[0001] Die Erfindung betrifft die Verwendung von oberflächenmodifizierten Partikeln in der
Galvanotechnik, ein Verfahren zu deren Herstellung sowie die Partikel selbst.
[0002] Partikel aus Metallen, Halbmetallen, Legierungen von Metallen und/oder Halbmetallen
sowie aus Verbindungen von Metallen oder Halbmetallen spielen in vielen technischen
Prozessen, beispielsweise in der Galvanotechnik, eine bedeutende Rolle. Für zahlreiche
dieser Anwendungen sind Partikel mit durchschnittlichen Teilchengrößen von etwa 0,1
µm bis etwa 1 µm (so genannte submikroskalige Partikel) und zum Teil mit Teilchengrößen
unter 100 nm (so genannte nanoskalige Pulver) erforderlich.
[0003] Verfahren zur Herstellung solcher hochdisperser Pulver sind dem Fachmann gut bekannt.
Allerdings zeigen sich bei diesen hochdispersen Pulvern erhebliche Probleme bei der
Lagerung und/oder Verarbeitung. So kann bei Partikeln im submikroskaligen oder nanoskaligen
Bereich, welche leicht Passivierungsschichten ausbilden, wie z. B. Legierungen mit
hohem Chromanteil, die Ausbildung einer äußeren Oxidschicht zwar die Lagerstabilität
erhöhen, gerade diese Oxidschicht für die weitere Verarbeitung jedoch hinderlich sein.
In vielen Anwendungsfällen, wie etwa den verschiedenen Verfahren der Galvanotechnik,
stellt die Entfernung dieser Oxidschicht während der letzten Verarbeitungsschritte
ein erhebliches technisches Problem dar, das bislang nicht zufriedenstellend gelöst
ist.
[0004] Bei Pulvern, die trotz hoher Affinität gegenüber (Luft-)Sauerstoff selbst keine passivierende
Oxidschutzschicht bilden, wie z. B. feindisperse CrAl-XYZ-Pulver (wobei X, Y und Z
für übliche Nebenlegierungselemente stehen) und Metall-Legierungspulver der Basismetalle
Titan, Zirconium, Vanadium, Molybdän und Wolfram, sowie bei Pulvern, welche wenig
affin gegenüber Sauerstoff sind und keine oder nur eine geringe Neigung zur Ausbildung
einer Passivierungsschicht besitzen, wie z. B. feindisperse NiCo-XYZ-Pulver (wobei
X, Y und Z für übliche Nebenlegierungselemente stehen) und Metall-Legierungspulver
der Basiselemente Eisen, Tantal, Niob, Platin und Palladium, zeigt sich, dass ihre
veränderungsfreie Lagerung häufig nicht zufriedenstellend gewährleistet werden kann
und sich ihre Verarbeitbarkeit schwierig gestaltet. So vergrößert sich die spezifische
Oberfläche der Pulver mit abnehmender Teilchengröße, was vor allem im Hinblick auf
ihre spätere Verwendung zu unerwünschten Reaktionen oder Veränderungen an der Oberfläche
führen kann. Auch wird die Agglomeration von kleinen Teilchen zu größeren Agglomeraten
beobachtet, was ebenfalls ihre weitere Verarbeitbarkeit beeinträchtigen kann, weil
z. B. die Redispergierung dieser Agglomerate auf die ursprüngliche Teilchengröße oft
nicht oder nur zum Teil möglich ist.
[0005] Im Stand der Technik sind Verfahren vorgeschlagen worden, die Oberflächen derartiger
Pulver reaktiver Materialien mit geringer Teilchengröße mit Hilfe organischer Verbindungen
zu modifizieren, um so beispielsweise die Agglomeration der Pulver-Teilchen zu unterdrücken.
So beschreibt die deutsche Patentanmeldung DE 195 15 820 A1 ein Verfahren, in welchem
amorphe oder teilkristalline nanoskalige Teilchen für die Herstellung von Glas oder
Keramik mit mindestens einer oberflächenblockierenden Substanz modifiziert werden.
Bei den oberflächenblockierenden Substanzen kann es sich unter anderem um Emulgatoren
und nichtionische Tenside handeln. Die Verwendung der nach diesem Verfahren herstellbaren
keramischen Pulver in der Galvanotechnik wird in der DE 195 15 820 A1 nicht gelehrt.
