Hofmann / Spindler Verfahren in der Beschichtungs- und Oberflächentechnik

4. aktualisierte Auflage 2020
ISBN: 978-3-446-46498-8
Verlag: Carl Hanser
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark

E-Book, Deutsch, 288 Seiten

Dieses Lehrbuch führt die Leser in die Beschichtungs- und Oberflächentechnik ein. Gegenstand sind Technologien zum Verändern von Oberflächen und deren Eigenschaften. Die Werkstückoberfläche wird modifiziert und erhält neue, z. B. mechanische, optische, elektrische und chemische Eigenschaften.


In diesem Buch werden die wesentlichen Strukturierungsverfahren der Beschichtung und Methoden zur gezielten Modifizierung von Oberflächen behandelt. Die Umwandlung der Randzone der Oberfläche des Werkstückes in haftfeste Reaktionsschichten, z. B. beim Phosphatieren, Brünieren, Eloxieren und Metallfärben ist ebenfalls Inhalt des Buches.


Zur Beurteilung und Bewertung der Ergebnisse einzelner Verfahrensstufen dienen die Methoden der Prüfung von Schicht- und Oberflächeneigenschaften. Eine Darstellung von Verfahren der Beschichtungs- und Oberflächentechnik schließt immer auch Fragen zur Arbeitssicherheit, des Gesundheits- und Umweltschutzes sowie des Recycling ein.


Das Buch eignet sich sowohl für Studierende und Dozenten des Maschinenbaus, der Oberflächen- und Fertigungstechnik, der Mechatronik, Informationssystemtechnik und des Wirtschaftsingenieurwesens als auch für Praktiker in Form von Oberflächentechnikern, Werkstofftechnikern, Mechatronikern, Bauelementetechnikern, Kunststofftechnikern und Umwelttechnikern.


Eine Zusammenfassung der verwendeten Abkürzungen kann unter https://www.hanser-fachbuch.de/9783446464551 heruntergeladen werden. Zusätzliche Übungsfragen als Multiple-Choice-Test mit Lösungen und Video-Clips fi nden Sie auf der Webseite der Autoren www.hs-mittweida.de/bandotec.

Autoren/Hrsg.

Hofmann, Hansgeorg

Spindler, Jürgen

Fachgebiete

• Technische Wissenschaften Verfahrenstechnik | Chemieingenieurwesen | Biotechnologie Technologie der Oberflächenbeschichtung
• Naturwissenschaften Physik Thermodynamik Oberflächen- und Grenzflächenphysik, Dünne Schichten

