1998 LS 8.3 Galvanotechnik

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Galvanotechnik

Aufbau Galvanotechnik

Galvanotechnik, auch Galvanik genannt, beschreibt die elektrochemische Abscheidung von metallischen Überzügen auf Werkstücke, die in ein elektrolytisches Bad getaucht werden.

Dieser Prozess wird in der industriellen Technik großflächig mit verschiedenen Metallen durchgeführt. Da beim Galvanisieren Ionen abgeschieden werden, sind Legierungen nicht geeignet. Würde man eine Legierung auflösen und galvanisch abscheiden, würden sich die Elemente entsprechend ihrer elektrochemischen Spannungsreihe nacheinander abscheiden.

Geschichte der Galvanotechnik

Die Geschichte der Galvanik, umgangssprachlich auch Galvanotechnik genannt, geht auf den italienischen Arzt Luigi Galvani (1737–1798) zurück. Ende des 18. Jahrhunderts entdeckte Galvani den nach ihm benannten Galvanismus, als er beobachtete, dass Froschschenkel zuckten, wenn sie mit zwei verschiedenen, miteinander verbundenen Metall-Elektroden in Berührung kamen.

Alessandro Volta stellte fest, dass dieser Effekt durch die unterschiedlichen Metalle verursacht wurde. In Kombination mit einem Elektrolyten erzeugten sie eine elektrische Spannung, die sich im Muskel des Tieres entlud. Volta baute daraufhin seine Batterie, die Voltasäule, die eine wesentliche Grundlage für die Elektrotechnik bildete.

Die erste dokumentierte galvanische Vergoldung erfolgte 1805 durch einen Schüler von Volta. Im Jahr 1840 erhielt der englische Unternehmer George Richards Elkington ein Patent für ein Verfahren zum galvanischen Versilbern mit cyanidhaltigen Lösungen. In der Firma, die er mit seinem Cousin gründete, wurde dieses Verfahren angewendet. Als Elkington 1865 starb, beschäftigte das Unternehmen fast tausend Arbeiter und galt als führender Betrieb in der Galvanik.

Erklärvideos

Schauen Sie sich nun folgende Videos an:

Grundlegender Ablauf

https://www.quintessence-publishing.com/deu/de/video/galvanoforming-v00418de

Beispielhafter Ablauf

https://www.quintessence-publishing.com/deu/de/video/das-galvano-solaris-system-v00089de

Galvanoforming in der Zahntechnik

Im Dentalbereich wird nur Gold galvanisch abgeschieden, was als Galvanotechnik bekannt ist. Diese Technik hat sich vor allem bei Sekundärkronen in Teleskopkronen bewährt. Galvanokronen und -inlays haben sich klinisch jedoch nicht durchgesetzt, da die dünne Goldschicht die Kaukräfte nicht ausreichend abfangen kann, was häufig zu Brüchen der Verblendkeramik führt. Galvanoinlays, bei denen ein Goldrand sichtbar bleibt, beeinträchtigen zudem die Ästhetik. Auch Galvanobrücken sind problematisch, da Zwischenglieder gegossen und an die Galvanokäppchen angeschweißt oder angelötet werden müssen. Die Verblendung von Galvanogerüsten mit Kunststoff oder Keramik ist kritisch zu sehen, da die Verbundfestigkeiten niedrig sind und die nötigen Haftoxide für die keramische Bindung fehlen.

Die Beschichtung von Modellgussbasen mit Gold soll das Korrosionsverhalten und die Ästhetik verbessern sowie Allergien gegenüber Bestandteilen der Modellgusslegierung vermeiden. Allerdings kann dies ein galvanisches Element erzeugen, das das Korrosionsverhalten sogar verschlechtern kann. Die tägliche Beanspruchung der Prothese führt zudem zu Abnutzung oder Brüchigkeit der Beschichtung, was Spaltkorrosion und allergische Reaktionen verursachen kann. Daher sind solche Beschichtungen kritisch zu betrachten.

Die Abscheidung hängt von Faktoren wie Stromstärke, Dauer, Stabilität und Konzentration des Goldkomplexes, Lösungsmitteln und geometrischen Faktoren der herzustellenden Objekte ab. Eine negativ aufgeladene Oberfläche im Goldbad ist nötig, um die positiv geladenen Goldionen abzuscheiden. In der Praxis wird ein Gipsmodell hergestellt und mit Silberlack bestrichen, um es elektrisch leitend zu machen. Die Silberschicht wird mit dem negativen Pol einer Spannungsquelle verbunden, wodurch die Goldionen angezogen werden und eine etwa 200 μm (0,2 mm) dicke Goldschicht bilden. Nach dem Abscheidungsprozess wird das Käppchen vom Gipsmodell genommen und bearbeitet.

Reste von Silberleitlack auf der Innenfläche des Käppchens müssen entfernt werden, da sie zu Verfärbungen führen können. Sicherheitsvorkehrungen und gesetzliche Entsorgungsvorschriften müssen beachtet werden.

Galvanokäppchen können mit Keramik verblendet werden. Die meisten Hersteller empfehlen Bonder als Haftvermittler für die Verblendkeramik, die auf die Goldkäppchen aufgebrannt werden. Ein Gerüst aus reinem Gold hat jedoch einen zu niedrigen Elastizitätsmodul, um Kaukräften ausreichend Widerstand zu leisten, weshalb keramisch verblendete Galvanokronen in der Praxis nicht erfolgreich sind.

Goldlösungen enthalten eine bestimmte Menge an gelöstem Gold, deren Verfügbarkeit vom Hersteller abhängt. Eine ausreichende Konzentration an Goldionen muss immer vorhanden sein, um eine vollständige Abscheidung zu gewährleisten. Ungünstige Lagerung oder abgelaufene Lösungen können die Verfügbarkeit reduzieren und zu unzureichender Abscheidung führen. Flüssigkeiten mit Verfärbung oder Niederschlägen sollten nicht mehr verwendet werden.

Flüssigkeiten dürfen nicht einfach entsorgt werden, sondern müssen gemäß den örtlichen Vorschriften behandelt werden. Die Flüssigkeiten enthalten noch Goldanteile. Viele Galvanogeräte haben Programme, um das Restgold abzuscheiden, das dann wiederverwertet werden kann.