[0006] Die im Stand der Technik zur Modifizierung der Partikeloberfläche vorgeschlagenen
organischen Verbindungen wirken sich - ähnlich wie eine passivierende Oxidschicht
- insbesondere in der Galvanotechnik bei der Endverarbeitung störend aus und müssen
zuvor durch Verbrennung, thermische Zersetzung oder mittels chemischer Reaktionen
beseitigt werden.
[0007] Der vorliegenden Erfindung liegt daher als eine Aufgabe zugrunde, disperse Partikel
für die Verwendung in der Galvanotechnik bereitzustellen, die zum einen hinreichend
lagerstabil sind und sich zum anderen in den galvanotechnischen Verfahrensschritten
gut verarbeiten lassen.
[0008] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Verwendung von oberflächenmodifizierten
Partikeln in der Galvanotechnik, deren Oberfläche mit wenigstens einer oberflächen-
bzw. grenzflächenaktiven Substanz unter Ausbildung einer Hüllschicht auf den Partikeln
modifiziert ist.
[0009] Die erfindungsgemäße Verwendung der mit wenigstens einer oberflächen- bzw. grenzflächenaktiven
Substanz modifizierten Partikel in der Galvanotechnik verleiht den dispersen Pulvern
eine gute Lagerstabilität. Die wenigstens eine oberflächen- bzw. grenzflächenaktive
Substanz bildet eine Hüllschicht um jedes Teilchen des Pulvers und verhindert so über
lange Zeit die unerwünschte chemische oder physikalische Veränderung des Pulvers etwa
durch Reaktion mit Luftsauerstoff oder Agglomeration. Zugleich erlaubt die erfindungsgemäße
Verwendung auch die problemlose weitere Verarbeitung des Pulvers in den galvanotechnischen
Verfahren, weil sich die Hüllschicht aus der wenigstens einen oberflächen- bzw. grenzflächenaktiven
Substanz ohne Weiteres rückstandsfrei entfernen lässt bzw. diese Verfahren nicht störend
beeinflusst.
[0010] Bevorzugt ist in der vorliegenden Erfindung die Verwendung von Partikeln, die eine
durchschnittliche Teilchengröße von nicht mehr als etwa 1 µm aufweisen. Dabei beträgt
die durchschnittliche Teilchengröße in einer besonders bevorzugten Ausführungsform
etwa 1 µm bis etwa 0,1 µm (d. h. die Partikel sind submikroskalige Teilchen). In einer
zweiten besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Partikel nanoskalige
Teilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße in einem Bereich von etwa 1 nm
bis etwa 100 nm. Die Teilchengröße bezieht sich hierbei auf die Partikel ohne Hüllschicht
aus wenigstens einer oberflächen- bzw. grenzflächenaktiven Substanz.
[0011] Bevorzugt sind die oberflächenmodifizierten Partikel Teilchen von Metallen oder Halbmetallen,
die vorzugsweise in der Galvanotechnik zum Beschichten von Werkstücken Verwendung
finden. Besonders bevorzugt sind die Metalle und Halbmetalle ausgewählt aus der Gruppe,
umfassend Ni, Cr, Co, Fe, Al, Ti, Zr, Mn, Mo, W, Hf, V, Ta, Nb, Pd und Pt.
[0012] Dabei können die Teilchen von Metallen oder Halbmetallen - sieht man von der oberflächenmodifizierenden
Hüllschicht ab - in elementarer Form, z. B. als Nickelpulver, in Form von Legierungen,
z. B. als Pulver von Chrom-Aluminium-Legierungen der Basiszusammensetzung CrA1-XYZ,
wobei X, Y und Z für Nebenlegierungselemente stehen, die für Hochtemperaturwerkstoffe
bzw. Beschichtungen geeignet sind, insbesondere für Re, Y, Si, Ti, Ta, W, Mn, Mo,
Nb, Zr, Hf, und zwar in üblichen Mengen bzw. Mengenverhältnissen, oder als chemische
Verbindungen von Metallen bzw. Halbmetallen vorliegen. Im letzteren Fall sind Oxid-,
Nitrid-, Carbid- bzw. Borid-Verbindungen sowie Mischverbindungen daraus von Metallen
bzw. Halbmetallen bevorzugt. Besonders bevorzugt liegen die Teilchen von Metallen
oder Halbmetallen in elementarer Form oder in Form von Legierungen vor.
