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Chemisch Nickel

Schnelle und zerstörungsfreie Qualitätskontrolle industrieller Chemisch Nickel-Schichten

Nickel-basierte Beschichtungen gehören wegen ihrer hohen Haltbarkeit, Korrosionsbeständigkeit und Ästhetik zu den wichtigsten Beschichtungen in der Industrie. Traditionell ist dieGalvanik das am häufigsten angewandte Verfahren, um eine Nickelbeschichtung aufzubringen. Der Einsatz von chemisch Nickel wurde jedoch zunehmend wegen der verbesserten Qualität und der besseren Umweltverträglichkeit des Verfahrens erhöht.

Chemisch Nickel-Schichten werden über ein autokatalytisches chemisches Verfahren aufgebracht. Dabei wird eine Legierungsbeschichtung aus Nickel-Phosphor (Ni-P) auf einem Substrat aufgetragen. Die Dicke der Nickel-Phosphor-Beschichtung variiert je nach Anwendung in der Regel zwischen 1 µm und 40 µm. Die spezifischen metallurgische Eigenschaften einer solchen Beschichtung kann durch den Phosphorgehalt gesteuert werden. Der Phosphoranteil variiert in der Regel von 2% bis zu 15%. Eine sehr gleichmäßige Dicke innerhalb und außerhalb komplexer Teile lässt sich mit einer phosphorarmen Nickelbeschichtung erzielen. Ein höherer Phosphorgehalt bietet Korrosionsbeständigkeit und Duktilität für anspruchsvolle industrielle Anwendungsfälle.

Einer der Hauptvorteile der Nickel-Phosphor-Beschichtung ist, dass sie eine sehr gleichmäßige Dicke bietet, die nicht von der Bauteilgeometrie abhängt. Chemisch-Nickel kann alle verborgenen Oberflächen erreichen, um auch bei den kompliziertesten Teilen eine vollständige und konturgetreue Beschichtungsabdeckung zu bieten. Das Verfahren zur Vernickelung benötigt keinen externen Strom und kann sowohl auf leitfähige als auch auf nichtleitende Materialien angewendet werden, d.h. selbst eine Vielzahl von nichtmetallischen Substraten wie Kunststoffe und Textilien können beschichtet werden. Chemisch Nickel wird in vielen Branchen eingesetzt, z. B. in der Automobilindustrie für Lager und Getriebebaugruppen oder auch in der Elektronik für Leiterplatten und Steckverbinder.

Chemisch Nickel ist in der Automobilindustrie weit verbreitet

Analyse von Chemisch Nickel-Schichten mit dem M1 MISTRAL

Für die strenge Qualitätskontrolle von Metallbeschichtungen ist die Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA) die beste Gesamtlösung. Moderne micro-XRF Spektrometer, wie das Bruker M1 MISTRAL, können gleichzeitig die Dicke und die Materialzusammensetzung der Beschichtung bestimmen.

Das M1 MISTRAL ist mit einem Hochleistungs-Silizium-Driftdetektor (SDD), einer W- oder Rh-Mikrofokus-Röntgenröhre und einem vom Benutzer wählbaren Kollimator ausgestattet Letzterer ermöglicht Messpunktgrößen bis runter auf 100 µm. Zusammen mit dem Videomikroskop und dem motorisierten und programmierbaren XYZ-Probentisch kann der Anwender sicherstellen, dass die Messung genau an der gewünschten Stelle stattfindet.

Die Nickel-Phosphor-Beschichtungszusammensetzung beeinflusst die Korrosionsbeständigkeit sowie die mechanischen und magnetischen Eigenschaften erheblich. Daher ist es von großem Vorteil nicht nur die Schichtdicke, sondern auch den Phosphorgehalt genau zu bestimmen. Die Energie der Phosphor-K Emissionslinie beträgt nur 2 keV und die Informationstiefe knapp unter 1 µm, was bedeutet, dass für eine präzise Phosphoranalyse eine hohe Qualität der Instrumenten-Hardware und der Kalibrierung erforderlich ist. Das M1 MISTRAL ist mit einer Rhodium Röntgenröhre die erste Wahl für Ni-P-Anwendungen, da es Leichtelemente, wie Phosphor, hervorragend anregen kann.

Dargestellt sind drei Spektren von Nickel-Phosphor-Beschichtungen mit unterschiedlichem Phosphorgehalt (0%, 5%, 9%).

 

Mit dem M1 MISTRAList es möglich, den Phosphorgehalt mit höchster Genauigkeit und Präzision zu überwachen, auch wenn nur ein kleiner Messpunkt (Kollimation) erforderlich ist. Wodurch eine sehr strenge Qualitätskontrolle der Eigenschaften von Chemisch-Nickel-Schichten selbst für sehr kleine Teile und Messbereiche ermöglicht wird.