Eisenelektrolyte werden in der Galvanotechnik zur Beschichtung von Metalloberflächen mit Eisen eingesetzt, umgangssprachlich „Verstahlen“ oder Verstählung genannt.

Der Elektrolyt besteht aus einer wässrigen Lösung gut wasserlöslicher Eisen(II)-Salze. Die zu beschichtende Metalloberfläche wird als Kathode geschaltet. Die Anoden bestehen aus Reinst-Eisen (99,99 %), so genannten Armcoeisen-Anoden. Die gelösten Fe2+-Ionen wandern zur Kathode, werden dort zu elementarem Eisen reduziert und bilden eine dünne Eisenschicht auf der Metalloberfläche.

Im Gegensatz zu anderen galvanischen Elektrolyten werden Eisenelektrolyte nur in wenigen Spezialgebieten eingesetzt, beispielsweise

Wirkungsweise der Bestandteile

Eisenelektrolyte haben einen relativ einfachen Aufbau. Bereits im Jahre 1887 untersuchte A. Watt die Abscheidung von Eisen aus Lösungen einer großen Anzahl von Eisensalzen und schloss fälschlicherweise, dass nur Sulfatbäder praktisch einsetzbar waren. Als Eisenquelle verwendet man heute zum Beispiel Eisen(II)-sulfat, Eisen(II)-chlorid oder Eisen(II)-tetrafluoroborat. Durch organische Zusätze, wie Glycerin, Dextrin und Zucker lassen sich poröse Schichten herstellen, die wegen ihrer guten Notlaufeigenschaften zur Aufbereitung von Maschinenteilen geeignet sind (Poren als Schmiermittelhalt). Hohe Konzentrationen von Halogenen im Elektrolyten erhöhen die Anodenlöslichkeit. Zusätze von Aluminiumsulfat erhöhen die Härte der Niederschläge. Ammonium- und Manganionen verursachen eine Kornverfeinerung der Schicht. Der Zusatz von AlCl3, BeCl2 oder CrCl2 in niedriger Konzentration soll die Schicht weicher und dehnbarer machen. Die Anwesenheit von AlCl3 soll auch die Stabilität der Schicht erhöhen. Leitsalze wie Kalium- oder Natriumchlorid können die Leitfähigkeit weiter erhöhen. Hydrazin dient als anodischer Depolarisator und verhindert die Bildung von Sauerstoff an der Anode.

Grundbestandteile Badparameter
Eisenquelle Leitsalz pH-Wert Temperatur Stromdichte
Eisen(II)-chlorid (200…600 g/l) Mangan(II)-chlorid (4…60 g/l) 1,5…2 65…95 °C 3…20 A/dm²
Eisen(II)-sulfat (250…400 g/l)


Eisen(II)-fluoroborat (40…80 g/l)

 Ammoniumchlorid (20…60 g/l) 3…4 40…70 °C 3…6 A/dm²
Eisen(II)-fluoroborat (200…300 g/l) Natriumchlorid (8…20 g/l) 2…4 40…70 °C 3…6 A/dm²

Fehlertabelle für Eisen-Elektrolyte

Sichtbare Fehler Mögliche Ursache Abhilfe
Niederschläge blättern ab mangelnde Entfettung;
hohe Eigenspannung		 sorgfältig Entfetten und Dekapieren
brüchige Niederschläge pH-Wert zu niedrig;
Temperatur zu niedrig		 auf pH 3 erhöhen;
Temperatur erhöhen
spröde Niederschläge Eisen(III)-Ionen im Elektrolyten;
organische Verunreinigung;
Fremdmetalle		 ansäuern und chemisch reine Eisenplatte zur Reduktion einhängen
Aktiv-Kohlebehandlung; Selektivreinigung
warzige Niederschläge;
Elektrolyt wird trübe		 Eisen(III)-Ionen im Elektrolyten ansäuern und chemisch reine Eisenplatte zur Reduktion einhängen
raue Niederschläge Schlamm auf den Anoden filtrieren;
Anodensäcke verwenden
wasserstoffhaltige Niederschläge pH-Wert zu niedrig auf pH 2,9…3,2 abstumpfen
Stromausbeute zu niedrig pH-Wert zu niedrig auf pH 2,9…3,2 abstumpfen
knospige Niederschläge Stromdichte zu hoch Stromdichte senken, Stromblenden verwenden; Warenbewegung

Einzelnachweise

  1. 1 2 3 Wilhelm Pfanhauser: Die elektrolytischen Metallniederschläge Lehrbuch der Galvanotechnik mit Berücksichtigung der Behandlung der Metalle vor und nach dem Elektroplattieren. Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-662-29050-7, S. 536 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  2. 1 2 3 4 5 6 Mordechay Schlesinger, Milan Paunovic: Modern Electroplating. John Wiley & Sons, 2011, ISBN 1-118-06314-7, S. 310 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  3. ↑ A. Watt, Electrician, 20, 6 (1887–1888).
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