Ferromagnetismus

Chemische Vernickelungsbeschichtungen NIPLATE® können je nach Zusammensetzung der Nickel-Phosphor-Legierung und eventuellen Wärmebehandlungen nach der Abscheidung unterschiedliche magnetische Eigenschaften aufweisen. Dieser Aspekt ist bei Anwendungen sorgfältig zu berücksichtigen, bei denen das magnetische Verhalten des beschichteten Bauteils eine funktionale Anforderung oder eine konstruktive Randbedingung darstellt.

Einfluss der Zusammensetzung der Ni–P-Legierung

Die durch chemische Vernickelung abgeschiedene Nickel-Phosphor-Legierung kann – abhängig vom Phosphoranteil in der Schicht – eine amorphe oder mikrokristalline Struktur annehmen. Die daraus resultierende atomare Struktur ist der Hauptfaktor, der das magnetische Verhalten der Beschichtung bestimmt.

Im Allgemeinen:

• Legierungen mit mittlerem Phosphorgehalt weisen eine überwiegend mikrokristalline Struktur auf;
• Legierungen mit hohem Phosphorgehalt weisen im as-deposit-Zustand eine überwiegend amorphe Struktur auf.

Dieser strukturelle Unterschied wirkt sich unmittelbar auf das Vorhandensein oder Fehlen von Ferromagnetismus aus.

Magnetisches Verhalten der wichtigsten Beschichtungen NIPLATE®

NIPLATE® 600, gekennzeichnet durch einen mittleren Phosphorgehalt (ca. 7 %), weist eine mikrokristalline Struktur auf und ist unter allen Bedingungen ferromagnetisch, unabhängig davon, ob nach der Abscheidung Wärmebehandlungen durchgeführt werden.

NIPLATE® 500, gekennzeichnet durch einen hohen Phosphorgehalt (ca. 11 %), weist hingegen im Ausgangszustand eine amorphe Struktur auf und ist im as-deposit-Zustand nicht ferromagnetisch. Nach einer Härtungswärmebehandlung bei Temperaturen von 250 °C oder höher entwickelt sich die Legierungsstruktur jedoch teilweise in Richtung einer mikrokristallinen Konfiguration, wodurch die Beschichtung ferromagnetisch wird.

Anwendungsbezogene Implikationen

Das magnetische Verhalten chemischer Vernickelungsbeschichtungen ist in der Konstruktionsphase für Bauteile zu berücksichtigen, die für folgende Anwendungen vorgesehen sind:

• elektromechanische Anwendungen;
• Sensoren und magnetische Geräte;
• Umgebungen, in denen das Fehlen magnetischer Interferenzen erforderlich ist;
• Bauteile, die variablen Magnetfeldern ausgesetzt sind.

In diesen Fällen können die Auswahl der Beschichtung und die Festlegung der Wärmebehandlungen nach der Vernickelung nicht unabhängig voneinander betrachtet werden, sondern müssen gemeinsam in Abhängigkeit von der finalen magnetischen Anforderung des Bauteils bewertet werden.

Eine klare Spezifikation der Behandlung ermöglicht es, unerwünschte Änderungen des magnetischen Verhaltens während der Nutzungsdauer des Bauteils zu vermeiden und die Einhaltung der geforderten Leistung sicherzustellen.