Verstahlen

[Skippy]

ich haue das thema erstmal hier rein da es woanders leider auch nirgends richtig rein passt(wie währe es mit ner Rubrik sonstiges bei Beschichtungen? da könnt man dann auch mal sachen wie Tampon Galvanisieren unterbringen).

Hoffe das der Begriff stimmt da ich leider bis jetzt nicht viel zu dem Thema gefunden hab. auf ner seite über Kupfer stich stand dann das man diese zusätzlich Verstahlen oder Verkupfern kann.

Mir geht es darum das ich mich Privat dafür interessiere bin zwar gerlernter Galvaniseur aber in der Galvanik wird das ja fast nicht mehr angewendet.

Einen Funktionierenden Elektrolyten habe ich schon selbst zusammengestellt. wenn interesse besteht kann ich die zusammensetzung gern mal Hier Posten.

Der Elektrolyt ist ein Eisen(II)-chlorid elektrolyt bzw Angesetzt wurde er mit Eisen(III)-chlorid (halt ne kostenfrage) und dann durch einarbeiten mit 2 stahldraht stücken eingearbeiten bzw man kann auch stahlwolle reinschmeissen.

Momentan stelle ich um von 1Liter Versuchsbad auf ein 5Liter Bad mit nem Netzteil das ich zusammen mit ein paar anderen "entwickle".

Ich würde euch gern mal darum bitten das ihr euch mal informationen zu dem Thema umhört. ausser an der Berufschule Solingen denn die Lehrer dort haben mir ihre Unterlagen zur verfügung gestellt.

Und die Berauschende Menge an Informationen könnt ihr bei Wikipedia bewundern bis auf die Fehlertabelle hab ich dort nämlich die vorhandenen informationen schon eingefügt.

Wenn ihr ein Buch habt in dem darüber noch was drin stehen solltet oder unterlagen währe es schön wenn ihr es einscannen könnten.

Persönliche Erfahrungsberichte währen natürlich noch besser.

Aber bitte nur zum Thema Eisenabscheidung und vielleicht noch Ni/Fe abscheidung. ZnFe usw nützen mir leider nicht viel

[n00bert]

Hallo erstmal

In deinem Nickel-Strike Thread kam von dir die Frage auf ob man mit ähnlicher Zusammensetzungn einen Eisen(II)chlorid Elektrolyten herstellen könnte.

Kann man natürlich aber Nachteile sind mit Sicherheit
- wahrscheinlich stärkere Wasserstoffentwicklung an der Ware (niedrigerer Wirkungsgrad)
- dadurch sehr Wasserstoffbeladene Schichten
- Aufoxidieren von Eisen(II) zu Eisen(III) an Anode und durch Lufteinwirkung
- Eisen fällt bei pH <3 bereits aus. Musst also zwangsläufig deutlich unter pH 3 arbeiten bzw einen Puffer zugeben.

Das Bad wäre also instabil und die Schichten unbrauchbar.

Es gibt allerdings ein Eisen(II)chlorid Bad was dem Nickel-Strike recht ähnelt. Ich habe ein paar Rezepte zum "Verstählen" ich muss sie nur erstmal durchlesen.

Man soll ja immer wissen und verstehn was man Postet

. also nachher mehr

Gruß
n00bert
.

[n00bert]

Die Rezepte kommen aus meinem wohl gehüteten "Pfanhauser Galvanotechnik" aus dem Jahre 1910 auch wenn es in einem 1A Zusatand ist, OK es richt nach alter Tapete, werde ich nichts daraus einscannen, dem Buchrücken zu Liebe.

Eisenbad Nr1.

1 l Wasser
130g Eisenvitriol (heute Eisensulfat -> FeSO4·7H2O)
100g Chlorammon (ich nehme an Ammoniumchlorid)
3g Natriumcitrat

U - 0,5V
S - 0,1A (ich hoffe dm2, nicht das man damals mit Quadratmetern gerechnet hat )
T - 15 bis 20°C
Dichte - 11° Be
Wirkungsgrad - 69%
Abscheidungsgeschwindigkeit - 9,3µm/h


Eisenbad Nr2.

1 l Wasser
150g Eisenvitriol
75g Chlorammon
3g Natriumcitrat

U - 0,45V
S - 0,1A
T - 1 bis 20°C
Dichte - 12,5° Be
Wirkungsgrad - 76,5%
Abscheidungsgeschwindigkeit - 10,3µm/h

Als Anoden werden in beiden Bädern Platten aus weichem Eisen verwendet. Kathoden, Anodenverhältins 1:1
Elektrolyt sollte schwach sauer reagieren.