[0013] Die wenigstens eine oberflächen- bzw. grenzflächenaktive Substanz, welche die Hüllschicht
der erfindungsgemäß verwendeten Partikel bildet, kann jedes herkömmliche Tensid oder
Netzmittel sein. Es können mehr als eine oberflächen- bzw. grenzflächenaktive Substanz,
z. B. zwei, drei oder vier verschiedene derartige Substanzen, eingesetzt werden, es
ist jedoch bevorzugt, nur jeweils eine oberflächen- bzw. grenzflächenaktive Substanz
zu verwenden.
[0014] Derartige Tenside oder Netzmittel zeichnen sich dadurch aus, dass sie die Grenzflächenspannung
bzw. Oberflächenspannung eines sie enthaltenden Systems herabsetzen. Sie sind (zumindest)
bifunktionelle (amphiphile) chemische Verbindungen mit mindestens einem hydrophoben
und mindestens einem hydrophilen Molekülteil. Der hydrophobe Rest ist z. B. in Kohlenwasserstoff-Tensiden
eine - zumeist lineare - Kohlenwasserstoff-Kette mit acht bis 22 Kohlenstoffatomen;
in Siloxan-Tensiden wird der hydrophobe Rest von (Dimethyl) Siloxan-Ketten, in Perfluorkohlenwasserstoff-Tensiden
von perfluorierten Kohlenwasserstoff-Ketten gebildet. Der hydrophile Rest ist entweder
eine elektrisch negativ oder positiv geladene (hydratisierbare) oder eine neutrale
polare Kopfgruppe.
[0015] Ohne an eine bestimmte Theorie gebunden werden zu wollen, wird angenommen, dass die
Moleküle der wenigstens einen oberflächen- bzw. grenzflächenaktiven Substanz mit der
Teilchenoberfläche der Pulver-Partikel unter Ausbildung einer Hüllschicht in Wechselwirkung
treten und so die Stabilisierung der Oberfläche bewirken. Der Ausdruck "Hüllschicht"
ist im vorliegenden Zusammenhang nicht zwingend so zu verstehen, dass die Oberfläche
der Partikel vollständig bedeckt sein muss, sondern umschreibt die Funktion der oberflächen-
bzw. grenzflächenaktiven Substanz, welche die mit ihr modifizierten Partikel unter
anderem vor Luft- und Feuchtigkeitseinflüssen schützt und so deren Lagerstabilität
wesentlich erhöht. Die genaue Struktur der Hüllschicht ist dabei nicht bekannt. Sie
wird unter anderem von der Natur und Größe der Partikel sowie der spezifischen Auswahl
der oberflächen- bzw. grenzflächenaktiven Substanz abhängen.
[0016] Bevorzugt ist die wenigstens eine oberflächen- bzw. grenzflächenaktive Substanz ein
Tensid oder Netzmittel, welches bei der weiteren galvanotechnischen Verarbeitung,
z. B. in den dort eingesetzten Vorbehandlungsbädern und insbesondere in den für die
eigentliche metallische Beschichtung eingesetzten Prozesslösungen oder -suspensionen,
ohnehin Verwendung findet. Bei der galvanotechnischen Endverarbeitung unter Verwendung
der oberflächenmodifizierten Partikel wird die Hüllschicht aus der wenigstens einen
oberflächen- bzw. grenzflächenaktiven Substanz abgelöst, beseitigt oder erweist sich
in den weiteren Prozessschritten der Galvanotechnik als nicht störend. So können beispielsweise
bei den elektrochemischen galvanotechnischen Verfahren die mittel- bis langkettigen
Moleküle des wenigstens einen die Hüllschicht bildenden Netzmittels durch ihre polarisierten
(bzw. polarisierbaren) Bereiche elektrostatisch von der polarisierten Elektrodenoberfläche
angezogen bzw. abgestoßen werden. Dabei ergeben sich Kraftwirkungen zwischen den Molekülen
und den Elektroden. Diese können eine Ablösung der Netzmittelmoleküle von der Partikeloberfläche
oder eine räumliche Ausrichtung der Partikel mit schwer ablösbaren Adsorbaten zur
Elektrodenoberfläche bewirken. Die in der Galvanotechnik üblichen Netzmittel bilden
einen für Metallionen durchlässigen Film auf der Kathodenoberfläche, welcher ihnen
das "Abstreifen" der Wasserdipolhüllen und deren Einordnung in den Kristallverband
erleichtert. Die Netzmittelmoleküle können hier auch zu einem gewissen Teil durch
die Partikel in die Kathodennähe transportiert werden und Verluste durch elektrochemisch
induzierte Zersetzung der Netzmittelmoleküle in unmittelbarer Kathodennähe ausgleichen.
