Nach dieser Lektion können Sie den Begriff Galvanotechnik definieren. Sie können beschreiben, wo die Galvanotechnik in der Produktionskette angesiedelt ist und warum galvanische Schichten abgeschieden werden. Sie lernen, welche Werkstücke galvanisiert werden können. Darüber hinaus werden Sie die Begriffe Elektrolyse und Elektrochemie charakterisieren und Leiter 1. Klasse von Leiter 2. Klasse unterscheiden können.
Galvanotechnik ist die elektrochemische Abscheidung von metallischen Überzügen auf Gegenständen.
Im engsten Sinne ist die Galvanotechnik in der Oberflächentechnik zu verorten. Die Oberflächentechnik ist wiederum Teil der Fertigungstechnik, welche letztlich dem großen Bereich der Produktionstechnik angehört. Der Mensch muss zur Befriedigung seiner Bedürfnisse, ja schon zu seinem bloßen Überleben, materielle Produkte herstellen, d. h. produzieren. Heute ist die Produktion sehr vielfältig und läuft unter Arbeitsteilung in unterschiedlichen Unternehmen ab.
Galvanische Schichten werden abgeschieden, um Werkstücken (Bauteilen) aus einem Metall oder auch aus einem Nichtmetall ganz bestimmte metallische Eigenschaften zu verleihen, die sie selbst nicht besitzen. Diese Eigenschaften sollen die Gebrauchsfunktionen der galvanisierten Bauteile erfüllen und/oder die Lebensdauer verlängern.
Der zu beschichtende Gegenstand muss demnach nicht zwangsläufig ein Metall, sondern muss lediglich leitend sein bzw. leitend gemacht werden. So können auch Kunststoffe, Steine und andere Gegenstände galvanisiert werden, wenn man sie mit speziellen Verfahren leitend macht. Zum Beispiel, in dem man sie mit einem Strom leitenden Lack (bspw. Grafit, Kupfer oder Silber) überzieht. Vorwiegend werden aber Metalle mit anderen Metallen beschichtet.
Unter Galvanotechnik versteht man zwar primär die Beschichtung von Gegenständen, jedoch gibt es mit der Galvanoplastik und der Galvanoformung weitere Anwendungsgebiete dieser Technologie.
Es gibt viele Gründe, ein Metall mit einem oder mehreren anderen Metallen zu beschichten. Modeschmuck ist deshalb bezahlbar, weil er aus günstigen Materialien hergestellt wird, die anschließend versilbert oder vergoldet werden. Goldene Verzierungen an Geschirr und Besteck lassen selbst Gebrauchsgegenstände edler erscheinen. Im Bereich Korrosionsschutz spielt die Beschichtung eine sehr wichtige Rolle und verhindert z. B. dass Stahl rostet. Metallische Schichten dienen auch oft dem Verschleißschutz, etwa die Hartverchromung, oder helfen, Metalle miteinander zu verbinden, wie etwa bei der Verzinnung.
Elektrochemie ist die Wissenschaft von den Phasenübergängen zwischen Leitern erster Klasse und Leitern zweiter Klasse sowie von den Phasenübergängen zwischen Leitern zweiter Klasse (Elektrolyten). Außerdem beschäftigt sie sich mit dem Aufbau von und den Vorgängen in Elektrolyten. Sie ist eine Basis der Galvanotechnik und anderer Produktionszweige.
Mit anderen Worten: Die Elektrochemie untersucht die Beziehungen zwischen den chemischen Umwandlungen und der Energie jener Reaktionen, an denen eine dem System von außen zugeführte oder aus dem System abgeführte elektrische Energie beteiligt ist. Eine elektrochemische Reaktion ist eine Reaktion, an der explizit Elektronen beteiligt sind, die sich in Leitern 1. Klasse befinden; während sich die reagierenden Teilchen in der Regel im Leiter 2. Klasse, dem Elektrolyten befinden. Damit ist immer ein Ladungsdurchgang durch die Phasengrenze zwischen dem Leiter 1. Klasse (Elektrode) und dem Leiter 2. Klasse (Elektrolyt) verbunden.
Ein Leiter 1. Klasse ist ein Elektronenleiter (Metall, Grafit, Halbleiter).
Ein Leiter 2. Klasse ist ein Ionenleiter (wässrige oder organische Elektrolyte, Salz-Schmelzen, „ionische Flüssigkeiten“).
Elektrolyse ist der zentrale Vorgang einer galvanischen Abscheidung. Es bedeutet so viel wie „Zersetzung durch elektrischen Strom“. Bei der Elektrolyse wird elektrische Energie in chemische Energie umgewandelt. Vom Grundprinzip her ist es somit das Gegenteil einer klassischen Batterie, wo chemische in elektrische Energie umgewandelt wird. Auf den Verfahrensaufbau wird in der Sektion „Wie man galvanisiert“ genauer eingegangen.