Titel: Elsner, über die galvanische Löthung.
Autor: Elsner, Leonhard
Fundstelle: 1850, Band 115, Nr. XXVI. (S. 130–134)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj115/ar115026

XXVI. Ueber die galvanische Löthung; von Dr. L. Elsner.

Aus den Verhandlungen des Vereins zur Beförderung des Gewerbfleißes in Preußen, 1849, S. 125.

Unter der Bezeichnung galvanische Löthung wird bekanntlich die Vereinigung zweier getrennter Metallstücke, vermittelst eines durch den galvanischen Strom niedergeschlagenen Metalles, verstanden. Schon seit einiger Zeit ist dieses Verfahren, auf nassem Wege zu löthen, in technischen Zeitschriften mehrseitig empfohlen worden; andererseits hat man dagegen eingewendet, daß eine solche Verbindung getrennter Metallstücke mittelst eines galvanisch niedergeschlagenen Metalls sowohl praktisch als theoretisch nicht stattfinden könne. Die letztere Ansicht hat vorzugsweise der Uhrmacher Hr. D. Philipp in Berlin geltend zu machen gesucht. Um über diesen für die Technik wichtigen Gegenstand ins Klare zu kommen, habe ich nachstehende Versuche angestellt, deren Resultate für die Ausführbarkeit einer Löthung auf galvanischem Wege sprechen.

Zur Ausführung der Versuche wurde ein Blasenapparat angewendet. Als erregende Flüssigkeiten dienten einerseits eine concentrirte, |131| mit Schwefelsäure angesäuerte Lösung von Kupfervitriol, die sich in dem äußeren Gefäße, und verdünnte Schwefelsäure andererseits, die sich in dem mit Blase verschlossenen inneren Gefäße befand; in die Schwefelsäure tauchte der Zinkblock, und in die Kupfervitriollösung eine mit dem Blasenboden parallel gestellte Scheibe von Kupfer; beide Metalle, wie sich von selbst versteht, durch leitende Drähte verbunden. Auf die als negative Elektrode dienende Kupferplatte wurde ein Ring von starkem Kupferblech gelegt, welcher an einer Stelle durchschnitten worden war (die Entfernung der beiden Enden des durchschnittenen Ringes mochte etwa 1/4 bis 1/6 Linie betragen). Nach Verlauf von einigen Tagen, während welcher Zeit die erregenden Flüssigkeiten mehreremale erneuert worden waren, fand sich die durchschnittene Stelle des Ringes mit regulinisch gefälltem Kupfer völlig ausgefüllt. Hr. Kupferstecher Knoblauch hatte die Gefälligkeit, einen Theil des Ringes an derjenigen Stelle abzufeilen, wo früher der Durchschnitt stattgefunden hatte; allein auch hierbei zeigte sich, mittelst der Loupe, die völlig gleichartige Ausfüllung der früheren Durchschnittsstelle mit cohärentem festem Kupfer. Ein anderer Kupferring wurde in zwei Theile zerschnitten und die hierdurch erhaltenen zwei Halbringe, mit ihren Schnittflächen an einander gelegt, derselben galvanischen Einwirkung unterworfen; nach einigen Tagen waren die beiden Halbringe an ihren Berührungsstellen völlig fest durch niedergeschlagenes Kupfer zu einem einzigen Ringe vereinigt. Auch hier zeigte sich, nach Abfeilen eines Stückes des Ringes an einer der früheren Berührungsstellen, dieser Raum durch galvanisch niedergeschlagenes Kupfer völlig gleichartig und fest vereinigt. Bei Betrachtung dieser Stelle mittelst der Loupe wurde die völlig gleichartige Zusammenwachsung der früher getrennten Ringtheile durchweg erkannt.

Ein dritter Versuch wurde auf folgende Weise angestellt: es wurden zwei Ringe von starkem Kupferblech mit ihren frischen Schnittflächen direct über einander gestellt, so daß die beiden Ringe, auf einander liegend, einen aus beiden Ringen bestehenden Cylinder bildeten; außerhalb waren die Ringe mit einem Streifen Zinnfolie umgeben und diese mit einer Lösung von Wachs in Terpenthinöl überstrichen worden, so daß die beiden Ringe gleichsam mit einer leitenden Form umgeben waren. So vorgerichtet wurden die Ringe auf die Kupferplatte des Blasenapparates gelegt und in die Kupfervitriollösung eingesenkt. Nach einigen Tagen war die innere Seite der Ringe mit einem Kupferniederschlage bedeckt und die Berührungsstelle zwischen den |132| beiden Ringen mit galvanisch gefälltem Kupfer ausgefüllt. Die Ringe wurden nicht weiter der galvanischen Erregung ausgesetzt, als eine noch gar nicht starke Kupferschicht auf die innern Wandungen derselben sich niedergeschlagen hatte; dessenungeachtet waren die beiden Ringe schon zu einem völlig festen Cylinder vereinigt. Es versteht sich von selbst, daß die äußere Umhüllung des leitenden Stanniolstreifens vor der Prüfung auf die Festigkeit des galvanischen Niederschlages entfernt worden war. Noch ist anzuführen, daß die Ringe nach einiger Zeit der Berührung (während der galvanischen Erregung) mit der Kupferplatte, auf der sie lagen, durch das sich niederschlagende metallische Kupfer so fest verwachsen sich zeigten, daß stets einige Kraftanwendung dazu gehörte, um sie von der Unterlage abzulösen.