Findet diese die Hüllschicht bildende oberflächen- bzw. grenzflächenaktive Substanz
auch Verwendung als übliches Netzmittel in der galvanotechnischen Prozesslösung oder
-suspension - was bevorzugt ist -, sind somit zusätzlich störende Einflüsse durch
diese Substanz nicht zu erwarten und es müssen keine besonderen Vorkehrungen getroffen
werden, um diese aus der Prozesslösung bzw. -suspension auszuschleusen. Auch die Weiterverarbeitung
bzw. Entsorgung der Prozesslösung oder -suspension muss in der Regel nicht verändert
oder angepasst werden.
[0017] Besonders bevorzugt ist die oberflächen- bzw. grenzflächenaktive Substanz ausgewählt
aus der Gruppe, umfassend Kohlenwasserstoff-Tenside, Siloxan-Tenside und Perfluorkohlenwasserstoff-Tenside.
Ganz besonders bevorzugt ist das Tensid Natriumdodecylsulfat.
[0018] Eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft die Verwendung der oberflächenmodifizierten
Partikel in einer Prozesslösung oder einer Prozesssuspension zum Galvanisieren, wobei
vor und/oder während des Galvanisierens die oberflächenmodifizierten Partikel mit
wenigstens einer die Hüllschicht rückstandsfrei entfernenden Substanz in Kontakt gebracht
werden. Dabei wird als Substanz ein solches Lösungsmittel gewählt, welches das die
Hüllschicht bildende Tensid (Netzmittel) zu lösen vermag. Die Entfernung kann aber
auch beispielsweise durch thermische Behandlung erfolgen. Bevorzugt ist das wenigstens
eine Netzmittel, welches die Hüllschicht bildet, jedoch so ausgewählt, dass es bei
der weiteren galvanotechnischen Verarbeitung der oberflächenmodifizierten Partikel
nicht stört, z. B. weil - wie oben dargelegt - es einen für die Metallionen im elektrischen
Feld durchlässigen Film bildet.
[0019] Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist der Ausdruck "Galvanotechnik"
im weitesten Sinne zu verstehen und umfasst die Behandlung von metallischen und nichtmetallischen
Oberflächen von Werkstücken, Vor-, Halb- und Fertigprodukten, um diese beispielsweise
zu verschönern, vor Umgebungseinflüssen, insbesondere Korrosion und Abrieb, zu schützen
oder ihre Eigenschaften in Gestalt von Verbundwerkstoffen zu verbessern.
