Alternative Rhodiumbeschichtung - abriebfest und strahlend weiß

Die Oberflächenlegierung Rhoduna Alloy hat sich als Standard für eine alternative Rhodiumbeschichtung etabliert. Das Elektrolyt zeichnet sich durch eine hohe Abriebbeständigkeit und einen identischen Weißegrad aus, wie ein unabhängiger Fachausschuss nun bestätigt hat.

Die bereits von Umicore Metal Deposition Solutions 2010 entwickelte Oberflächenlegierung Rhoduna Alloy hat sich als Standard für eine alternative Rhodiumbeschichtung etabliert. Die Gründe, warum der Elektrolyt weltweit von namhaften Herstellern eingesetzt wird, sind vielfältig. Allen voran wird vom Unternehmen selbst die außergewöhnlich hohe Abriebbeständigkeit, der mit reinem Rhodium identische Weißegrad und der deutliche Kostenvorteil genannt. Gerade die qualitativen Eigenschaften wurden nun durch den unabhängigen und unter anderem die Schmuckbranche bedienende Fachausschuss für wirtschaftliche Entwicklung Francéclat (Paris/Frankreich) untersucht und eindrucksvoll bestätigt.

Ziel bei der Entwicklung des Rhodium-Ruthenium-Elektrolyten (zusammengesetzt aus 75 % Rhodium und 25 % Ruthenium) war es, eine maximale Kostenersparnis zu erreichen, ohne Abstriche hinsichtlich der Qualität machen zu müssen. Dabei sollte die Rhodium-Ruthenium-Legierung, ähnlich wie reines Rhodium, ebenfalls problemlos in Schichtdicken zwischen 0,05 μm und 0,2 μm abgeschieden werden können. Dass die gesetzten Ziele erreicht und einige qualitative Eigenschaften tatsächlich noch verbessert werden konnten, wird im jetzt veröffentlichten Francéclat-Testbericht auch von unabhängiger Seite belegt.

Im Vordergrund stand dabei die von Umicore stets behauptete und durch einen internen Bosch-Weinmann-Test nachgewiesene bessere Abriebfestigkeit des Legierungselektrolyten im Vergleich zu reinem Abriebfestigkeit von Rhoduna Alloy durch das unabhängige Berufskomitee für wirtschaftliche Entwicklung Francéclat in Paris (Frankreich) bestätigt Rhodium. Das Komitee verwendete jedoch den in der Schmuckindustrie gebräuchlichen Turbula-Abriebtest. Hierbei wurden die L*-Werte (Helligkeit im CIELAB-Farbraum) der 0,1 μm Deckschichten in zwei Versuchen auf den Substraten Palladium und Ruthenium überprüft. Bereits nach 2 Stunden waren erste Auflösungserscheinungen der reinen Rhodiumschicht anhand des abnehmenden L*-Wertes erkennbar und nach 5 Stunden war die Schicht fast vollständig abgetragen. Der L*-Wert lag um ca. 30 Punkte niedriger und entsprach damit fast dem Helligkeitswert des jeweils verwendeten Substrates. Im Gegensatz dazu war die Rhoduna Alloy Deckschicht im gleichen Versuchslauf auch nach 10 Stunden noch weitgehend intakt und zeigte unabhängig vom Substrattyp einen L*-Wert Verlust von nur 10 Punkten.

Durch gezielte Elektrolytentwicklung ist es Umicore gelungen, eine Schicht zu entwickeln, deren Weißgrad nahezu dem einer reinen Rhodiumschicht entspricht. So liegt der L*-Wert (Weißgrad) der Rhoduna Alloy-Schichten im Francéclat-Testbericht nur 0,3 Punkte unter dem der reinen Rhodiumelektrolytschichten. Mit bloßem Auge ist dieser marginale Unterschied selbst für Experten nicht wahrnehmbar.

Für reine Rhodiumelektrolyte ist die Abscheidung in komplex geformten Applikationen meist schwierig. Besonders deutlich wird dies z.B. bei Vertiefungen in Schmuckstücken, beispielsweise zur Einlagerung von Edelsteinen. Die geringe Abscheidung in diesen Bereichen führt zu weniger hellen Flächen, was Edelsteine matt und blass erscheinen lässt. Im direkten Vergleich zeigt Rhoduna Alloy ein deutlich besseres Streuverhalten, was sich direkt auf die Strahlkraft der Vertiefungen auswirkt – die Applikation wirkt nicht nur wertiger, sondern ist es auch qualitativ.

Rhoduna Alloy bietet aber nicht nur qualitative Vorteile. Der Legierungspartner Ruthenium ist aufgrund von Vorkommen und Nachfrage auch seit vielen Jahren wesentlich günstiger als Rhodium, was der Rhodium-Ruthenium Legierung einen Preisvorteil verschafft. Verglichen mit herkömmlichen Rhodiumelektrolyten bietet Rhoduna Alloy damit eine Kostenersparnis von etwa 25 Prozent.

Vergoldete Ladekontakte & Stecker (USB-C, Pogo Pin, etc.) können die Erwartungen an Wearables und Mobiltelefone nicht erfüllen. Sie korrodieren während des Ladevorgangs, wenn sie zuvor mit Salzwasser, Schwimmbadwasser, Schweiß oder Getränken in Berührung gekommen sind, was zu zahlreichen Reklamationen und damit zum teuren Austausch beschädigter Geräte führt. Rhodium ist deutlich korrosionsbeständiger als Gold und ist hier das Edelmetall der Wahl, wenn es um höchste Qualität und Sicherheit geht. Das Korrosionsverhalten von Rhoduna Alloy Beschichtungen unterscheidet sich nicht von einer Schicht mit reinem Rhodium, wie die Sulfid-und Schweißbeständigkeit in unabhängigen Tests von Francéclat belegt. Werden die Kontakte mit Rhoduna Alloy beschichtet, sind sie also gleichwertig vor Korrosion geschützt. Auch die Schnellladefähigkeit der Geräte wird durch die Legierung nicht beeinträchtigt.

Ebenfalls in den Francéclat-Testbericht einbezogen wurde Rhoduna PT, eine Rhodium-Platin-Legierung. Auch diese erzielte im Vergleich zu reinen Rhodiumschichten ebenfalls hervorragende Abriebwerte und bietet aufgrund des Edelmetallverhältnisses (20 % Rhodium, 80 % Platin) derzeit einen Kostenvorteil von über 55 Prozent. Eine weitere Alternative, wenn man berücksichtigt, dass der L*-Wert im Test nur knapp 2 Punkte unter dem von reinem Rhodium liegt.

Umicore sieht das unabhängige Testergebnis von Francéclat nicht nur als Bestätigung der Produkteigenschaften. "Die Vorteile der Rhoduna-Produkte für die Beschichtung von technischen und dekorativen Oberflächen waren schon immer offensichtlich. Jetzt haben wir von unabhängiger Seite die Bestätigung, dass es mit Rhoduna Alloy keinen objektiven Grund mehr gibt, reine Rhodiumbeschichtungen zu verwenden", freut sich Martin Stegmaier (Bereichsleiter Dekorative Anwendungen) über das Testergebnis und vor allem darüber, "dass Rhoduna Alloy damit die 'weiße Königin' unter den Rhodiumbeschichtungen ist und bleibt". (OM-07/23)

Hinweis: Preis- und Ersparnisangaben zum Stand des 4. April 2023