sie sind oft in den Rissen
der Ablagerung konzentriert, die durch die Freisetzung der inneren Spannungen und
durch ihre Öffnung bei der anodischen Phase (in den Verfahren mit periodischer
Stromumkehr) verursacht werden; diese heterogene Verteilung der Partikel kann zu
Fehlfunktionen führen, die sich auf die Eigenschaften, die man verbessern möchte, nachteilig
auswirken,
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- die Konzentration der eingeschlossenen Partikel auf wenige Prozent begrenzt bleibt,
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- diese Methoden eine lange und teure Vorbereitung der Partikel erfordern.
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Allerdings sind trotz dieser Unvollkommenheiten in den erzielten Ablagerungen und trotz der
Tatsache, daß die sechswertige Chromlösung sehr toxisch ist (freigesetzte, als
Zyanit-Äquivalent klassifizierte Toxizität) und trotz der Tatsache, daß diese Mitablagerung schwierig ist,
die Verbesserungen der physikalischen Eigenschaften der auf diese Weise hergestellten
Chromablagerungen mit Einschlüssen so bedeutend, daß sie ihren industriellen Einsatz
gerechtfertigt haben.
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Es besteht deshalb ein erhebliches industrielles Interesse an der Möglichkeit einer
homogenen, reproduzierbaren und einfachen Mitablagerung von Partikeln, die je nach den
Eigenschaften, die man verbessern möchte, von unterschiedlicher Größe und Art sind.
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Dieses Interesse wäre noch größer, wenn man die Benutzung von Lösungen der
Chromsäure, einer starken und stark oxidierenden (deshalb bei der Benutzung gefährlichen) und
vor allem krebserzeugenden und sehr toxischen Säure, vermeiden könnte.
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Die Entwicklung eines Verfahrens, das die Verwendung einer dreiwertigen Chromlösung als
elektrolytische Lösung für die Mitablagerung von Partikeln in Chromablagerungen
ermöglicht, wäre also von großem Nutzen, da die dreiwertigen Chromlösungen als weniger giftig
gelten (die Toxizität der dreiwertigen Chromlösungen liegt in der gleichen Größenordnung
wie diejenige von gewöhnlichen Metallen), und da als darüber hinaus bei gleichem
elektrochemischem Wirkungsgrad (Faraday-Wirkungsgrad) die Ablagerungsgeschwindigkeit des
Chroms aus einer dreiwertigen Chromlösung zweimal größer ist als diejenige, die sich mit
einer sechswertigen Chromlösung erreichen läßt. Mit anderen Worten, für den gleichen
elektrochemischen Wirkungsgrad (z. B. von 25%), für eine Stromdichte von 50 A/dm² liegt
die Geschwindigkeit in der Größenordnung von 1 um/mn für eine Ablagerung, die mit einer
sechswertigen Chromlösung gewonnen wird, während sie für eine dreiwertige
Chromlösung doppelt so groß ist (2 um/mn).
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Zahlreiche Patente und Publikationen beschreiben Verfahren zur Gewinnung von
Chromschichten aus dreiwertigen Chromlösungen durch elektrolytische Ablagerung, wobei die in
Rede stehenden Lösungen keine Partikel enthalten. Nach unserem Wissenstand liegen die
aktuellen industriellen Anwendungen einzig auf dem Gebiet des dekorativen Chroms. Sehr
wenige Publikationen oder Patente befassen sich mit der Möglichkeit, dicke, harte und
dichte Schichten zu erzielen; im allgemeinen sind die gewonnen Schichten mürbe, wenig
haftend oder von einer Härte, die in der Größenordnung von 700 Hv/100 g liegt und auf jeden
Fall deutlich niedriger ist als diejenige von Chrom, das aus sechswertigen Chrombädern
gewonnen wird (in der Größenordnung von 1000 Hv/100 g).
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Mit Hv ist die "Vickers-Härte" bezeichnet, eine Krafteinheit, die die Härte des Substrats
ausdrückt.
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Von den wenigen Schriften beschreiben die Patent EP 0 099 793 und US 4 612 091 ein
Verfahren, das die Ablagerung von dicken und harten Chromschichten unter Verwendung einer
dreiwertigen Chromlösung ermöglicht, die durch Reduktion des sechswertigen Chroms mit
Hilfe eines Reduktionsmittels gewonnen wird, das unter anderem aus den Alkoholen,
Perhydrol, den Hyposulfiten, Schwefelanhydrid gewählt ist, wobei diese Lösungen keine
komplexbildenden Wirkstoffe enthalten. In diesen Patenten werden hydrohalogenisierte wäßrige
Lösungen als Reaktionsmilieu benutzt. Es wurde darüber hinaus auch gezeigt, daß man für
die Reduktion (anstelle der hydrohalogenisierten Verbindungen) andere Milieus benutzen
kann, z. B. Sulfate, Nitrate, Fluorborate, organische Säuren, ohne daß diese Aufzählung
erschöpfend ist.