[0020] Hier bevorzugte galvanotechnische Verfahren sind schichtauftragende Verfahren, bei
denen in chemischen oder elektrochemischen Prozessen unter erfindungsgemäßer Verwendung
der oberflächenmodifizierten Partikel funktionale Schichten, die die Eigenschaften
des Werkstücks bzw. Produkts meist weitgehend bestimmen, mit einer Dicke von nur wenigen
µm auf die Grundmaterialien aufgebracht werden. Neben der Galvanoplastik sind hier
vor allem die stromlos erfolgende chemische Abscheidung, bei der nach Einbringen von
(oberflächenmodifizierten) Metallpulvern in eine Beschichtungslösung bzw. -suspension
unter Bildung von Metallionen durch Einsatz von chemischen Reduktionsmitteln ohne
Anlegen eines äußeren elektrischen Feldes durch die Reduktion der Metallionen auf
der zu beschichtenden Werkstückoberfläche die Abscheidung der Metall(-schutz)-schicht
bewirkt wird, und elektrochemische Abscheidungsverfahren (Elektroplattierung, Galvanostegie,
Galvanisieren im engeren Sinne), bei denen die aus den Metallpulvern in Galvanisierlösungen
bzw. -suspensionen gebildeten Metallionen oder geladene Metall-Legierungs-Partikel
in einem von außen angelegten elektrischen Feld zu dem als Kathode geschalteten Werkstück
wandern und dort zum Metall unter Ausbildung der gewünschten Schutzschicht reduziert
bzw. in eine vorhandene Metall- oder Legierungsmatrix inkorporiert werden, besonders
bevorzugt. In diesen Verfahren ist eine vorbereitende Behandlung der zu bearbeitenden
Werkstücke unter anderem zum Entfetten, Beizen und Aktivieren von Oberflächen usw.
in Vorbehandlungsbädern erforderlich, in welchen in der Regel Tenside oder Netzmittel
eingesetzt werden. Auch die eigentlichen Behandlungsbäder (Prozesslösungen bzw. -suspensionen)
enthalten neben dem eigentlichen Beschichtungsmittel und Reduktionsmittel bzw. Elektrolyten
weitere Zusätze, unter anderem aus Tensiden oder Netzmitteln. Im Falle der erfindungsgemäßen
Verwendung kann diesen Prozessbädern zum Galvanisieren, soweit erforderlich oder erwünscht,
ein Mittel zum rückstandsfreien Entfernen der oberflächenmodifizierenden Substanz
hinzugefügt werden. Dieses Mittel kann auch den Vorbehandlungsbädern zugesetzt werden,
wenn das rückstandsfreie Entfernen der oberflächenmodifizierenden Substanz von den
Partikeln vor dem eigentlichen Galvanisierungs- bzw. Abscheidungsschritt erfolgen
soll.
[0021] Die vorliegende Erfindung betrifft ferner Verfahren zur Herstellung von oberflächenmodifizierten
Partikeln mit einer Hüllschicht aus wenigstens einer oberflächen- bzw. grenzflächenaktiven
Substanz, wobei beispielsweise die Endfraktionierung des Partikelpulvers unmittelbar
nach seiner Herstellung mittels üblicher, im Stand der Technik bekannter Verfahren
(z. B. Dispergierung mit Ultraschall oder Rühr- und Schüttelvorrichtungen) mit einer
Lösung der die Hüllschicht bildenden Substanz/en getränkt wird und dadurch eine Vorsuspension
der späteren Prozesslösung bzw. -suspension gebildet wird. Dabei kann durch Entfernen
des Lösungsmittels, Trocknen usw. auch ein Pulver der nunmehr oberflächenmodifizierten
Partikel erhalten werden. Als Lösungsmittel bzw. Suspensionsmittel können hierbei
beispielsweise neben Wasser kurzkettige aliphatische Alkohole und andere leichtflüchtige
organische Lösungsmittel dienen.
[0022] Die Verwendung der oberflächenmodifizierten Partikel, die in einer für die weitere
galvanotechnische Verarbeitung geeigneten Lösung oder Suspension vorliegen, stellt
eine weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
[0023] Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind die oben für die Verwendung in der Galvanotechnik
beschriebenen oberflächenmodifizierten Partikel, deren Oberfläche mit wenigstens einer
oberflächen- bzw. grenzflächenaktiven Substanz unter Ausbildung einer Hüllschicht
auf den Partikeln modifiziert ist, und die Teilchen von Metallen oder Halbmetallen
sind, wobei diese Teilchen in elementarer Form, in Form einer Legierung oder als Oxide,
Nitride, Carbide, Boride oder als Mischverbindungen daraus der Metalle oder Halbmetalle
vorliegen.
