{"id":17389,"date":"2021-01-28T08:23:30","date_gmt":"2021-01-28T08:23:30","guid":{"rendered":"https:\/\/aalberts-st.flywheelsites.com\/boric-acid-free-nickel-plating\/"},"modified":"2025-12-22T07:04:51","modified_gmt":"2025-12-22T06:04:51","slug":"borsaeurefreie-nickelabscheidung","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.aalberts-st.com\/de\/ueber-uns\/news\/borsaeurefreie-nickelabscheidung\/","title":{"rendered":"Bors\u00e4urefreie Nickelabscheidung"},"content":{"rendered":"\t\t
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Bors\u00e4urefreie Nickelabscheidung<\/h1>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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Ein Ersatz von Bors\u00e4ure bringt deutliche Vorteile f\u00fcr die Oberfl\u00e4chenbeschichtung<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Blei, Cadmium, PFOS, Cr(VI). Mit Arsen und Hydrazin haben wir uns schon lange abgefunden. Die Liste lie\u00dfe sich beliebig lange fortf\u00fchren. Aber Bors\u00e4ure? Dass Bors\u00e4ure unter die Stoffe f\u00e4llt, deren Verwendung aufgrund ihres Gef\u00e4hrdungspotentials verboten werden k\u00f6nnte, f\u00e4llt schwer zu glauben. Nun, Blei ist seit dem Altertum als giftig bekannt und fluorierte oder generell poly-halogenierte Kohlenwasserstoffe wollen wir auch nicht wirklich als Bestandteil unserer Biosph\u00e4re haben. Bors\u00e4ure andererseits ist als Zusatzstoff von Gl\u00e4sern, Pestiziden und Farbanstrichen allgegenw\u00e4rtig und selbst im von Deutschland und Slowenien eingereichten Antrag, Bors\u00e4ure als reproduktionstoxischen SVHC-Stoff (substance of very high concern) zu deklarieren, wird beschrieben, dass epidemiologische Studien am Menschen bislang fehlen bzw. ungen\u00fcgend sind, um nachteilige Effekte auf die Fruchtbarkeit auszuschlie\u00dfen. Im Grunde bedeutet es, dass es bis dato keine Studie gibt, die beweist, dass Bors\u00e4ure f\u00fcr den Menschen reproduktionstoxisch Wirkung hat und damit gef\u00e4hrlich ist.<\/p>

Nichtsdestotrotz, die j\u00fcngere Vergangenheit hat gezeigt, dass wenn der Gesetzgeber ein Verbot androht, dieses fr\u00fcher oder sp\u00e4ter in Kraft treten wird. Zudem gibt es durchaus auch Beispiele, dass Bors\u00e4ure bei entsprechend hoher Exposition insbesondere bei aquatischen Organismen zu Wachstums- und Fertilit\u00e4tsst\u00f6rungen f\u00fchrt. Daher ist es gerechtfertigt, alternative Systeme zu evaluieren.<\/p>

Da Bors\u00e4ure gemeinhin in Nickelb\u00e4dern als Puffersubstanz bezeichnet wird und diese Nickelb\u00e4der im Allgemeinen in einem pH-Bereich von 4 bis 4.5 betrieben werden, war es naheliegend, Bors\u00e4ure durch Carbons\u00e4uren zu ersetzen. Deren pKs-Werte (ein Ma\u00df f\u00fcr die St\u00e4rke der S\u00e4ure) liegen meist zwischen 4 und 5 und da die Pufferkapazit\u00e4t eines S\u00e4ure-Base-Paars im Bereich dessen pKs-Wertes am besten ist, waren Carbons\u00e4uren die scheinbar logische Wahl, um den pH-Wert stabil zu halten. Tats\u00e4chlich zeichnen sich solche B\u00e4der durch eine au\u00dferordentlich vorteilhafte pH-Stabilit\u00e4t aus, die weit ausgepr\u00e4gter ist, als bei Verwendung von Bors\u00e4ure. Zudem sind Nickelschichten aus diesen B\u00e4dern weitestgehend porenfrei, was ein Hinweis darauf ist, dass w\u00e4hrend der Abscheidung kein oder praktisch kein festes Nickelhydroxid gebildet wird. Damit ist eine der Hauptanforderungen, die an einen Bors\u00e4ure-Ersatz gestellt werden, erf\u00fcllt. Leider weisen diese Elektrolyte aber einen ganz gewichtigen Nachteil auf: Der von Bors\u00e4ureb\u00e4dern bekannte Glanz und vor allem die Einebnung ist weitgehend verschwunden, sodass diese B\u00e4der f\u00fcr dekorative Anwendungen leider ungeeignet sind. Den Versuchen, diesem Defizit mit h\u00f6heren Glanzmittelkonzentrationen entgegenzuwirken, waren anf\u00e4nglich gewisse Erfolge beschieden, scheiterten fr\u00fcher oder sp\u00e4ter aber im direkten Vergleich mit Bors\u00e4ure-Elektrolyten.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Auf der Suche nach Alternativen zu Bors\u00e4ure<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Klassische Nickelb\u00e4der bestehen aus einem Gemisch von Nickelsulfat und Nickelchlorid, Bors\u00e4ure, Netzmittel, sogenannten Grundgl\u00e4nzern, wie zum Beispiel Natrium-Saccharin, sowie einebnenden Substanzen, die im Allgemeinen eine Alkingruppe als Funktionalit\u00e4t aufweisen. Nun geh\u00f6rt es zum kleinen Einmaleins des Koordinationschemikers, dass nicht nur Pufferkapazit\u00e4ten im Bereich des pKs-Wertes am h\u00f6chsten sind, sondern auch Komplexstabilit\u00e4ten zwischen Komplexbildnern und Metallionen. Und hier besteht ein entscheidender Unterschied zwischen Nickel und Bors\u00e4ure einerseits und Nickel und Carbons\u00e4uren andererseits. Im Arbeitsbereich eines Nickelbades findet eine ausgepr\u00e4gte Komplexbildung zwischen Nickel und Carbons\u00e4uren statt, w\u00e4hrend dies mit Bors\u00e4ure aufgrund des h\u00f6heren pKs-Wertes erst bei h\u00f6heren pH-Werten stattfindet. Zwar ist durchaus bekannt, dass je nach Medium, Reaktionspartner, Konzentration und Temperatur Bors\u00e4ure pKs-Werte annehmen kann, die mit Carbons\u00e4uren vergleichbar sind, allerdings beg\u00fcnstigen die Betriebsparameter von Nickelb\u00e4dern eher h\u00f6here pKs-Werte, die die starke Komplexbildung bei pH 4 bis 4.5 zwischen Nickel und Bors\u00e4ure unwahrscheinlich machen.<\/p>