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Nach dem Wissen der Anmelderin gibt es keine Veröffentlichungen oder Patente, die ein
Verfahren und/oder ein Bad beschreiben, das die gemeinsame Ablagerung von Chrom und
Partikeln beliebiger Art mit Hilfe einer dreiwertigen wäßrigen Chromlösung ermöglicht, die
durch Reduktion von Chromsäure gewonnen wird.
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Die Anmelderin hat verschiedene Arten von Versuchen durchgeführt, um die Möglichkeiten
der Mitablagerung von Partikeln in einer Chromablagerung aus einer dreiwertigen
Chromlösung zu prüfen, wobei das Chrom durch Reduktion von Chromsäure gewonnen wird. Sie
hat zu diesem Zweck versucht, eine Mitablagerung von Partikeln unterschiedlicher Art und
Größe in dreiwertigen Chromlösungen zu erreichen, die durch Reduktion mit
Reduktionsmitteln des Typs Alkohole, Perhydrol, Hyposulfite, Schwefelanhydride in einem Milieu von
hydrohalogenisierter Säure, Schwefelsäure, organischer Säure (Ameisensäure, Essigsäure)
gewonnen wurden, ohne daß diese Aufzählung erschöpfend ist.
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Überraschenderweise - überraschend deshalb, weil es im allgemeinen schwieriger ist,
dreiwertiges Chrom abzulagern ist als sechswertiges Chrom, und weil es schwierig ist, einen
Composit-Überzug mit befriedigender Qualität aus einer Lösung zu gewinnen, die
sechs
wertiges Chrom und nicht geladene Partikel aufweist - hat es die Elektrolyse dieser
wäßrigen dreiwertigen Chromlösungen, die durch Reduktion von Chromsäure gewonnen wurden
und denen die Partikel der zu testenden Art und Größe zugefügt waren, der Anmelderin
ermöglicht, dichte, haftende, halbglänzende, glatte und harte (Härte größer als 1000 Hv/100 g)
und nichtbröckelnde Schichten herzustellen, bei denen es sich um metallische
Chromschichten mit eingeschlossenen Partikeln zu handeln schien, wenn die Ablagerung auf
einem Substrat hergestellt wurde, das als Kathode angeordnet war.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung, das sich dazu eignet, auf einem Substrat eine
Schutzschicht auf Chrombasis mit einer Chrommatrix aufzubringen, in der feste Partikel verteilt
sind, auf einem Substrat, wobei das Verfahren einen Verfahrensschritt zum galvanischen
Ablagern der Schicht umfaßt, der durch das Fließen eines elektrischen Stroms zwischen der
oder den das zu beschichtende Substrat enthaltenden Kathode(n) und der oder den
Anode(n) realisiert wird, wobei die Kathode(n) und die Anode(n) in ein galvanisches Bad
eingetaucht sind, ist dadurch gekennzeichnet ist, daß das galvanische Bad auf einer wäßrigen
Lösung basiert, die aus der Reduktion von Chromsäure durch ein Reduktionsmittel
gewonnenes dreiwertiges Chrom enthält, wobei dieses Bad feste Partikel aufweist.
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Nach einer vorteilhaften Ausführungsform enthält das benutzte Bad dreiwertiges Chrom in
einer Konzentration zwischen 5 und 150 g pro Liter des Bades, vorzugsweise zwischen 25
und 50 g pro Liter des Bades, und feste Partikel mit einer Konzentration zwischen 1 und 100
g pro Liter des Bades, vorzugsweise zwischen 5 und 55 g pro Liter des Bades.
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Darüber hinaus sorgt man vorzugsweise für eine Bewegung des galvanischen Bades und/-
oder fixiert die Temperatur des Bades zwischen 20ºC und 60ºC, vorzugsweise zwischen
40ºC und 55ºC und/oder man hält die Stromdichte auf einem Wert zwischen 5 und 150
A/dm², vorzugsweise zwischen 30 und 80 A/dm².