Diese Elektrolyte wurde zur Verstahlung von Druckplatten eingesetzt. Die Schichten sind sehr duktil und abriebfest.

[n00bert]

Aus Praktischer Galvanotechnik 2005
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Chloridhaltiger Elektrolyt

375 g/l Eisenchlorid
185 g/l Calciumchlorid
pH-Wert 1-2
Temp 90 - 110 °C
Stromdichte 4 - 20 A/dm2
Wirkungsgrad 100%

geringe Härte, gute Duktilität
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Sulfahaltiger Elektrolyt

180-250 g/l Eisensulfat
42 g/l Eisenchlorid
20 g/l Ammoniumchlorid
pH-Wert 4,5 - 6
Temp. 40 - 45°C
Stromdichte 1 - 8 A/dm2
Wirkungsgrad 100%

hart und verschleißfest
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[n00bert]

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300 - 600 g/l Eisen(II)chlorid (Ich liebe so Angaben)
10 - 150 g/l Mangan(II)chlorid (....)
0,01 g/l HCl (konz)

pH-Wert <1
Temp. 70 - 95°C
Stromdichte 10 - 20 A/dm2

Vergleichsweise sehr hart, grob körnig
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[Skippy]

Hier erstmal der Link von Wikipedia wo ich den Artikel geschrieben habe
http://de.wikipedia.org/wiki/Eisenelektrolyt


@n00bert

danke für die schönen rezepte

mit Chlorammon hattest recht das ist Ammoniumchlorid heut auc umangssprachlich Salmiak genannt

die probleme hast du schon richtig erkannt Wasserstoffversprödung die kann man in grenzen halten wenn man im unteren Stromdichte bereich arbeitet

Die Aufoxidierung an der Anode kann durch zugabe von Hydrazin unterbunden werden. Dann sollte man wie beim Chrombad PlasteKugeln im Bad haben begrenzung Wärmeverlust und veringern der Aufoxidierung an der Badoberfläche. Dennoch müssen die Bäder wie beim Chrombad üblich morgens Durchgearbeitet werden ich nutze dafür immer ein meiner Knüppel-Anoden(so geht das Material wenigstens nicht verloren)

Mangan oder Ammonium Ionen dienen ja dort der Kornverfeinerung.
Aber deinen Angaben nach scheint ja Calcium chlorid noch besser geeignet zu sein. Dem mus ich doch glatt mal weiter nachgehen zur Not mal einen zur Probe ansetzen.

Ein Problem hab ich noch nicht lösen können.
Ich hab rezepte gefunde in denen Komplexbildner drin sind

Oxalsäure (2C)
Zitronensäure (5C)
Malonsäure (3C)
Weinsäure (4C)
EDTA (organisches Amin)
Phosphorsäure (kohlenstofffreies Additiv)

(ich nehme mal an Natriumcitrat hat die selbe aufgabe)

Aber wozu dienen im Eisenbad die Komplexbildner eingesetzt für die ordentliche abscheidung sind dies ja gar nicht nötig?

[n00bert]

Uff passen ! Amine sind natürlich auch Komplexbildner ! und zwar recht harte !

Komplexbildner stabilisieren das Bad, du kannst bei höheren pH Werten arbeiten (ungebundenes Fe fällt ja sonst schon bei pH<3 aus), bessere Streufähigkeit, feinkörnigere Schichten.

Du siehst ja auch das die Bäder die Komplexgebunden sind bei einer deutlich niedrigeren Temperatur und deutlich höherem pH-Wert arbeitet als Komplexbildnerfreie Elektrolyte.

Bei Calcium kann ich mir vorstellen das es ebenfalls Kornferfeinernd wirken kann. Mangan soll zusätlich die Bildung von Eisen(III)-Ionen behindern.

Wenn du den Versuch mit Calciumchlorid angehst, dann mach doch 3 oder 4 Versuche. Den ersten ohne Calciumchlorid, die weiteren mit gleichmäßig steigendem Gehalt und vielleicht noch einen mit überdosierung.
Ergebnis dann Posten. Wenn sinnvoll mit Bildern.


Wie kommts das ein Mensch soviel Zeit für etwas wie Verstahlen findet
Wenn ich aus Spaß was ansetze und eine Hull-Zelle dazu fahren will, dann muss ich das 4 Tage im Vorraus planen....
und selbst dann sollte es mit Auf- und Abbau nicht mehr als 30 min dauern.

[Seeder]

Moin,
zum Thema Zitronensäure&Weinsäure läßt sich feststellen:

Haben inhibierende Wirkung auf Kristallwachstum und verhindern so die Bildung von großen Kristallen bzw. Körnern.