[0024] Bevorzugt sind die erfindungsgemäßen oberflächenmodifizierten Partikel nanoskalige
Teilchen oder submikroskalige Teilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße
von etwa 0,1 µm bis etwa 1 µm. Die Partikel sind ferner bevorzugt Teilchen von Metallen,
besonders bevorzugt der Metalle Ni, Cr, Co, Fe, Al, Ti, Zr, Mn, Mo, W, Hf, V, Ta,
Nb, Pd und Pt, ganz besonders bevorzugt der Metalle Ni, Cr, Co und Al, insbesondere
in elementarer Form oder in Form von Legierungen. Unter den erfindungsgemäßen Legierungs-Partikeln
mit modifizierter Oberfläche sind Nickel-Cobalt-Legierungen und Chrom-Aluminium-XYZ-Legierungen,
wobei X, Y und Z für Nebenlegierungselemente stehen, die für Hochtemperaturwerkstoffe
bzw. Beschichtungen geeignet sind, insbesondere für Re, Y, Si, Ti, Ta, W, Mn, Mo,
Nb, Zr, Hf, und zwar in üblichen Mengen bzw. Mengenverhältnissen, besonders bevorzugt.
Die Bezeichnung "CrAl-XYZ"- bzw. "Chrom-Aluminium-XYZ"-Legierung ist hier eine verkürzte
Schreibweise für derartige Chrom-Aluminium-Legierungen mit geeigneten Nebenlegierungselementen;
sie soll weder die genaue Zahl weiterer Elemente neben Cr und Al benennen - d. h.
es können eins, zwei, drei, vier oder mehr verschiedene Nebenlegierungselemente vorhanden
sein - noch als Angabe über die Mengenverhältnisse der Legierungselemente untereinander
verstanden werden. Beispiele bevorzugter CrAl-XYZ-Legierungen sind Cr
62Al
32YRe
5, Cr
58,8Al
34,6Y
1,4Re
5,2, Cr
76Al
21Y
1,6Si
1,4, Cr
57Al
40Y
2Si und Cr
53,8Al
11,4Ti
11,4Ta
5,9W
8,7Mo
5,9Nb
2,8.
[0025] Zur Modifizierung der Partikel-Oberfläche verwendete oberflächen- bzw. grenzflächenaktive
Substanzen sind bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe, umfassend Kohlenwasserstoff-Tenside,
Siloxan-Tenside und Perfluorkohlenwasserstoff-Tenside, insbesondere Natriumdodecylsulfat.
Ferner ist es bevorzugt, dass die erfindungsgemäßen oberflächenmodifizierten Partikel
in einer Lösung oder Suspension vorliegen, wobei das verwendete Lösungsmittel oder
Lösungsmittelgemisch so ausgewählt ist, dass es die weitere galvanotechnische Verarbeitung
nicht störend beeinflusst. Beispiele geeigneter Lösungsmittel sind beispielsweise
neben Wasser kurzkettige aliphatische Alkohole und andere leichtflüchtige organische
Lösungsmittel.
[0026] Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung haben die Begriffe "Metall" und "Halbmetall"
die in der anorganischen Chemie üblichen Bedeutungen, wie sie z. B. in Hollemann-Wiberg,
Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 91.-100. Auflage, 1985, S. 301-302 und S. 731-733,
erläutert sind. Beispiele für Halbmetalle sind insbesondere Bor, Gallium, Silicium,
Germanium, Zinn, Arsen, Antimon, Bismut, Selen und Tellur, während Beispiele für Metalle
unter anderem Nickel, Palladium, Platin, Cobalt, Eisen, Aluminium, Chrom, Titan, Mangan,
Molybdän, Wolfram, Vanadium, Niob, Tantal, Hafnium usw. sind.
[0027] Die Erfindung wird nachfolgend durch Beispiele weiter veranschaulicht, die sie jedoch
nicht beschränken sollen.
Beispiele:
a) Herstellung oberflächenmodifizierter Partikel
[0028] Ein feindisperses Pulver mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von ca. 1 µm
der Basiszusammensetzung Cr
62Al
32YRe
5 wird unmittelbar nach seiner Herstellung mittels Zerstäubung (oder alternativ Atomisierung,
Zermahlung oder Schmelzverdüsung) mit einer Lösung von Natriumdodecylsulfat in Wasser
versetzt. Die entstehende Suspension kann direkt weiterverarbeitet werden (siehe Beispiel
b)); alternativ können aus der Suspension die oberflächenmodifizierten Partikel durch
Gefriertrocknung in Pulverform gewonnen werden.
b) Verwendung der Suspension aus Beispiel a) in der Galvanotechnik
[0029] Die Suspension aus Beispiel a) wird in einem galvanischen Nickel-Cobalt-Abscheidebad
dispergiert. Die galvanische Abscheidung an der Kathodenoberfläche führt zur Inkorporierung
der Legierungspulverpartikel in die auf der Kathode wachsenden Ni-Co-Schicht (Ni-Co-Matrix),
während zugleich die Hüllschichtmoleküle von der Partikeloberfläche desorbieren und
in der Elektrolytsuspension verbleiben.