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Das Bad, das sich dazu eignet, auf einem metallischen Substrat eine Schutzschicht auf
Chrombasis mit einer Chrommatrix aufzubringen, in der feste Partikel verteilt sind, ist
erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß es aus der Reduktion von Chromsäure durch ein
Reduktionsmittel gewonnenes dreiwertiges Chrom in einer Konzentration zwischen 5 und
150 g pro Liter des Bades, vorzugsweise zwischen 25 und 50 g pro Liter des Bades, und
feste Partikel mit einer Konzentration zwischen 1 und 100 g pro Liter des Bades,
vorzugsweise zwischen 5 und 55 g pro Liter des Bades enthält.
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Die Prüfungen, die mit Mikroanalyse, mit optischer Mikroskopie und
Rasterelektronenmikroskopie an Schnitten der Ablagerungen durchgeführt wurden, bestätigen die Art des
gewonnenen Überzugs und erlauben den Nachweis, daß in der Chrommatrix Partikel vorhanden
sind, deren Art und Größe mit denen der Partikel identisch sind, die vor der Elektrolyse in
das Bad eingebracht wurden, und die in der Ablagerung eine recht homogene Verteilung
haben. Insbesondere war klar erkennbar, daß diese Partikel in der die Ablagerung bildenden
Chrommatrix perfekt eingehüllt sind und daß es außerdem keine grundsätzlichen
Änderungen in dem allgemeinen Erscheinungsbild der gewonnenen Ablagerung zu geben schien.
Der Überzug ist dicht, homogen und besitzt eine glatte Oberfläche.
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Um einige dieser Versuche zu illustrieren, und ohne daß dies als Einschränkung für das
Anwendungsgebiet aufzufassen ist, stellt die Anmelderin in den Fotografien 1 bis 5 und in den
Fig. 1 und 2 einen Überblick über die gewonnen Ergebnisse vor.
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- Die Fotografien 1 bis 3 wurden mit einem Rasterelektronenmikroskop an Schnitten von
Chromablagerungen hergestellt, die durch Elektrolyse einer aus der Reduktion von
Chromsäure gewonnenen dreiwertigen wäßrigen Chromlösung hergestellt wurden,
wobei diese Lösung Aluminiumoxidpartikel (Al&sub2;O&sub3;) enthielt, deren Größe zwischen 0,2 und
0,6 um variierte. Die Fotografien 1 bis 3 wurden an ein und derselben Probe gemacht.
Die Fotografie 1 wurde mit einer Vergrößerung von 250 hergestellt, die Fotografien 2 und
3 an zwei verschiedenen Stellen der Probe mit einer Vergrößerung von 1000. Man stellt
eine homogene Verteilung der Partikel in der Masse der Ablagerung sowie eine perfekte
Haftung dieser Ablagerung fest, die durch die Grenzschicht Ablagerung/Substrat
gekennzeichnet ist. Bei dieser Probe ist die mittlere Dicke etwa 30 bis 40 um.
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- Die Fotografien 4 und 5 zeigen die Eindrücke durch die VICKERS-Mikrohärteprüfung, die
mit einer Belastung von 100 g an einer etwa 100 um dicken Schicht einer mit einer aus
der Reduktion von Chromsäure gewonnenen dreiwertigen Chromlösung hergestellten
Chromablagerung erzeugt wurden, wobei die Lösung Aluminiumoxidpartikel in
Suspension enthielt. Diese Mikrohärte kann auf etwa 1050-1100 Hv geschätzt werden.
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Fig. 1 und 2 zeigen Spektren, die durch eine Mikroanalyse von Röntgenstrahlung an Proben
gewonnen wurden, die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung präpariert waren. Sie
erlauben es, die Art der Einschlüsse hervorzuheben. Die horizontale Achse entspricht der
Energie der emittierten Röntgenstrahlen in Kiloelektronenvolt (keV). Die vertikale Achse
entspricht der Intensität der Emission der Röntgenstrahlung.
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Fig. 1 zeigt ein Spektrum der Röntgen-Mikroanalyse (Strahlgröße etwa 1 um²), die an den
Punkten durchgeführt wurde, die die Einschlüsse aufweisen. Dort erscheinen deutlich die
Röntgenfluoreszenzspitze Kα des Aluminiums sowie die Spektrallinien Kα und Kβ des
Chroms.
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Fig. 2 zeigt ein Spektrum der Röntgen-Mikroanalyse des Teils der Ablagerung ohne
Einschlüsse. Diese Mikroanalyse wurde einzig zu dem Zweck durchgeführt, das Vorhandensein
von Aluminiumoxidpartikeln in der Ablagerung zu demonstrieren.