Habe das selbst schon bei einer Ätze eingestzt um die Dentriedenbildung von Cu durch Redoxreaktion an Al zu verringern. :wink:

Bitte poste mal die Rezepte mit Komplexbildnern - such einen Eisen elektrolyten um feinste Eisenkeime für CNT-Wachstum abzuscheiden - hat mit Ni schon geklappt, aber das Wachstum der CNT's nicht, deshalb jetzt der Versuch mit Eisen.

Dank!!!

[Skippy]

nur um sicherzustellen das wir vom selben reden CNT = carbon Nanotubes ?


Bei Eisenelektrolyten muss man leider festhalten das das aufoxidieren des Fe(II)- zu Fe(III) nunmal dazugehört.

Wobei sich das unter normalen bedingungen gar nicht so zeigen würde.
Wenn ich mein Bad (8L) wegen großer nachfrage mal Täglich mehrere Stunden in Betrieb hatte war das kein Problem.Wenn es dann aber 3-4wochen steht und man es wieder nutzen will hat man dann den Niederschlag (bei mir zeigte sich das zuerst immer als Brauner Schaum auf der Oberfläche).

Wichtig bei den Bädern ist den pH Wert niedrig zu halten

Um die Fe(III) bildung zu unterdrücken kann man noch Hydrazin zugeben.
bei kleinstelektrolyten sollte man beim Lagern auf jedenfall den Behälter abdecken am besten Luftdicht.

Vor dem eigentlichen Verstahlen kann man wie beim Chrombad den Elektrolyten erst durcharbeiten.
Sprich kleine Kathoden Oberfläche z.B. 2 Eisengewindestangen reinhängen und allen Saft draufgeben den das Netzteil hergibt (es muss richtig Sprudeln).
Die Stangen werden dann ab und zu einfach mal zu den Anoden gehangen um das Material wieder abzuscheiden.
Weiterhin gibt es noch die möglichkeit Stahlwolle zu nehmen an der auch das Fe(III) wieder zu Fe(II) wird.
Allerdings müsste man das dann in einen Pumpkreislauf setzen der am schluss auch noch nen Filter hat da Stahlwolle (bzw deren Eisen) auch Kohlenstoff enthält den man sich sonst ins Bad schleppen würde.
Aber mal davon Abgesehen ist der Eisenelektrolyt sehr einfach zu Handhaben.

beim Spülen fällt der Anhaften Elektrolyt aus wenn die Spüle nicht sauer genug ist.


zu Eisenbäder mit Komplexgebunden Eisen kann ich leider nicht viel sagen
Es soll vorallem mit Fruchtsalzen möglich sein also z.B. Citrat Tartrat gluconat und acetat

ich habe ingesamt nur 3 Elektrolyt-Rezepte in denen das Eisen Komplexgebunden ist

das erste mit Eisenammoniumsulfat (hoffe das ist komplexgebunden)
das zweite mit Glukonat
das dritte besteht aus Ferrocyanit (gelbes Blutlaugensalz) (es ist also ungefährlich)

Ein Elektrolyt auf Tartrat Basis sollte Allerdings auch kein problem sein

100-130g/l Eisensulfat
dann müsste man probieren 100-170g/l Weinsäure
amnn kann natürlich auch ausrechen wieviel Weinsäure benötigt wird um alles Eisensulfat im Komplex zu binden

Ferrous Ammonium Sulphate
Steel facing of printing plates
Ferrous Ammonium Sulphate 350 g/l
Sulphuric Acid 0.5 g/l
MIN TEMP 20°C
MAX TEMP 60°C
EFFICIENCY % 90
Ah TO DEPOSIT 1 g 0.96
MIN pH 4.00
MAX pH 5.00

alkaline iron gluconate bath

The optimum plating bath has been found to be:
0.072 mol/l FeSO4·7H2O, 0.23 mol/l sodium gluconate, pH 12,
current density of 0.167 A dm-2 and at 25 °C.


Boettger's Ferrocyanid Elektrolyt

10g Ferrocyanid (gelbes Blutlaugensalz - K4Fe(CN)6)
20g Seignettesalz(Rochellesalz) (Kaliumnatriumtartrat KNaC4H4O6 . 4H2O)
in 200ml

in diese Lösung wird anschließend ein Lösung zugegeben bestehend aus

2g persulphate of iron
ghet hier 2g Eisen(II)-sulfat-Heptahydrat (FeSO4 · 7 H2O)
in 50ml water

als letztes wird in Wasser aufgelöste Natronlauge unter stetigen rühren tropfenweise zugegeben
bis der Elektrolyt eine perfekte klare leicht gelbe angenommen hat

getestet hab ich von denen aber leider noch keins


Alle Rezepte die ich habe für Eisenelektrolyte kannst du dir auf meiner Seite mal anschauen http://galvano-atelier.xail.net/view...php?f=30&p=211

[Seeder]

erstmal Danke für die Rezepte , werde mir die mal genauer anschauen und dann die Chemie bestellen. Natürlich gibt es Infos nach den ersten Erfahrungen - wird aber wohl dauern bis die Chemie genehmigt ist - Papierkram eben.

