Hier werden die Grundelemente beschrieben, die man wissen muss.
Arbeitstemperatur
Damit bestmögliche Ergebnisse erzielt werden, sollte die Arbeitstemperatur des jeweiligen Elektrolyte beachtet werden. Diese können den Anleitungen zu den verschiedenen Produkten entnommen werden. Zahlreiche Elektrolyte arbeiten bereits optimal bei Raumtemperatur. Somit bedarf es keines externen Heizmittels.
Im Allgemeinen lässt sich sagen, dass nahezu kein Elektrolyt unter 15°C gut funktioniert, daher ist es wichtig auf die Temperatur zu achten, sollte man Probleme mit dem Elektrolyt bemerken. Auch zu beachten ist die Temperatur des Werkstücks – dies besonders bei Stiftgalvanik.
Stromdichte
Bei der galvanischen Metallabscheidung ist ein bestimmtes Verhältnis zwischen Strom und Elektrodenoberfläche besonders wichtig. Dies bezeichnet man als Stromdichte. Dabei wird der Strom bezogen auf die Flächeneinheit angegeben und wird in A/dm² ausgedrückt. Mit Hilfe erhöhter Temperatur und Bewegung des Bades oder des Werkstücks lassen sich höhere Stromdichten anwenden.
Dabei ist die kathodische Stromdichte für die Qualität der Überzüge auf dem Werkstück (Kathode) wichtig. Bei jedem Elektrolyt gibt es einen optimalen Stromdichtebereich, innerhalb dessen die Abscheidung mit gutem Ergebnis erzielt wird.
Auf der Seite der Anode gibt es die anodische Stromdichte. Diese ist für die Stabilität des Elektrolyts besonders wichtig. Es sollte sich so viel Metall lösen, wie an der Kathode (Werkstück) abgeschieden wird.
Im Idealfall löst sich die Anode genauso schnell, wie das Metall an der Kathode abgeschieden wird, der Elektrolyt würde somit besonders lange halten. In der Praxis besteht dabei aber eine Abweichung.
Zum Beispiel werden saure Zinkelektrolyte schneller angereichert als Metall abgeschieden wird, dies führt nach längerer Zeit zur Trübung der Elektrolyte.
Bei Nickel löst sich wiederum die Anode langsamer, dabei wird der Elektrolyt langsam immer ärmer an Nickelionen. In diesem Fall könnte man geeignete Nickelsalze zufügen, um den Gehalt wieder zu erhöhen. Allerdings dürfen Nickelsalze aufgrund der Gefahreneinstufung nicht frei verkauft werden. Um die Anodenlöslichkeit zu verbessern und Passivierung zu reduzieren werden vom Hersteller zusätzlich Chlorid-Ionen zum Elektrolyt zugefügt.
Anodenmaterial
Als Anodenmaterial sollte in der Regel das Metall der spezifischen Elektrolytlösung eingesetzt werden. Handelt es sich beispielsweise um einen Kupferelektrolyt, empfiehlt es sich eine Kupferanode zu verwenden. Der Grund hierfür ist, dass es im Zuge des Galvanikprozesses zur Auflösung der Anode und in Folge zur Regenerierung der Elektrolytlösung kommt. Dadurch wird die Reichweite des Elektrolyts deutlich erhöht, da sich das Metall in der Lösung wieder anreichert.
Achtung:
Eine Ausnahme stellt Chrom dar. Bei Chromelektrolyt (auf Basis des dreiwertigen Chroms) dürfen keine Chromanoden verwendet werden, da hierbei hochgiftiges sechswertiges Chrom (Chrom VI) entstehen kann! Des Weiteren wird der Elektrolyt dadurch unbrauchbar. Hier bitte mit Aluminiumanoden arbeiten. Sollte man mal keine Aluminiumanode zur Hand haben, kann man sich hier auch mit Aluminiumfolie behelfen.
Falsche Anoden müssen unbedingt vermieden werden, da sie den Elektrolyt verunreinigen können und der Elektrolyt dann verworfen werden muss! Teilweise kann man den Elektrolyt durch Abscheiden reparieren, wenn sich das störende Metall schneller abscheidet als das Elektrolytmetall.
Für den Fall, dass aus dem Elektrolytmaterial keine Anoden verfügbar sein sollten, stellt die Verwendung inerter Anoden wie beispielsweise Platin oder Grafit eine Option dar. Grundsätzlich sollte darauf geachtet werden, dass nur geeignete Anoden zum Einsatz kommen. Wird diesem Aspekt keine Beachtung geschenkt, ist es möglich, dass sich die abgeschiedenen Schichten verfärben oder der Elektrolyt zerstört werden.
Achtung: Vor und nach der Verwendung müssen die Anoden sorgfältig gereinigt werden. Zudem sollten Anoden, die nicht verwendet werden, nicht im Elektrolyt verbleiben.
Expertentipp:
In Bezug auf Grafitanoden gilt es zu beachten, dass diese porös sind und es zu einer Absorption der Bestandteile des Elektrolyts kommen kann. Aus diesem Grund sollten für unterschiedliche Elektrolyte auch unterschiedliche Graphitanoden verwendet werden.
Sollen Sie lediglich eine Grafitanode für alles nutzen wollen, ist es unerlässlich die Anode in Wasser einweichen zu lassen, und zwar mindestens zwei bis drei Mal für etwa 10 Minuten. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die von der Anode absorbierten Bestandteile des Elektrolyts ausgespült werden. Spülen Sie die Anode nicht, ist es möglich, dass die Stoffe im folgenden Elektrolyt freigesetzt werden und dieser verunreinigt wird.
Ein weiterer Nachteil ist, dass der Widerstand in der Anode stark ansteigen kann, wodurch diese unbrauchbar wird. Grafitanoden sind zwar sehr universell verwendbar, dennoch raten wir davon ab, da sie sich zwar chemisch nicht lösen, aber durch die Sauerstoffentwicklung an der Anode Partikel in das Bad gelangen und dieses trüben. Im fortschreitenden Prozess werden diese Partikel mit abgeschieden und die erzeugte Oberfläche dunkler. Daher sind Metallanoden zu bevorzugen.
Alternativ können wir besonders platinierte Anoden empfehlen, diese sind nahezu für alles geeignet. Allerdings sollten sie keine zu billigen kaufen, manchmal ist die Schicht zu dünn, bzw. unvollständig und das darunterliegende Metall kann den Elektrolyt verunreinigen.