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Es zeigt sich also, daß die Erfindung eine homogene Mitablagerung von Partikeln
unterschiedlicher Art und Größe in der Chrommatrix ermöglicht und zwar
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- ohne spürbare Änderung der Art und der Intensität des Stroms während der
Elektrolysezeit,
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- ohne andere Verbindungen hinzufügen zu müssen (obwohl das möglich ist) als
diejenigen, die benötigt werden, um die Partikel unter guten Bedingungen in Lösung zu bringen,
insbesondere ohne Komplexbildner,
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- ausgehend von einer dreiwertigen Chromlösung, die durch Reduktion des Chromtrioxids
(CrO&sub3;) im allgemeinen in Form von Chromsäure (in Wasser gelöst) durch verschiedene
chemische Reduktionsmittel in verschiedenen Reaktionsmilieus. Das Zusetzen von
mineralischen oder organischen Verbindungen (grenzflächenaktiven Agentien, Agenten, die
die Leitfähigkeit der Lösung verbessern oder komplexbildenden oder gelatbildenden
Agentien) zu der Lösung kann die Bedingungen der elektrolytischen Ablagerung
verändern, bewirkt jedoch keine merkliche Veränderung der Eigenschaften der
Composit-Ablagerung.
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Die Versuche haben gezeigt, daß die Erfindung die Herstellung von Ablagerungen
ermöglicht, die eine Dicke von einigen Mikron bis zu mehreren zehn und sogar hundert Mikron
haben, mit Partikeln, deren Größe von einigen Angström bis zu mehreren zehn Mikron
variieren kann.
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Die festen Partikel, die verwendet wurden, sind so verschieden wie Aluminiumoxid,
Siliziumcarbid, Chromoxid, Bornitrit oder PTFE (Polytetrafluorethylen). Mit dem Verfahren gemäß
der Erfindung ist offensichtlich eine Mitablagerung von beliebigen anderen Arten von
Partikeln möglich, von Partikeln, die polarisierbar sind oder nicht, metallisch oder nicht, leitfähig
oder nicht, organisch oder mineralisch, synthetisch oder natürlich, um die physikalischen
Eigenschaften der Chromablagerungen zu modifizieren.
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Mit anderen Worten, im Rahmen der Erfindung kann jedes Partikel als Einschluß dienen,
das sich in Suspension bringen läßt, ohne in der verwendeten dreiwertigen Chromlösung
eine parasitäre chemische Reaktion hervorzurufen.
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Nachdem die Erfindung allgemein beschrieben wurde, um damit dem einschlägigen
Fachmann die Möglichkeit an die Hand zu geben, die Lösung sicher und einfach zuzubereiten
und in der gleichen Weise die Ablagerungen mit Einschlüssen herzustellen, werden im
fol
genden einige Beispiele angegeben, die nach der Lehre dieses Verfahrens realisiert wurden.
Diese Beispiele sollen die Anwendung des Verfahrens nicht beschränken, sie dienen nur
dazu, die Realisierung des Verfahrens zu illustrieren.
Beispiel 1
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Es wurde eine dreiwertige Chrom-Elektrolyselösung nach dem in dem Patent EP 0 099 793
beschriebenen Verfahren angesetzt. Diese Lösung hatte eine ionische Konzentration an
dreiwertigem Chrom von 30 g/l. Durch Hinzufügen von Salzsäure wurde der pH-Wert der
Lösung in die Nähe von Null gebracht. Es wurden dann 50g/l Aluminiumoxid der Größe 0,2
bis 0,5 um zugesetzt, und nach heftigem Rühren und nachdem das Aluminiumoxid während
der ganzen Operationen durch Einblasen von Luft durch den unteren Teil der Wanne in
Suspension gehalten wurde, wurde (durch Elektrolyse) eine Chromablagerung auf einem als
Kαthode angeordneten metallischen Substrat mit einer Stromdichte von 60 A/dm² hergestellt,
wobei die Temperatur des Bades 50ºC betrug und die Anode aus platiniertem Titan
bestand.
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Die Elektrolyse dauerte 30 Minuten. Nach der Elektrolyse wurde das Erscheinungsbild der
Ablagerung auf dem eingetauchten Teil (Metallzylinder mit einem Durchmesser von 10 mm
und einer Höhe von 70 mm) geprüft: Sie erschien glatt, halb glänzend, dicht und haftend.
Die Dicke der auf dem Metallzylinder hergestellten Ablagerung, die aus der Massendifferenz
berechnet wurde, wurde zu 60 um ermittelt. Nach der Prüfung im Schnitt zeigte sich, daß
die Dicke zwischen 62 und 66 um lag und eine homogene Verteilung der Einschlüsse
aufwies, deren durch Bildanalyse geschätzte Menge bei 15% lag.
