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Die Struktur von Hochglanznickelüberzügen ist in den meisten Fällen laminar, da Sulfonimide als primäre Grundglanzmittel eingesetzt werden, die den Einbau von Schwefel in den Niederschlag forcieren. Diese ermöglichen allerdings erst die Voraussetzung für eine duktile und einwandfreie Hochglanzabscheidung.
Die brauchbarste und beste Sulfonimidverbindung ist Saccharin als Natriumsalz verwendet. Es ist leicht löslich in Wasser und hohe Überdosierungen ergeben keine Nachteile. Wird dem Glanznickelelektrolyten lediglich Saccharin zugesetzt, so wird nur ein mäßiger ungleichmäßiger Glanz erzeugt, ohne jegliche Einebnung des Niederschlages. Die eingebaute Menge an Schwefel ist in diesem Falle noch sehr niedrig, jedoch die Struktur des Niederschlages ist bereits voll laminar.
Erst wenn andere organische Glanzbildnerrohstoffe, speziell Acetylenderivate, zugesetzt werden - in der Kombination mit Saccharin - wird der Schwefeleinbau wesentlich erhöht, da außerdem noch Kohlenstoffbrücken mit eingebaut werden. Die minimale Menge an Saccharin, die dem Nickelbad zugesetzt werden muss, um brauchbare Glanzabscheidungen zu erhalten, beträgt ca. 1 g/l, andererseits wird keine gleichmäßige Glanzabscheidung erzeugt. Höhere Konzentrationen rufen keine erhöhte Glanzbildung hervor und mindern auch nicht die Zugspannung.
Werden weitere Pyridiniumderivate als Einebnungsmittel und äthoylierte bzw. propoxylierte Acetylenabkömmlinge als Spitzenglanzbildner hinzugefügt, so erhöht sich der eingebaute Schwefelgehalt beträchtlich. Durch Variationen in der Konzentration dieser organischen Zusätze wird der Schwefelgehalt der Niederschläge nicht zusätzlich erhöht.
Um höhere Potentiladifferenzen zwischen Halbglanznickel und Glanznickel zu erreichen, werden spezielle Sulfonate angewendet, die in der Strukturformel eine Doppel-S-S-Bindung oder -S- Bindung aufweisen. Hierdurch kann die Potentialdifferenz bis auf 165 - 180 mV erhöht werden. Dieses ist für den Korrosionsschutz für Doppelnickelsysteme von eminenter Wichtigkeit. (US-Standard)
Die Einebnung der Hochglanznickelverfahren ist wesentlich höher, als die der zur Zeit verwendeten Halbglanznickelverfahren. Ursächlich durch einen synergistischen Effekt zwischen Saccharin als primärem und anderen vor erwähnten sekundären Glanzbildnern. Saccharin bietet Grund dessen die besten Voraussetzungen für die Erzeugung höchst eingeebneter und spiegelglänzender Nickelniederschläge in Verbindung mit Acetylen -u. Pyridiniumderivaten.
Werden andere bekannte Substanzen verwendet, wie z.B. Dibenzoldisulfimid oder Benolsulfonamid, wird die Einebnungsleistung - auch unter Verwendung von Sulfonaten (Fomyl-, Vinyl-, Allyl-, usw.) - um ca. 30 - 50 % geringer im Vergleich zur Anwendung von Saccharin. Weiterhin sind diese Substanzen meist nur schwer wasserlöslich, was die Anwendung wesentlich erschwert. Diese Verbindungen müssen vor dem Einsatz erst in die Salzform übergeführt werden (Na- oder Ni-Salze), was die Verwendung nicht gerade erleichtert.
Sekundäre Glanzbildnersysteme auf Basis einfacher Acetylenabkömmlinge und deren Sulfonate in Verbindung mit speziellen Wirksubstanzen für den niedrigen und mittleren Stromdichtebereich stellt die geeignetste Kombination dar zur Abscheidung von Niederschlägen mit höchstmöglicher Glanz, Tiefenstreuung und Einebnung in Trommelverfahren dar.
Umgesetzte Acetylenamine, Acetylensulfonate und spezielle Formyl-, Vinyl-, oder Allylsulfonte werden verwendet in pyridiniumfreien Systemen wo eine äußerst gleichmäßige hochglänzende Abscheidung mit guter Einebnung und exzellenter Glanztiefenstreuung bei mittleren Schichtstärken erforderlich ist. Diese Verfahren werden überwiegend verwendet, wo Doppelnickel zum Einsatz kommt und wo über einen sehr weiten Stromdichtebereich bei mittleren Expositionszeiten hochglänzende und gut eingeebnete Niederschläge erreicht werden sollen. Diese Systeme zeichnen sich besonders dadurch aus, dass kaum Abbauprodukte erzeugt werden und Austragsverluste, Spülwässer usw. weitgehend recycelbar sind.
Äthoylierte bzw. propoxylierte Acetylenabkömmlinge, deren Reaktionsprodukte und Acetylensulfonate in Kombination mit Pyridinsulfobetainen ergeben Spitzenglanzbildner mit extrem hohem Einebnungsvermögen, die bei kürzesten Expositionszeiten schon von weniger als 10 Minuten maximalen Hochglanz und Einebnung erzeugen. Mit diesem Verfahren kann bei mechanisch sehr wenig vorbereiteten Grundmaterialen eine sehr hohe Oberflächenqualität erzielt werden.
Im Gegensatz zum Halbglanznickelverfahren sind Glanzgrad und Einebnung bei Glanznickelverfahren stark von der Intensität der Bewegung des Elektrolyten abhängig |
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Charakteristik von Glanznickelverfahren |