Was ist Vernickeln?
Nickel ist als Metall für die Beschichtung weit verbreitet, da es rostfrei und chemisch sehr stabil ist. Das Vernickeln wird häufig zum Schutz der Oberfläche von elektrischen Bauteilen und dekorativen Gegenständen verwendet.
Es gibt zwei Hauptarten des Vernickelns.
Bei der ersten Methode, dem so genannten Vernickeln, wird durch Elektrizität eine Oxidationsreaktion an der Nickel-Anode und eine Reduktionsreaktion zur Abscheidung von Nickel auf der Kathode, dem zu beschichtenden Material, ausgelöst.
Bei der zweiten Methode, dem stromlosen Vernickeln, werden anstelle von Elektrizität Chemikalien verwendet, um eine chemische Reaktion auszulösen, bei der sich Nickel abscheidet und das Verfahren angewendet wird.
Das elektrolytische Vernickeln hat eine lange Geschichte und wurde erstmals in den 1830er Jahren entwickelt. Das frühe Vernickeln hatte keine glänzende Oberfläche, und die Oberfläche wurde nach dem Beschichtungsprozess poliert, um eine glänzende Oberfläche zu erhalten.
Funktionsweise, Arten und Anwendungen der verschiedenen Vernickelungen
Zum Vernickeln gehören das elektrolytische Vernickeln und das stromlose Vernickeln.
Funktionsweise des Vernickelns
Das Vernickeln ist ein Verfahren, bei dem Elektrizität durch eine Lösung geleitet wird, um das Metall Nickel zu elektrolysieren, was zu einer chemischen Reaktion führt.
Der zu beschichtende Gegenstand (das zu beschichtende Material)wird in eine Nickelsulfatlösung mit der Kathode und der Nickelplatte als Anode eingetaucht. Wenn die Nickelplatte unter Strom gesetzt wird, kommt es zu einer Oxidationsreaktion in der Nickelplatte und Nickelionen lösen sich in der Lösung, verbinden sich mit den Elektronen in der Lösung und bewirken eine Reduktionsreaktion, wobei sich Nickel auf der Oberfläche des beschichteten Materials an der Kathode abscheidet und einen Film bildet.
Arten und Anwendungen des Vernickelns
Das elektrolytische Vernickeln wird in einer Vielzahl von Beschichtungsverfahren eingesetzt, von künstlerischen bis hin zu elektrischen Bauteilen. Es gibt drei Arten des elektrolytischen Vernickelns, nämlich das Glanzvernickeln, das Halbglanzvernickeln und das Mattvernickeln.
Typische Anwendungen für das Vernickeln sind die Oberflächenbehandlung von Steckdosen und Steckverbindern im Haushalt.
Halbglanzvernickeln wird hauptsächlich zum Löten und Schweißen verwendet.
Das Mattvernickeln ist weniger glänzend und weniger attraktiv als das Glanzvernickeln, aber im Gegensatz zum Glanzvernickeln sind keine Zusatzstoffe erforderlich, um sie glänzend zu machen. Dies führt zu einem sehr stabilen und dichten Vernickeln, das nicht durch Zusätze beeinträchtigt wird und sich daher für die Beschichtung von Innenbauteilen eignet.
Funktionsweise des stromlosen Vernickelns
Beim stromlosen Vernickeln handelt es sich um ein Verfahren zur Bildung eines Films auf der Oberfläche des zu beschichtenden Gegenstands durch Abscheidung von Nickel durch eine chemische Reaktion zwischen zwei Chemikalien in einer Beschichtungslösung.
Hier wird der zu beschichtende Gegenstand in die Beschichtungslösung getaucht. Die Beschichtungslösung besteht z. B. aus Nickelsulfat, Natriumhypophosphit, pH-Puffer, Komplexbildnern, Stabilisatoren usw. Die Nickelionen in der Beschichtungslösung bewirken eine Reduktionsreaktion, bei der sich Nickel auf der Oberfläche des beschichteten Gegenstands abscheidet und einen Film bildet.
Nickel-Chrom-Beschichtung
Nickel-Chrom-Beschichtung
Die Nickel-Chrom-Beschichtung ist eine silberfarbene, leicht bläulich-weiße Beschichtung, die häufig auf Wasserhähnen verwendet wird. Die Nickel-Chrom-Beschichtung wird auch als dekorative Verchromung bezeichnet. Sie wird aufgrund ihrer guten Korrosionsbeständigkeit, Härte, Witterungsbeständigkeit und ihres guten Licht- und Wärmereflexionsvermögens häufig als Überzug über Vernickelungen verwendet.
Die Nickel-Chrom-Beschichtung ist von Natur aus stoß- und korrosionsbeständiger als die Nickel-Beschichtung allein, und auf der Chromoberfläche bildet sich an der Atmosphäre eine Oxidschicht, die das Innere vor Korrosion schützt und gleichzeitig das Aussehen bewahrt.
Die Nickel-Chrom-Beschichtung ist neben den oben genannten Wasserhähnen eine weit verbreitete Behandlungsmethode, da sie als Dekorationsmethode beliebt ist und den Glanz der Nickel-Beschichtung mit dem silbrig-weißen metallischen Aussehen der Nickel-Chrom-Beschichtung kombiniert.
Über Chrom
Chrom kann je nach seiner Oxidationszahl in dreiwertiges und sechswertiges Chrom unterteilt werden. Sechswertiges Chrom ist ein Stoff, der gemäß den RoHS- und RoHS2-Richtlinien aufgrund der gemeldeten Umweltverschmutzung und Toxizität für den menschlichen Körper verboten ist. Obwohl die Verchromung mit sechswertigem Chrom in der Vergangenheit die Regel war, hat sich in den letzten Jahren die Verchromung mit dreiwertigem Chrom aufgrund seiner Toxizität durchgesetzt. Die Verchromung mit dreiwertigem Chrom ist gleichmäßiger und weist die gleiche Korrosionsbeständigkeit auf wie die herkömmliche Verchromung. Da es für den menschlichen Körper unschädlich ist, handelt es sich außerdem um eine einfach zu handhabende Beschichtungsmethode, was die Verarbeitbarkeit usw. betrifft.
Korrosion des Vernickelns (chemisch)
Eine Methode zur Verbesserung der Beständigkeit des Vernickelns gegenüber salzhaltiger Luft, z. B. im Meer, ist die Verwendung von Hypophosphit als Reduktionsmittel beim stromlosen Vernickeln zur Abscheidung der Beschichtung.
Dieses Vernickeln wird als stromlose Nickel-Phosphor-Beschichtung bezeichnet, aber das Hauptproblem dieser stromlosen Nickel-Phosphor-Beschichtung besteht darin, dass sie unter Bedingungen mit relativ geringem Meersalzgehalt in der Atmosphäre innerhalb kurzer Zeit beschädigt wird, so dass das Metall blank ist und rostet.
Untersuchungen haben gezeigt, dass sich bei Kontakt von Schwefelsäureionen aus schwefelhaltigen Gasen in der Atmosphäre mit der Nickelschicht Nickelsulfathydrat bildet, das für die fortschreitende Korrosion der Nickelschicht verantwortlich ist.
Um diese Probleme zu lösen, wurden zweischichtiges Vernickeln (elektrochemischer Schutz der darunter liegenden Beschichtung oder des Materials vor Korrosion durch langsame Oxidation der oberen Schicht) und dreischichtiges Vernickeln mit 0,1-0,2 % schwefelhaltigem Glanznickel zwischen den beiden Schichten entwickelt. Die oben erwähnte Nickel-Chrom-Beschichtung wurde ebenfalls entwickelt und nützlich.