Elektronenabscheidung

Elektronenabscheidung, häufig auch elektrochemische Abscheidung genannt, ist der Prozess, bei dem Material aus einer Elektrolytlösung auf eine Festkörperoberfläche abgeschieden wird, indem Elektronen auf geladene Ionen übertragen werden. Typisch erfolgt dies in einer elektrolytischen Zelle, bei der die zu beschichtende Fläche als Kathode wirkt und Metallionen in der Lösung durch Reduktion zu metallischem Material an der Oberfläche niedergelegt werden.

Der grundlegende Reaktionspfad ist Mn+ + ne- → M(s) an der Kathode. Der Gegenelektrode kann aus demselben Metall bestehen (Auflösung des Anodenmaterials, um das Bath-Mleich zu erhalten) oder inert sein, so dass das Metall durch Zufuhr aus der Lösung nachgeliefert wird. Der Prozess ist von vielen Parametern abhängig, darunter Temperatur, pH-Wert, Ionenkonzentration, Stromdichte, Mischgeschwindigkeit und die Zusammensetzung des Bades. Neben der eigentlichen Abscheidung kann es zu Nebenreaktionen wie der Wasserstoffentwicklung kommen, die Porosität, innere Spannungen oder ungleichmäßige Schichten verursachen kann.

Typen der Elektronenabscheidung umfassen die kontinuierliche oder pulsförmige, galvanische Abscheidung sowie spezialisierte Verfahren mit Additiven, die Glanz, Härte oder Gleichmäßigkeit beeinflussen. Additive wie Brightener, Activate- oder Suppressorschemata stabilisieren Membran- oder Schichtstrukturen und ermöglichen feine, gleichmäßige Oberflächen.

Anwendungen reichen von dekorativer Vergoldung, Zink- oder Nickelbeschichtungen zum Korrosionsschutz bis zu funktionalen Schichten in der Elektronik und Mikroelektronik, zum Beispiel Kupfer- oder Goldschichten. Vorteile sind verbesserter Oberflächenschutz und gesteigerte Reib- oder Leitfähigkeit; Herausforderungen umfassen Umwelt- und Energieaspekte, Abfallentsorgung, Maßhaltigkeit und das Vermeiden von Defekten durch Nebenreaktionen.