Variation von Prozessparametern und Erklärung der Wirkungsweise unterschiedlicher elektrochemischer Reinigungsschritte bei Metallen

Metallbänder, bzw. –bleche, die für die für Auto- oder Dosenblechherstellung eingesetzt werden, müssen vor ihrem Einsatz beschichtet werden, um beispielsweise eine längere Korrosionsbeständigkeit zu gewährleisten. Dabei hängt die Qualität der Beschichtung von der Oberflächenreinheit des Metallbandes ab.

Die Reinigung von Blechen und Metallbändern erfolgt in mehreren Teilschritten. Neben Wasser werden Reinigungslösungen eingesetzt, die hauptanteilig aus einer alkalischen Basis (NaOH oder KOH) und nicht-ionischen Tensid-Additiven besteht. Einerseits werden mithilfe der Lauge organische Ölreste auf der Metalloberfläche verseift, andererseits lösen die Tenside die mineralischen Verunreinigungen. Dies geschieht bereits im ersten groben Reinigungsschritt, wobei die Reinigungslösung auf die Oberfläche aufgesprüht und vorhandene Verunreinigungen mittels Bürsten mechanisch abgetragen werden. Mögliche Restverunreinigungen, die sich in den Rillen und Riefen der rauen Oberfläche festgesetzt haben, werden anschließend nach dem gleichen Reinigungsprinzip im Tauchbad erneut gereinigt. Darauffolgend wird eine elektrolytische Feinreinigung erwirkt, die nach dem Prinzip der Wasser-Elektrolyse funktioniert. Durch die anodische und kathodische Polarisierung des Metallbandes entsteht an der Metallbandoberfläche Wasserstoff (Kathode) und Sauerstoff (Anode). Diese Gasausdehnung innerhalb der rauen Unebenheiten bewirkt ein Ablösen kleinster Partikel, die wiederum durch ein abschließendes Abbürsten der Metalloberfläche abtransportiert werden.

In der anzufertigen Arbeit soll die elektrolytische Feinreinigung näher betrachtet werden. Dabei sollen geeignete Parameter zur Reinigung eines Metallbands von Ölauflagen und Metallpartikeln ermittelt werden. Weiterhin sind die Parameter miteinander zu vergleichen und so zu bewerten, dass die effektivsten Reinigungsparameter identifiziert werden. In Zusammenarbeit mit dem Großanlagenbauer SMS Siemag sollen praktische Versuche durchgeführt werden, um die Aufgabenstellung zu bewältigen.

Für die durchzuführenden Versuche sollte eine Variation der nachfolgenden Parameter in Betracht gezogen werden:

• Temperatur
• Leitfähigkeit der Reinigungslösung
• Stromdichte
• Verweilzeit
• Elektrodenabstand
• Frequenz

Weitere Informationen

Unternehmen

Helmholtz Gemeinschaft

Bereich/Abteilung

Forschungszentrum Jülich GmbH

Abschlussart

Masterarbeit / Diplomarbeit

Branche

Chemie und Pharmazie

Schlagwörter

Reinigung Oberflächenreinheit Beschichtung Korrosion

Anforderungen

• Hochschulstudium im Bereich Chemie (vorzugsweise mit Schwerpunkt Elektroche-mie), Physik oder Chemieingenieurwesen
• Fähigkeit zur kooperativen Teamarbeit
• Strukturierte, selbständige und systematische Arbeitsweise
• Gute Deutsch- und Englischkenntnisse

Zusatzinformationen

Institut für Energieforschung – Elektrochemische Verfahrenstechnik