Galvanik, auch bekannt als Elektroplattierung, ist ein Verfahren, bei dem eine dünne Schicht eines Metalls auf die Oberfläche eines anderen Materials aufgetragen wird. Dies geschieht durch den Einsatz von elektrischem Strom in einer elektrochemischen Zelle, die die gewünschte Metallbeschichtung auf dem Substrat abscheidet. Das Verfahren ist nach dem italienischen Wissenschaftler Luigi Galvani benannt, der im 18. Jahrhundert wichtige Entdeckungen auf dem Gebiet der Elektrochemie machte.

Der Hauptzweck der Galvanik ist es, die Eigenschaften eines Materials zu verbessern oder zu verändern, indem es mit einer dünnen Schicht eines anderen Metalls überzogen wird. Die Vorteile der Galvanik sind vielfältig und umfassen:

1. Korrosionsschutz: Metallische Beschichtungen wie Zink, Nickel oder Chrom können verwendet werden, um die Korrosionsbeständigkeit von Stahl oder Eisen zu erhöhen.
2. Verschleißfestigkeit: Eine galvanische Beschichtung kann die Verschleißfestigkeit eines Materials erhöhen, indem sie die Härte oder Reibungsbeständigkeit verbessert. Zum Beispiel kann eine Chrombeschichtung auf Stahl die Lebensdauer von Maschinenteilen verlängern.
3. Ästhetik und Dekoration: Durch das Auftragen einer dünnen Schicht aus Gold, Silber oder anderen Metallen auf Schmuck, Besteck oder andere Gegenstände kann die optische Erscheinung verbessert oder verändert werden.
4. Elektrische Leitfähigkeit: Eine galvanische Beschichtung aus Kupfer oder anderen elektrisch leitfähigen Metallen kann die elektrische Leitfähigkeit von Materialien verbessern, die ansonsten isolierend sind, wie zum Beispiel Kunststoffe.

Der Galvanikprozess besteht aus mehreren Schritten:

1. Vorbehandlung: Die Oberfläche des zu beschichtenden Materials wird gereinigt und vorbereitet, um sicherzustellen, dass sie frei von Verunreinigungen ist, die die Haftung der Metallschicht beeinträchtigen könnten.
2. Elektrolytlösung: Die Elektrolytlösung enthält Ionen des zu beschichtenden Metalls, die in Wasser gelöst sind. Die Konzentration der Metallionen und die chemische Zusammensetzung der Lösung beeinflussen die Qualität der Beschichtung.
3. Elektroden: Das zu beschichtende Material fungiert als Kathode (negative Elektrode), während die Anode (positive Elektrode) normalerweise aus dem Metall besteht, das abgeschieden werden soll. In manchen Fällen kann auch eine inerte Anode, wie zum Beispiel aus Platin oder Titan, verwendet werden, und das Metall wird ausschließlich aus der Elektrolytlösung abgeschieden.
4. Elektrochemischer Prozess: Ein elektrischer Strom wird durch die Elektrolytlösung geleitet, wodurch die Metallionen in der Lösung reduziert und auf der Oberfläche des zu beschichtenden Materials abgeschieden werden. Gleichzeitig findet an der Anode eine Oxidation statt, bei der Metallionen in die Lösung freigesetzt werden, um den Verbrauch der Metallionen auszugleichen.
5. Kontrolle der Prozessparameter: Die Qualität der Metallbeschichtung hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie zum Beispiel der Stromdichte, der Temperatur der Elektrolytlösung, der Konzentration der Metallionen und der Zeit, die das Substrat im Elektrolytbad verbringt. Durch eine sorgfältige Kontrolle dieser Parameter kann die Dicke, Haftung und Qualität der Beschichtung gesteuert werden.
6. Nachbehandlung: Nach dem Galvanisierungsprozess wird das beschichtete Material häufig gewaschen und getrocknet, um überschüssige Elektrolytlösung zu entfernen. In einigen Fällen kann auch eine zusätzliche Wärmebehandlung oder Passivierung erforderlich sein, um die Eigenschaften der Beschichtung weiter zu verbessern.

Die Galvanik findet in zahlreichen Industriezweigen Anwendung, wie zum Beispiel in der Automobilindustrie, der Elektronik, der Luft- und Raumfahrt, der Schmuckherstellung und der Medizintechnik. Trotz ihrer vielfältigen Vorteile gibt es auch Umweltaspekte, die bei der Galvanik berücksichtigt werden müssen. Die Verwendung von toxischen Chemikalien, wie zum Beispiel Chrom(VI)-Verbindungen, kann bei unsachgemäßer Entsorgung oder Handhabung Umwelt- und Gesundheitsrisiken darstellen. Infolgedessen wurden in den letzten Jahren verstärkt umweltfreundlichere Alternativen entwickelt und eingesetzt.