Geschichte der elektrolytischen Nickelabscheidung

Die schrittweise Einführung von Borsäure zur Pufferung und von Nickelchlorid zur Verbesserung der Anodenlöslichkeit führte 1916 durch O.P. Watts zu einer Elektrolytformulierung, die auch heute noch in ihren Grundzügen verwendet wird und als Watts- Elektrolyt bekannt ist. Neuzeitliche Hochleistungselektrolyte unterscheiden sich von dieser ursprünglichen Zusammensetzung dadurch, dass die Konzentrationen der Bestandteile etwas höher liegen und zusätzliche einebnend wirkende organische Verbindungen hinzugegeben werden, um höhere Stromdichten, einen besseren Wirkungsgrad und glattere Niederschläge zu erreichen.

Grundlagen der Nickelabscheidung

Nickelionen sind im Elektrolyt in hydratisierter Form enthalten, d.h. von einer Hülle aus Wassermolekülen umgeben. Hierauf beruht auch die grüne Farbe des Elektrolyten. Sowohl Nickelsulfat, als auch Nickelchlorid sind in Wasser gut löslich, wodurch recht hohe Ionenkonzentrationen und damit hohe Stromdichten und Wirkungsgrade sowie bedingt durch die hohe Leitfähigkeit des Elektrolyten, auch eine gute Streufähigkeit erreichbar sind. Die Abscheidung des Nickels erfolgt bei Anlegen einer äußeren Stromquelle an der Kathode nach den üblichen Gesetzen der elektrolytischen Metallabscheidung. Alle Beschichtungsparameter, wie z.B. Elektrolytkonzentrationen, Temperatur, Stromdichte, pH-Wert beeinflussen die ablaufenden Vorgänge an der Kathode sowie an der Anode.

Verteilung galvanischer (Nickel-) Schichten auf der Kathode

Galvanische Schichten sind auf der Oberfläche der Kathode (Werkstück) nicht gleichmäßig verteilt, da die Abscheidungsgeschwindigkeit von der Stromliniendichte abhängig ist. Die Unterschiede in der Schichtdickenverteilung sind umso ausgeprägter, je stärker ein Gegenstand profiliert ist. Auch Ränder werden bevorzugt beschichtet, während umgekehrt in Hohlräumen keine Abscheidung mehr stattfindet.