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Markus Müller – Kinetische und thermodynamische Identifikation von geeigneten Komplexbildnern für die galvanische Legierungsabscheidung

Elektrochemisch sind über 500 binäre Legierungen galvanisch abscheidbar, wovon jedoch nur ein kleiner Teil genutzt wird. Die Problematik liegt vor allem in der starken Abhängigkeit der Legierungszusammensetzung von der Elektrolytzusammensetzung und den Arbeitsbedingungen. Ein methodisches Elektrolytdesign findet in der Praxis keine Anwendung. Neue Formulierungen werden ausschließlich durch das Trial-and-Error-Verfahren identifiziert.

Basierend auf der Theorie der freien Metallionenkonzentration und des Komplexzerfalls, wird eine Methodik vorgestellt, die ein grundlegend neues Design von Elektrolyten ermöglicht. Die Verwendung von thermodynamischen und kinetischen Parametern der Komplexbildung ist dabei entscheidend. Durch die Bestimmung der Geschwindigkeit des Komplexzerfalls wird es möglich, eine kinetische Auswahl von Komplexbildnern zu treffen.

Die Auswirkung des Komplexzerfalls auf die Legierungsabscheidung und Stromausbeute wird untersucht. Die Elektrolytkennwerte pH-Wert, Grenzstromdichte und Metall-/Komplexbildnerkonzentrationen lassen sich ohne eine Abscheidung oder DoE auslegen. Das methodische Design eines stabilen Grundelektrolyten, ohne die Notwendigkeit zur Durchführung von Experimenten, eröffnet neue Perspektiven zur Erschließung von neuartigen Legierungen.