Inhaltsverzeichnis

1;Vorwort;6
2;Inhaltsverzeichnis;8
3;1 Einführung;12
4;2 Aufbau und Eigenschaften oberflächennaher Werkstoffbereiche;16
4.1;2.1 Metallische Werkstoffe;17
4.2;2.2 Nichtmetallisch anorganische Werkstoffe;21
4.3;2.3 Nichtmetallisch organische Werkstoffe;24
4.4;2.4 Vorgänge an Grenzschichten;27
5;3 Vor-, Zwischen- und Nachbehandlung;31
5.1;3.1 Reinigen und Entfetten;36
5.2;3.2 Verändern der Topographie;40
5.2.1;3.2.1 Mechanische Verfahren;40
5.2.1.1;3.2.1.1 Schleifen, Bürsten und Polieren;41
5.2.1.2;3.2.1.2 Oberflächenbehandlung durch Strahlmittel;46
5.2.2;3.2.2 Chemisch-physikalische Verfahren;47
5.2.2.1;3.2.2.1 Beizen;47
5.2.2.2;3.2.2.2 Elektropolieren;51
5.2.2.3;3.2.2.3 Substrattypische Oberflächenvorbehandlung;53
5.3;3.3 Spülen;55
6;4 Abscheidung von Metallschichten;60
6.1;4.1 Beschichten durch ECD;64
6.1.1;4.1.1 Einleitung;64
6.1.2;4.1.2 Grundlagen der ECD-Technik mit Außenstrom;66
6.1.3;4.1.3 Grundlagen der außenstromlosen Metallabscheidung;95
6.2;4.2 Abscheidung aus der Gasphase;108
6.3;4.3 Schmelztauchschichten;115
6.3.1;4.3.1 Feuerverzinken;115
6.3.2;4.3.2 Feuerverzinnen;123
6.3.3;4.3.3 Feueraluminieren;124
6.4;4.4 Metallspritzen;125
6.4.1;4.4.1 Flammspritzen;127
6.4.2;4.4.2 Lichtbogenspritzen;128
6.4.3;4.4.3 Plasmaspritzen;128
6.4.4;4.4.4 Auftragschweißen und Auftraglöten;130
6.5;4.5 Plattieren;130
6.5.1;4.5.1 Walzplattieren;131
6.5.2;4.5.2 Sprengplattieren;131
6.6;4.6 Chemisch-thermische Verfahren;133
6.6.1;4.6.1 Aluminieren;133
6.6.2;4.6.2 Inchromieren;133
6.6.3;4.6.3 Sherardisieren;134
6.7;4.7 Zink-Lamellenabscheidung;134
7;5 Abscheidung nichtmetallischer Schichten;139
7.1;5.1 Nichtmetallische organische Schichten;139
7.1.1;5.1.1 Bindemittel für Lacke;140
7.1.1.1;5.1.1.1 Polykondensate;140
7.1.1.2;5.1.1.2 Polyaddukte;147
7.1.1.3;5.1.1.3 Polymerisate und Copolymerisate;149
7.1.2;5.1.2 Weitere Lackkomponenten;151
7.1.2.1;5.1.2.1 Lösungsmittel;151
7.1.3;5.1.2.3 Pigmente;159
7.1.4;5.1.2.2 Additive;158
7.1.5;5.1.3 Vorgang der Filmbildung;162
7.1.6;5.1.4 Verfahren zur Herstellung organischer Beschichtungen;166
7.1.6.1;5.1.4.1 Nasslackieren;166
7.1.7;5.1.4.2 Pulverlackieren;173
7.1.8;5.1.5 Entlacken;176
7.2;5.2 Nichtmetallische anorganische Schichten;177
7.2.1;5.2.1 Emaillieren;177
7.2.2;5.2.2 Abscheidung nichtmetallischer anorganischer Schichten aus der Gasphase;182
8;6 Verfahren zur Herstellung von Konversionsschichten;188
8.1;6.1 Phosphatieren;189
8.2;6.2 Chromatieren;194
8.3;6.3 Brünieren;195
8.4;6.4 Metallfärben;197
8.5;6.5 Elektrolytische Oxidation von Aluminium;198
8.5.1;6.5.1 Schichtbildung;200
8.5.2;6.5.2 Eloxier-Verfahren;203
8.5.3;6.5.3 Färben von Eloxalschichten;206
9;7 Strukturierte Oberflächen;211
9.1;7.1 Verfahrensprinzipien;211
9.2;7.2 Strukturübertragung;213
9.2.1;7.2.1 Fotovorlage;213
9.2.2;7.2.2 Fotolithografie;215
9.2.3;7.2.3 Siebdruck;221
9.2.4;7.2.4 Ätzverfahren;223