Hier noch paar Infos zu Vorhaben und Anlage:
CNT= Carbon Nanotubes

Vorhaben:
Nach Becherglas-Test soll mit einer RENA-Anlage auf einem 6'Zoll Wafer Eisen-Keimlinge in Nanohols ( ~20nmDurchmesser) abgeschieden werden. Eisen hat den Vorteil, daß schon bei RT C-Atome eindiffundieren => CNT Wachstum bei niedrigeren Temperaturen und hauptsächlich SWNT's auch wenn die Wachstumsprozesse noch nicht genau erfaßt sind.

Zur Anlage :
Bei der Anlage wird der kontaktierte Wafer vom Elektrolyt angeströmt, Waferhalter kann rotieren, Filter ist integiert, inerte Anode, Generator für Pulsplating (10 A max.); eine Stickstoff-Bubbelung soll noch in den Vorlagetank eingebaut werden, um zuverhindern daß Sauerstoff vom Bad aufgenommen werden kann. (ca. 28 Liter Elektrolyt)

Habe mich mit dem Thema Sauerstoffbindung einwenig befaßt und bin auf DEHA (N,N-Diethylhydroxylamin) als Ersatz für Hydrazin gestoßen. Wird inzwischen für die Sauerstoffentfernung bei Erzeugung von Kesselspeisewasser eingesetzt ( ca 0,5-1mg/l Überschuß), früher auch Hydrazin . Ist auch nicht ohne ( vor Zugabe in starke Säuren verdünnte Lösung ansetzten, sonst Explosionsgefahr) aber schon ungefährlicher.

[n00bert]

Eisenniederschläge sollen generell sehr feinkörnig ausfallen. Besonders allerdings aus Bädern mit FeSO4(NH4)2SO4.
Ich habe fast das gleich wie Skippy gefunden (Ansatz Nr1, Post 07/11), nur halt in einem Buch, auf deutsch.
350 g/l FeSO4(NH4)2SO4
0,25 g/l H2SO4
25 - 30°C
bis 6 A/dm2
(Ein Zusatz von 3 g/l Zitronensäure und eventuell etwas NH4Cl soll von vielen empfohlen worden sein.)

Vor längerer Zeit habe ich mal was über die Herstellung von CNT´s gelesen. Da wurde zunächst auf Aluminium per CVD Eisen abgeschieden. (oder war da was mit MOCVD.....)
Egal

Du willst möglichst viele Kristallkeime erzeugen. Ein Nukliationspuls wäre eine nette Idee (hohe Stromdichte während den ersten Millisekunden der Abscheidung). Oder grad PulsePlating.
Ich wollte gerade zu dem Thema verlinken aber da hast du dich ja schon dran beteiligt. Wahrscheinlich hast du schon den gleichen Gedanken gehabt und wohl auch mehr Ahnung davon als ich .
Wie teif sind denn diese "Nanoholes" ? Es stellt sich ja auch die Frage, ob man bei so einem extrem geringen Durchmesser eine ordentliche Einstreuung bekommt.

Es wäre vielleicht besser die Anoden per Membran von dem Elektrolyten getrennt zu halten. Das Eisen müsste man dann über Chemie ergänzen. Das Problem der Aufsalzung lässt sich schon regeln.

GRuß
n00bert

[HCN]

Hi,

bin mir nicht sicher ob es weiterhilft aber für solche ANwendungen sollte man mal drüber nach denken ob die normale Stromreglung noch Sinn macht oder ob man so eine Abscheidung vielleicht besser über das Potential regelt.

gruss
HCN

[Seeder]

Hier zuerstmal ein Bild der Nanoholes - im unteren Bereich liegt der Durchmesser bei ca. 20nm, Tiefe gesammt ca. 800nm .
Per Galvanik soll dann Eisen abgeschieden werden. Mit Ni hat das schon funktioniert, aber das CNT-Wachstum halt nicht. Ein Test mit einem eigenen Fe-Elektrolyten im Becherglas (gesätigte Bohrsäurelösung mit EDTA und Eisensulfat - mußte nach Zugabe Niederschlag ausfiltern ) zeigte schon eine Fe Abscheidung - ist aber noch deutlich zu verbessern.
Deshalb erstmal die Rezepte durcharbeiten - soll möglichst Labor kompatibel, einfach und stabil sein.