Es scheint daher nicht so wichtig zu sein, welche Wirkung Bors\u00e4ure hat bzw. was sie tut, sondern viel mehr, was sie eben nicht tut, n\u00e4mlich Ni2+ koordinativ zu s\u00e4ttigen und damit f\u00fcr einebnende Substanzen unzug\u00e4nglich zu machen.<\/p>

Zusammengefasst muss ein Bors\u00e4ure-Ersatz zwei Bedingungen erf\u00fcllen: einerseits eine m\u00f6glichst geringe Neigung Nickel im Bereich des Arbeits-pH-Wertes zu binden, was im Gegenzug eine direkte Bindung zwischen Einebner und Nickel erlaubt, aber andererseits \u2013 beim und leicht unterhalb des pH-Wertes, bei welchem Nickel-Hydrolyse einsetzt \u2013 Nickel sehr stark zu binden, um so die Bildung von Nickelhydroxid zu verhindern.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Die L\u00f6sung<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Die\u00a0riag Oberfl\u00e4chentechnik AG<\/a>\u00a0hat eine ganze Verbindungsklasse identifiziert, welche die oben genannten Bedingungen geradezu perfekt vereint. Die daraus abgeleiteten Produkte sind nun im Begriff nach einer erfolgreich abgeschlossenen Testphase bors\u00e4urehaltige Verfahren schrittweise zu ersetzen. Besonders hervorzuheben sind folgende Merkmale:<\/p>

  1. Erweiterung des Arbeitsfensters: Die neue Verbindungsklasse erlaubt ein Beschichten bei h\u00f6heren pH-Werten. Damit kann neu zwischen pH 3.8 bis in Extremf\u00e4llen pH 5.5 beschichtet werden, ohne dass dabei Abtrennungen im hohen Stromdichtebereich beobachtet werden.<\/li>
  2. Verbesserung der Duktilit\u00e4t: Die effiziente Unterdr\u00fcckung der Nickelhydroxid-Bildung verhindert weitgehend eine Verspr\u00f6dung der Nickelschicht.<\/li>
  3. Reduzierter Additiv-Verbrauch: Da der Abbau von Additiven unter anderem vom pH-Wert abh\u00e4ngig ist, steht es dem Beschichtet offen, die Beschichtungsparameter so anzupassen, dass bei gleichbleibenden dekorativen Eigenschaften ein signifikant reduzierter Additiv-Verbrauch resultiert.<\/li>
  4. Verbesserte Schichtdickenverteilung: Die f\u00fcr den\u00a0Oberfl\u00e4chenbeschichter<\/a>\u00a0wahrscheinlich interessanteste Eigenschaft ist die gleichm\u00e4\u00dfigere Schichtdickenverteilung, welche deutlich k\u00fcrzere Beschichtungszeiten erlaubt.<\/li>
  5. Vollst\u00e4ndige Kompatibilit\u00e4t der neuen Verbindungen mit Bors\u00e4ure: Damit wird ein nahtloser \u00dcbergang von Bors\u00e4ure zu den neuen Verfahren gew\u00e4hrleistet, ohne dass dabei Produktionsunterbrechungen bef\u00fcrchtet werden m\u00fcssen.<\/li><\/ol>

    Abschlie\u00dfend kann festgehalten werden, dass was anf\u00e4nglich als staatlich verordnete Zw\u00e4ngerei wahrgenommen wurde, sich als Gl\u00fccksfall f\u00fcr die Technik erweist. W\u00e4hrend das Blei- und Chrom(VI)-Verbot mit erheblichen Qualit\u00e4tseinbu\u00dfen beim Endprodukt einhergeht, scheint bei der Bors\u00e4ure-Substitution das Gegenteil der Fall zu sein.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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    Noch Fragen?<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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    managing director<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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    Manfred Beck
    <\/strong>managing director<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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    Auch relevant<\/h3>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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