9.3;7.3 Anwendung von Strukturierungstechniken;228
9.3.1;7.3.1 Struktur- und Formteilätzen;228
9.3.2;7.3.2 Drucken von Pasten;231
9.3.3;7.3.3 LIGA-Verfahren;232
9.3.4;7.3.4 Leiterplattentechnik;235
10;8 Prüfmethoden für Schichten und Oberflächen;242
10.1;8.1 Chemische Zusammensetzung;243
10.1.1;8.1.1 Elektronen-Strahl-Mikroanalyse (ESMA);243
10.1.2;8.1.2 Atom-Absorptions-Spektroskopie (AAS);244
10.1.3;8.1.3 UV- und IR-Spektroskopie;245
10.1.4;8.1.4 Kolorimetrie;248
10.2;8.2 Korrosionsverhalten;248
10.2.1;8.2.1 Kondenswasserklimaprüfung;248
10.2.2;8.2.2 Salzsprühnebeltest;248
10.2.3;8.2.3 Bewitterungsversuche;249
10.3;8.3 Schichtdicke;249
10.3.1;8.3.1 Mikroskopisches Verfahren;250
10.3.2;8.3.2 Coulometrisches Verfahren;251
10.3.3;8.3.3 Elektromagnetische Messung;252
10.3.4;8.3.4 Beta-Rückstreuverfahren;253
10.3.5;8.3.5 Röntgenfluoreszenz-Analyse (RFA);253
10.3.6;8.3.6 Interferenzmessverfahren;254
10.3.7;8.3.7 Quarzmonitorverfahren;255
10.4;8.4 Haftung;255
10.4.1;8.4.1 Gitterschnittprüfung;256
10.4.2;8.4.2 Tiefungsprüfung nach Erichsen;257
10.4.3;8.4.3 Biegeversuch;257
10.4.4;8.4.4 Stirnabzugverfahren;257
10.4.5;8.4.5 Schälverfahren (Peel-Test);258
10.5;8.5 Porendichte;259
10.5.1;8.5.1 Ferroxyltest;260
10.5.2;8.5.2 Test mit Diacetyldioxim (Dimethylglyoxim);260
10.6;8.6 Morphologie und Topologie;261
10.7;8.7 Optisches Erscheinungsbild von Schichten;262
10.8;8.8 Benetzbarkeit;264
11;9 Aspekte des Umweltschutzes und der Arbeitssicherheit;267
11.1;9.1 Regenerierung und Entsorgung von Reinigungs- und Entfettungslösungen;267
11.1.1;9.1.1 Organische Lösungsmittel;267
11.1.2;9.1.2 Verminderung, Regenerierung und Entsorgung alkalisch wässriger Reinigungslösungen;269
11.1.3;9.1.3 Verminderung, Regenerierung und Entsorgung von wässrigen Reinigungslösungen, die Dispergiermittel enthalten;270
11.1.4;9.1.4 Regenerierung und Entsorgung von wässrigen Beiz- und Neutralisierlösungen;271
11.1.5;9.1.5 Regenerierung von Spülwässern;271
11.1.5.1;9.1.5.1 Ionenaustauschkreislaufverfahren;272
11.1.5.2;9.1.5.2 Kreislaufverfahren mit Verdampfung;272
11.1.5.3;9.1.5.3 Umkehrosmose im Kreislaufverfahren;273
11.1.5.4;9.1.5.4 Kaskadenspülverfahren;273
11.1.6;9.1.6 Metallrückgewinnung aus wässrigen Lösungen;274
11.2;9.2 Entgiftung von Abwässern;274
11.2.1;9.2.1 Cyanidentgiftung;274
11.2.2;9.2.2 Chromatentgiftung;275
11.3;9.3 Organische Beschichtung und Umweltschutz;275
11.4;9.4 Arbeitssicherheit;276
12;Übergreifende Literatur;280
13;Bildnachweis;281
14;Sachwortverzeichnis;282

Über Autor(innen)

Hofmann, Hansgeorg
Prof. Dr. rer. nat. Hansgeorg Hofmann ist an der Fakultät Maschinenbau der Hochschule Mittweida tätig.

Spindler, Jürgen
Prof. Dr.-Ing. habil. Jürgen Spindler ist an der Fakultät Maschinenbau der Hochschule Mittweida tätig.

Prof. Dr. rer. nat. Hansgeorg Hofmann und Prof. Dr.-Ing. habil. Jürgen Spindler sind beide an der Fakultät Maschinenbau der Hochschule Mittweida tätig.