1. Verwendung von oberflächenmodifizierten Partikeln in der Galvanotechnik, wobei die
Oberfläche der Partikel mit wenigstens einer oberflächen- bzw. grenzflächenaktiven
Substanz unter Ausbildung einer Hüllschicht auf den Partikeln modifiziert ist.
2. Verwendung von oberflächenmodifizierten Partikeln nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Partikel eine durchschnittliche Teilchengröße von nicht mehr als etwa 1 µm aufweisen.
3. Verwendung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Partikel Teilchen von Metallen oder Halbmetallen, ausgewählt aus der Gruppe, umfassend
Ni, Cr, Co, Fe, Al, Ti, Zr, Mn, Mo, W, Hf, V, Ta, Nb, Pd und Pt, sind.
4. Verwendung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Teilchen von Metallen oder Halbmetallen Pulver der Metalle oder Halbmetalle in
elementarer Form oder in Form von Legierungen sind.
5. Verwendung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Partikel Oxid-, Nitrid-, Carbid- bzw. Borid-Verbindungen sowie Mischverbindungen
daraus von Metallen oder Halbmetallen sind.
6. Verwendung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die wenigstens eine oberflächen- bzw. grenzflächenaktive Substanz der Hüllschicht
der Partikel ausgewählt ist aus der Gruppe, umfassend Kohlenwasserstoff-Tenside, Siloxan-Tenside
und Perfluorkohlenwasserstoff-Tenside.
7. Verwendung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Tensid Natriumdodecylsulfat ist.
8. Verwendung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die oberflächenmodifizierten Partikel in einer Lösung oder Suspension vorliegen.
9. Herstellung von oberflächenmodifizierten Partikeln mit einer Hüllschicht aus wenigstens
einer oberflächen- bzw. grenzflächenaktiven Substanz, wobei die Endfraktionierung
des Partikelpulvers nach der Herstellung des Partikelpulvers mit einer Lösung, Suspension
oder Emulsion der die Hüllschicht bildenden Substanz/en getränkt wird.
10. Oberflächenmodifizierte Partikel, deren Oberfläche mit wenigstens einer oberflächen-
bzw. grenzflächenaktiven Substanz unter Ausbildung einer Hüllschicht auf den Partikeln
modifiziert ist und die Teilchen von Metallen oder Halbmetallen sind, wobei diese
Teilchen in elementarer Form, in Form einer Legierung oder als Oxide, Nitride, Carbide,
Boride oder als Mischverbindungen daraus der Metalle oder Halbmetalle vorliegen.
11. Partikel nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Partikel submikroskalige oder nanoskalige Teilchen sind.
12. Partikel nach wenigstens einem der Ansprüche 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
sie Teilchen der Metalle, ausgewählt aus der Gruppe, umfassend Ni, Cr, Co, Fe, Al,
Ti, Zr, Mn, Mo, W, Hf, V, Ta, Nb, Pd und Pt, sind.
13. Partikel nach wenigstens einem der Ansprüche 10 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
sie Teilchen einer Metall-Legierung, insbesondere einer CrA1-XYZ-Legierung sind.
14. Partikel nach wenigstens einem der Ansprüche 10 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
die wenigstens eine oberflächen- bzw. grenzflächenaktive Substanz aus der Gruppe,
umfassend Kohlenwasserstoff-Tenside, Siloxan-Tenside und Perfluorkohlenwasserstoff-Tenside,
ausgewählt ist und insbesondere Natriumdodecylsulfat ist.
15. Partikel nach wenigstens einem der Ansprüche 10 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Partikel in einer Lösung oder Suspension vorliegen.