Andreas Winter verteidigte seine Masterarbeit an der TU Ilmenau im Rahmen des vom BMBF geförderten Projekts DigiChrom. Darin untersuchte er umfassend die Bildung und Umlagerung von Chrom(III)-Komplexen in handelsüblichen Elektrolyten. Mithilfe von In-situ-Mikrogravimetrie und potentiometrischer Titration bestimmte er Abscheideraten sowie Stromausbeuten verschiedener Alterszustände. Anschließend validierte er die experimentellen Befunde durch ein mathematisches Modell, das thermodynamische und kinetische Parameter integriert. Die Ergebnisse liefern wichtige Erkenntnisse für industrielle Galvanikprozesse und effizienter Prozessoptimierung.
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Andreas Winter verteidigt Masterarbeit zu Chrom(III)-Komplexbildung unter realen Bedingungen
Andreas Winter, Masterstipendiat im Studiengang Elektrochemie und Galvanotechnik an der TU Ilmenau, hat seine Projektarbeit erfolgreich verteidigt. Die Untersuchung ist Teil des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Forschungsvorhabens DigiChrom. In diesem Verbundprojekt analysiert das Fachgebiet ECG Prozess-Struktur-Eigenschafts-Beziehungen gemeinsam mit Industriepartnern die galvanische Chromabscheidung. Ziel der Studie war die detaillierte Erforschung von Komplexbildungsprozessen und Umlagerungsmechanismen in kommerziellen Chrom(III)-Elektrolyten unter praxisnahen Betriebsbedingungen und experimentellen Analysen bei variablen Parametern begleitet.
Mit in-situ-Mikrogravimetrie quantifiziert Abscheiderate und Stromausbeute bei altersabhängigen Badzuständen
Winter nutzte In-situ-Mikrogravimetrie zur präzisen Analyse der Abscheidegeschwindigkeit und Stromausbeute eines handelsüblichen Chrom(III)-Elektrolyten über verschiedene Alterungsphasen. Dazu wurden gezielt differente Badzustände simuliert, um Korrosionsprozesse und Alterungsmechanismen systematisch zu quantifizieren. Die Methode ermöglichte eine kontinuierliche Erfassung der Massenänderungen an der Elektrode sowie hochauflösende Daten zu Depositionsraten und Effizienz. Unter variierenden Betriebsspannungen und Temperaturen lieferte das Verfahren belastbare Informationen zum Einfluss von Alterung auf Schichtdichte und Haftung. Insgesamt ergaben die Messwerte Erkenntnisse.
Potentiometrische Titration bestimmt Chrom(III)-Komplexe im Elektrolyten bei variierendem Badzustand
Mittels potentiometrischer Titration analysierte Winter gezielt die Komplexzusammensetzung im Elektrolyten und ermittelte die Konzentrationen der einzelnen Komplexarten in Abhängigkeit vom jeweiligen Badzustand. Auf Basis dieser Daten entwickelte er ein System thermodynamischer Gleichgewichte, das die relevanten Gleichgewichtsreaktionen abbildet. Abschließend validierte er die Versuchsergebnisse durch den Abgleich mit einem selbst entwickelten Modell, das kinetische und thermodynamische Parameter kombiniert und die beobachteten Umlagerungsprozesse exakt reproduziert. Dieser Ansatz verbessert die Modelleffizienz für industrielle Prozessoptimierungen.
Neue Erkenntnisse vertiefen Thermodynamik, Kinetik von Chromkomplexen im Elektrolyten
Die im Rahmen der Studie gewonnenen Ergebnisse liefern tiefgehende Erkenntnisse über thermodynamische und kinetische Prozesse bei der Chrom(III)-Komplexbildung in galvanischen Elektrolyten. Sie ermöglichen eine fundierte Analyse von Gleichgewichtsverschiebungen und Reaktionsgeschwindigkeiten, die unmittelbar zur Verbesserung energieeffizienter Beschichtungsverfahren beiträgt. Durch die Verknüpfung hochauflösender experimenteller Analytik mit einem umfassenden Modell lassen sich Systemparameter präzise steuern, um die Schichtdichte sowie Haftfestigkeit zu optimieren und langfristig robuste, leistungsfähige Elektrolytsysteme für industrielle Anwendungen effizient nachhaltig etablieren.
Masterarbeit liefert Modell zur Steuerung industrieller Chromabscheidungsprozesse mit Effizienzgewinn
Die Masterarbeit von Andreas Winter liefert wertvolle Erkenntnisse für die industrielle Galvanotechnik, indem sie detaillierte Analysen von Abscheideprozessen und ein umfassendes Modell zur Beschreibung komplexer Abläufe kombiniert. Durch die Integration experimenteller Daten aus In-situ-Mikrogravimetrie und potentiometrischer Titration wurde eine präzise Steuerung der Schichtbildung ermöglicht. Langfristig profitieren Hersteller von Chrombeschichtungen durch optimierte Energieeffizienz, verbesserte Schichtqualität und signifikant reduzierte Prozesskosten, während ökologische Aspekte durch umweltschonendere Verfahren berücksichtigt werden und eine nachhaltige Ressourcennutzung.
