Tchimkap Nana, Ornella Audrey: Elektrochemische Abscheidung von Dispersionsschichten aus Hartsilber und Graphit

Abstract in Deutsch:

Da Silber die höchste elektrische Leitfähigkeit aller Metalle aufweist, wird das Metall immer mehr für Kontaktbeschichtung in der Industrie der Elektromobilität geschätzt. Allerdings ist Silber ein weiches Material, welches auch keine gute selbstschmierenden Eigenschaften aufweist, was zu einem schlechten Verschleißverhalten und einer beschränkten Anwendung von Silber für nachhaltige Steckverbinderkontakte führt. Um diese Begrenzung des Silbers als Kontaktoberfläche zu lösen, wurden Silberelektrolyte entwickelt, die meistens entweder eine hohe Härte oder gute Gleiteigenschaften aufweisen. In der vorliegenden Arbeit wurden Elektrolyte entwickelt und untersucht, die Schichten mit gleichzeitiger höherer Härte und besserer Abriebbeständigkeit erzielen. Die Hauptuntersuchung betraf einen cyanidhaltigen Hartsilberelektrolyt aus Silber-Antimon-Legierungen mit Graphitdispersionen in Pulver als Schmierstoff, beide aus dem Produkt-Portfolio der Umicore Galvanotechnik GmbH. Um den Einfluss von Parametern wie Antimon-Gehalt, Graphit-Gehalt, Stromdichte, Prozesstemperatur, Rührgeschwindigkeit, Zusatzstoffe und die Wärmebehandlung zu untersuchen, wurden Versuche mit verschiedenen Prozessparametern realisiert. Als Vergleich wurden weitere Versuche mit anderen Hartsilberelektrolyten durchgeführt. Es wurde hierfür ein cyanidhaltiger Silber-Bismut -Elektrolyt und ein cyanidfreier Silber-Antimon-Elektrolyt, beide mit Graphit-Dispersionen, untersucht. Bei diesen Dispersionsschicht-Untersuchungen wurden die für die Abscheidung wichtigsten Parameter bestimmt. Dafür wurden die aus diesen oben genannten Elektrolyten abgeschiedenen Schichten durch folgende Eigenschaften charakterisiert: • Schichtzusammensetzung • Gleiteigenschaften (Reibwerte) • Verschleiß Reibtiefe/Reibbreite) • Mikrohärte • Oberflächenmorphologie • Kontaktübergangswiderstandmessungen. Die abgeschiedenen Schichten zeigten verbesserte Verschleißbeständigkeit im Vergleich zu Feinsilber, Hartsilber und Silbergraphit. Diese ergaben eine gute Kombination aus der Härte des Hartsilber und der Abriebbeständigkeit von Silbergraphit. Es wurde aber auch eine Erhöhung der Kontaktübergangswiderstände festgestellt.