Beispiel 2
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Ausgehend von einer Lösung des gleichen Typs wie im Beispiel 1 mit einer Lösung der
Konzentration 40 g/l an Cr³&spplus; wurde der pH-Wert durch Zusetzen von Schwefelsäure und
Siliziumfluorwasserstoff in die Nähe von Null gebracht. Die Temperatur betrug 45ºC.
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Es wurden 15g/l Titancarbid (TiC) der Größe 2 bis 5 um zugefügt, und die Elektrolyse wurde
mit einer Stromdichte von 80 A/dm² durchgeführt. Unter den gleichen Bedingungen wie
zuvor für das Beispiel 1, außer daß die Kathode aus Graphit bestand, wurde während einer
Dauer von 10 Minuten eine haftende, glatte, glänzende und harte Schicht mit einer Dicke
von etwa 30 um abgelagert. Durch Prüfung mit dem Rasterelektronenmikroskop an einem
Schnitt dieser Schicht konnte die Anwesenheit von Einschlüssen aus TiC in einer auf 10%
geschätzten Menge nachgewiesen werden.
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Die Vickers-Mikrohärte wurde mit einer Belastung von 100 g gemessen. Es wurde ein Wert
von 11 50 Hv ermittelt.
Beispiel 3
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Ausgehend von einer dreiwertigen Chromlösung, die durch Reduktion von wäßriger
Chromsäure in einem Fluorborsäuremilieu durch Methanol zubereitet wurde, wurde eine Lösung
hergestellt, deren Konzentration an dreiwertigem Chrom 60 g an Cr³&spplus; pro Liter betrug. Der
pH-Wert wurde durch Hinzufügen von Fluorwasserstoffsäure in die Nähe von Null gebracht.
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Es wurden etwa 25 g/l PTFE mittels einer Lösung zugefügt, die Partikel von 0,5 bis 1 um in
Lösung in einer ionischen Verbindung enthielt, die es den PTFE-Partikeln erlaubte, in
Suspension zu bleiben: Diese Lösung ist ein Konzentrat mit 600 g/l PTFE.
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Die Elektrolyse wurde mit einer Stromdichte von 45 A/dm² durchgeführt, wobei das Bad
eine Temperatur von 55ºC hatte und mit einem magnetischen Rührwerk gerührt wurde. Die
Ablagerung wurde auf einem ebenen Metallteil mit einer Oberfläche von 20 dm² hergestellt.
Die Elektrolyse, die 40 Minuten dauerte, ermöglichte die Herstellung einer Ablagerung von
etwa 60 um, mit einem Aussehen, das im Zentrum der Platte glänzend ist und immer
matter wird, je mehr man sich den Rändern nähert. Durch optische Mikroskopie wurde die
Anwesenheit von Einschlüssen festgestellt, die in der Ablagerung homogen verteilt waren und
deren Konzentration auf etwa 10% geschätzt wurde.
Beispiel 4
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Auf zylindrischen Probestücken wurden dicke Chromablagerungen mit einer Stärke, die von
10 bis 50 um variierte, mit Hilfe verschiedener Verchromungslösungen hergestellt, in denen
das Chrom sich in dem Oxidationszustand VI befand. Diese Lösungen waren handelsübliche
Lösungen mit Verbindungen als Katalysator, die dem einschlägigen Fachmann bekannt und/-
oder patentiert sind und deren Zusammensetzung allgemein bekannt ist. Nach einer
Oberflächenbehandlung jedes Probestücks, die das Haften der Chromschicht mit Einschlüssen
ermöglichen sollte (z. B. einer anodischen Depolarisierung in Schwefelmilieu), wurden
elektrolytische Ablagerungen einer Chromschicht mit Einschlüssen nach dem in dem Beispiel 1
beschriebenen Verfahren hergestellt.
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Nach einer Elektrolyse während einer Dauer von 30 Minuten wurden die verschiedenen
gewonnenen Ablagerungen im Schnitt geprüft. Alle besaßen eine Chromschicht ohne
Einschlüsse, die die mit den sechswertigen Chrombädern erzielte Chromschicht zu sein schien,
und dieser überlagert eine Chromschicht mit Einschlüssen. Die Prüfung dieser
Mehrfach
schichten im Rasterelektronenmikroskop ermöglichte es, sehr gesunde Grenzflächen
zwischen Schichten und Schichten und zwischen Schicht und Substrat nachzuweisen, die
Beweis für eine gute Haftung waren.