Elektrochemisches Polieren. Lexikon Pharmatechnologie - prozesstechnik online

Lexikon Pharmatechnologie

Elektrochemisches Polieren

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Auch: Anodisches Polieren, Elektrolytisches Polieren, Galvanisches Polieren.

Das elektrochemische Polieren ist ein spezieller Vorgang der Elektrolyse.

Nach dem Prinzip der elektrochemischen Zelle wird von der Oberfläche elektrolytisch eine dünne Metallschicht belastungsfrei (durch elektrischen Ladungsaustausch) abgetragen, indem das Werkstück in einem Gleichstromkreis als Anode geschaltet wird und durch den Stromfluss von der Anode durch einen geeigneten Elektrolyten zur gegenüberliegenden Kathode (Werkzeug) Metallatome von der Oberfläche des Bauteils durch elektrische Oxidation kontrolliert in Lösung gehen. Die Stromdichte (Stromfluss) ist an (mikro-)erhabenen Stellen der Oberfläche größer als in den Vertiefungen. Dementsprechend wird lokal mehr oder weniger Material abgetragen (selektive Abtragung) und es kommt während des zeitlichen Metallabtrags zu einer Mikroglättung der Oberfläche.

Die im Elektrolyten bzw. an Anode und Kathode ablaufenden elektrochemischen Prozesse sind:

  • Dissoziationen:

    H2O → H+ + OH

    H2SO4 → 2 H+ + SO4 2-

    H3PO4 → 3 H+ + PO4 3-

    Anionen (-) wandern im elektrischen Feld zur Anode, Kationen (+) zur Kathode.

  • Wasserzerlegung nach dem Prinzip des Hofmannschen Apparates (Gasentwicklung):

    Kathode (Reduktionsvorgang)

    H+ + e → H ↑

    4 H3O+ + 4 e → 2 H2↑ + 4 H2O

    Anode (Oxidationsvorgang)

    6 H2O – 4 H3O+ + O2 ↑ + 4 e

  • Metallauflösung an der Anode durch elektrisch verursachte Oxidation:

    Anode:

    Fe → Fe2+ + 2 e bzw. Fe3+ + 3 e

    Cr → Cr3+ + 3 e

    6 H2O → 4 H3O+ + O2 ↑ + 4 e

    Kathode:

    4 H3O+ + 4 e → 4 H2O + 2 H2

    Fe2+ + 2 e → Fe

    Im Elektrolyt:

    Fe2+ + SO4 2- → FeSO4

Da in der Technik neben dem technischen Verfahren des elektrochemischen Polierens auch das mechanische Polieren als Feinform des mechanischen Schleifens bekannt ist (z. B. Honen, Läppen, Extrudhonen etc.), ist es von Bedeutung, bei einer Arbeitsbeschreibung bzw. in einer Arbeitsvorschrift, die gewünschte Polierart exakt zu definieren.

Der Begriff „elektrochemisch poliert” ist in der Regel als Verfahrensbeschreibung nicht ausreichend und muss durch entsprechende Verfahrensparameter, wie Stromdaten (Stromdichte), Expositionszeit (Exposition), Abtragsrate, bzw. Menge des abgetragenen Materials (Materialschicht), elektrochemisches Äquivalent und Elektrolytdaten wie Grundsubstanzen, Dichte, Arbeitstemperatur, Metallgehalt des Elektrolyten etc., exakt definiert bzw. ergänzt werden.

© 2013 – ECV – Lexikon der Pharmatechnologie

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