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Wegen des Normalpotentials des Aluminium (-1,64 V gegen Normalwasserstoffelektrode) ist eine galvanische Abscheidung aus wässrigen Medien nicht möglich. Es gibt aber folgende Abscheidemöglichkeiten:

• Alumiumsalze in organischen Lösungsmitteln
• Schmelzflusselektrolyse von Aluminiumkomplexen (hier kann auch die Abscheidung aus ionischen Flüssigkeiten zuzählen)
• Aluminiumorganische Komplexelektrolyte in organischen Lösungsmitteln

Aluminiumelektrolyte sind bis heute die einzig kommerziell genutzten Elektrolyte, die in aprotischen Medien auf Basis von Metallorganoverbindungen funktionieren. Versuche andere unedle Metalle aus Metall-organoverbindungen galvanisch abzuscheiden sind nur teilweise erfolgreich (Dissertation Karthaus Karlsruhe).

Maßgeblich für die galvanische Aluminiumabscheidung auf Basis von aluminiumorganischen Verbindungen waren die Arbeiten von Prof.Karl Ziegler und H. Lehmkuhl 1954 in Mülheim an der Ruhr. Dieses Verfahren wurde von der Fma. Siemens AG 1973 patentrechtlich als Sigal®-Verfahren gesichert.

Aktiv auf dem Gebiet galvanischen Aluminiumabscheidung auf Basis von aluminiumorganischen Verbindungen sind z. B. die Firmen Messerschmidt Bölkow Blom GmbH MBB, Rasant Alcotec und Aluminal Oberflächentechnik GmbH. Durch dieses Verfahren werden Überhitzungen kaltverfestigter Bereiche, wie sie bei PVD-Verfahren oder Beschichtungen mit Keramik-Aluminium-Einbrennlacken vorkommen können, vermieden. Da in nichtwässrigen Medien gearbeitet wird, wurde keine Wasserstoffversprödung beobachtet. Nachteilig ist jedoch die geringe Streufähigkeit dieser Aluminiumelektrolyten, die bei komplex geformten Werkstücken zu ungenügenden Beschichtungen führen kann. Die aus dem Elektrolyt abgeschiedenen Schichten sind vergleichbar mit galvanischen Cadmiumschichten. Die Grundmaterialien werden durch Abbau der Aluminiumschicht geschützt (Chlorid-Ionen sind aber offenbar zum Aufheben der Passivierung des Aluminiums notwendig. Die Korrosionsbeständigkeit wird aber auch durch den Grundwerkstoff bestimmt. Eine Eloxierung genügend dicker Aluminiumschichten ist möglich.

Aussicht

Um den katodischen Schutz zu verbessern, wird ein Elektrolyt auf Basis Zinkdiethyl/Aluminiumtriethyl/Natriumfluorid in Toluol vorgeschlagen (Patentanmeldung). Nachteilig ist die bisher geringe Lebensdauer des Elektrolyten.

Zusammensetzung von Aluminiumelektrolyten

Das Arbeiten unter Schutzgas ist wegen der Hydrolyse- und Oxidationsempfindlichkeit erforderlich.

Variante 1:

• 267 g wasserfreies Aluminiumchlorid werden in 188 g Ethylpyridiniumchlorid gelöst
• mit Toluol das Gemisch auf 1 l auffüllen
• T = 20 - 30 ?C
• Wirkungsgrad: 85 %
• I/A = 1 A/dm2

Variante 2:

• in 1 l Diethylether werden zuerst 300 g wasserfreies Aluminiumchlorid und dann 6 g Lithiumhydrid gelöst
• der Anodenraum wird durch ein Diaphragma abgetrennt
• I/A = 1 A/ dm2 (im Extremfall bis 10 A/ dm2)
• durch Verwendung von Magnesiumbromid an Stelle von Aluminiumchlorid können die entsprechenden Magnesiumschichten erzeugt werden

Variante 3:

• 30 g Aluminium wird in einen Gemisch aus 1 ml Brom, 450 ml Ethylbromid und 250 ml Benzol aufgelöst
• Wirkungsgrad: 70 %
• I/A = 0,9 A/dm2

Quellen

• G. B. Dick, Loch, R. Suchentrunk: Galvanotechnik 6 (2004) S. 1362 – 1368 [1]
• Diss. Karthaus, J.: [2]
• Dettner/Elze: Handbuch der Galvanotechnik Bd. II (Carl Hanser Verlag München 1966) S. 563 – 565
• Handbuch der Galvanotechnik (Eugen-Leuze-Verlag)

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