Aus der Mittheilung der bei obigen Versuchen gewonnenen Resultate ergibt sich demnach unbezweifelt: daß eine feste Verbindung getrennter Metallstücke durch galvanisch niedergeschlagenes Kupfer praktisch herzustellen, d.h. daß die galvanische Löthung in der That ausführbar ist. Hieraus folgt aber, daß die feste Verbindung einzelner metallischer Formstücke zu einer ganzen Figur durch galvanisch-niedergeschlagenes Metall (im gewöhnlichen Falle Kupfer) ausführbar seyn muß. Würde man mit eben so concentrirten Lösungen von Gold- und Silbersalzen arbeiten, als dieß bei Anwendung von Kupfersalzen der Fall ist, so ist Grund vorhanden anzunehmen, daß auch eine solche galvanische Löthung durch die letztgenannten Metalle stattfinden wird. Hr. v. Hackewitz theilte mir mündlich mit, daß er bei seinen Arbeiten im großen Maaßstabe,28) auch bei galvanischen Silberniederschlägen die Beobachtung gemacht habe, daß auch in diesen eine galvanische Zusammenwachsung einzelner getrennter Theile stattfinde.

Bei der Ausführung der oben mitgetheilten Versuche kam es mitunter vor, daß bei verhältnißmäßig zu starker galvanischer Erregung, also bei einem zu kräftigen Strome, die kupfernen negativen Elektroden, also die Kupferplatte und die auf derselben liegenden Ringe von Kupfer, sich mit einem dunkelbraunen Ueberzuge bedeckten (wie dieß bekanntlich unter ähnlichen Umständen auch bei der galvanischen Vergoldung stattfindet). Nach mehrfachen vergeblichen Versuchen, diesen braunen Ueberzug zu entfernen, fand sich endlich, daß sich derselbe dadurch leicht und vollständig entfernen ließ, wenn die mit dem braunen Ueberzuge bedeckten Gegenstände einige Secunden lang in eine Mischung von |133| Schwefelsäure und Salpetersäure eingetaucht werden. Hierbei tritt die schöne rothe Farbe des galvanisch gefällten Kupfers sofort wieder hervor, und auf die mit Wasser gut abgespülten Gegenstände schlägt sich nun aufs neue Kupfer nieder, wenn sie der Einwirkung der galvanischen Erregung wieder unterworfen werden.

Die Nothwendigkeit der praktischen Ausführbarkeit der galvanischen Löthung läßt sich auch mit wenigen Worten aus theoretischen Gründen herleiten. Die Gegenstände befinden sich nämlich in einem elektronegativen Erregungszustande, während das Zink positiv erregend wirkt, folglich sind sie auch an den entgegengesetzten durchschnittenen Stellen negativ, d.h. gleichnamig elektrisch erregt; es werden sich daher während der elektrolytischen Zersetzung des aufgelösten Metallsalzes (im obigen Falle Kupfervitriols) die sich ausscheidenden elektropositiven Kupfertheilchen an beide einander gegenüberstehende Schnittflächen gleichzeitig anlegen. Auf den Gegenstand einmal erst niedergeschlagen, bilden sie mit demselben ein gleichartiges Ganze, und sie wirken jetzt nun selbst gegen das noch in Auflösung befindliche Kupfer negativ erregend, und auf sie wird sich aufs neue Kupfer regulinisch niederschlagen. Dieser Proceß wird und muß so lange fortdauern, bis der Raum zwischen den beiden getrennten Metallstücken mit galvanisch gefälltem Kupfer ausgefüllt seyn wird, was auch die Erfahrung bestätigt; denn durch das von beiden getrennten Metallflächen gleichsam entgegenwachsende Kupfer wird der früher die Schnittflächen trennende Zwischenraum immer kleiner und kleiner, und wenn sich die entgegenwachsenden Metalltheilchen endlich berühren, so ist auch hierdurch der frühere Zwischenraum mit Kupfer völlig erfüllt.

Was nun die Festigkeit (den Grad der Cohäsion) der galvanischen Löthung betrifft, so ist sie dieselbe wie die des galvanisch gefällten Kupfers, oder allgemein, sie muß die des galvanisch gefällten Metalls seyn; daß auch hierbei auf die Cohäsion des gefällten Metalls eine z.B. verhältnißmäßig zu kräftige galvanische Erregung von Einfluß seyn muß und wirklich ist, versteht sich von selbst, und es werden hierbei ganz dieselben Erscheinungen stattfinden, wie sie längst bei Ausführung galvanoplastischer Arbeiten sich herausgestellt haben.

In den oben mitgetheilten Versuchen ist zur Ausführung der galvanischen Löthung der einfache Blasen- (Diaphragmen-) Apparat angewendet worden, obschon, so viel ich weiß, bisher zu Versuchen über galvanische Löthung irgend ein constantes Element in Anwendung gebracht worden ist; da nun aber auch bei Anwendung des einfachen Blasenapparates ganz dieselben Resultate erhalten worden |134| sind, als bei Anwendung von hydroelektrischen constanten Elementen, so ist dieser Erfolg eine Bestätigung mehr für die praktische Ausführbarkeit der galvanischen Löthung.

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Man vergl. die Beschreibung desselben im polytechn. Journal Bd. CVIII S. 350.

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