fem Forschungsinstitut Edelmetalle + Metallchemie

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Das fem ist seit 1922 das weltweit einzige unabhängige Institut für Edelmetallforschung. Ziel unserer Forschung auf den Gebieten der Materialwissenschaft und Oberflächen­technik ist es, zukunftsweisende Lösungen für die Industrie zu entwickeln.

Am Forschungsinstitut Edelmetalle + Metallchemie in Schwäbisch Gmünd werden sämtliche Fragestellungen der Material- und Oberflächentechnik rund um den Werkstoff Metall bearbeitet. Unsere Spezialgebiete sind Edelmetalle und die galvanische Oberflächenveredlung. Weitere Schwerpunkte bilden Korrosion, Analytik, Leichtmetalle und Lackbeschichtungen, physikalische Beschichtungsverfahren und Materialphysik sowie Material- und Schichtcharakterisierung.

Grundlagenforschung und anwendungsorientierte Forschung sind am fem eng verzahnt – unserer Überzeugung folgend, dass innovative Lösungen für die Praxis heutzutage nur erzielt, wer über detaillierte Kenntnisse der Grundlagen verfügt. Davon profitiert auch unser Dienstleistungsangebot: Das fem verfügt über eine umfangreiche Ausstattung mit modernsten Geräten und Instrumenten, über 200 Verfahren und Prüfmethoden sind nach DIN EN ISO/IEC 17025 akkreditiert. Unsere Kunden und Partner kommen aus allen Zweigen der metallverarbeitenden Industrie und Wirtschaft, aus Universitäten, Forschungsinstitutionen und anderen öffentlichen Einrichtungen.

Forschungsschwerpunkt / Know-how

In allen Arbeitsbereichen werden Projekte der anwendungsorientierte Grundlagenforschung sowie der Auftragsforschung und -entwicklung durchgeführt. Die Forschungsarbeiten erfolgen in direkter Zusammenarbeit mit der Industrie und im Rahmen öffentlich geförderter Vorhaben, als Einzelprojekte oder Verbundforschungsvorhaben.

Ausstattung

Beschichtungsverfahren: • Galvanische und chemische Beschichtung, Abscheidung aus ionischen Flüssigkeiten • Modellierung und Simulation elektrochemischer Zellen und Prozesse • Anodische Oxidation von Leichtmetallen, Eloxieren • Lackbeschichtung (Flüssig- und Pulverlacke, strahlenhärtende Lacke) • PVD- und CVD-Verfahren (Magnetron-Sputtern, HIPIMS, ARC-Verdampfung, PACVD, Plasmanitrieren)

Werkstoff- und Schichtuntersuchungen: • Schichtcharakterisierung (Zusammensetzung, Struktur/Gefüge, Dicke, Härte, Rauheit, Haftfestigkeit, Reibung/Verschleiß, innere Spannungen, Duktilität, Farbe und Glanz) • Elektronenmikroskopie (FE-REM mit EDX, FIB, EBSD und STEM-Detektor, etc.) • Optische Mikroskopie mit Bildanalyse • Mechanische Prüfungen (Härte (Vickers, Rockwell, Brinell), Zug- und Druckfestigkeit) • Physikalische Verfahren (3D-Röntgen-Computertomographie, Röntgendiffraktometrie (XRD), Röntgenreflektometrie (XRR), etc.) • Thermische Verfahren (Differentialthermoanalyse (DTA), Kalorimetrie (DSC), Thermogravimetrie (TG), Dilatometrie) • Korrosionsuntersuchungen (praxisnahe Kurzzeitprüfungen, elektrochemische Korrosionsmessungen, Sprühnebel (SS, ESS, CASS), Klimaprüfung, Filiformkorrosion, künstliche Bewitterung, Freibewitterung, etc.) • Schmelz- und Glühbehandlungen (Lichtbogen-Ofen, Induktions-Ofen, Schnellabschreckung, Glüh-Öfen, Feinguss, Schleuderguss, Simulation von Gießprozessen)

Analytik: • Werkstoffanalytik (GDOES, ICP-OES, RFA, FTIR, CS-, NO-Analysator, Feingehaltsbestimmung (Dokimasie), etc.) • Umweltanalytik (ICP, AAS, GC, GC-MS, HPLC, IC, IR, UV-VIS, AOX, CSB, TOC/DOC, etc.) • Restschmutz- und Sauberkeitsbestimmung

Angebote

  • Wirtschaftsnahe Forschung und Entwicklung
  • Auftragsforschung für industrielle Problemstellungen im Bereich der Oberflächentechnik
  • Verfahrensentwicklung, Prozessentwicklung, Prozessoptimierung
  • Anpassung bestehender Verfahren an spezielle Anwendungsfelder
  • Anwendungsorientierte Grundlagenforschung im Rahmen öffentlich geförderter Projekte
  • Neuentwicklung und Modifizierung von Beschichtungs- und Prüfverfahren
  • Entwicklung neuer Legierungen und Schichtsysteme Dienstleistungen, Beratung, Gutachten
  • Auftragsuntersuchungen und Auftragsanalysen, Umweltanalytik 
  • Beratungsgespräche, prozessbegleitende Betreuung
  • Unabhängige Gutachten und Schadensfallanalyse Technologietransfer
  • Durchführung von Veranstaltungen zur Fort- und Weiterbildung
  • Betreuung von Praktikums-, Bachelor-, Master- und Doktorarbeiten

Projektbeispiele

Metallkunde · Werkstoffprüfung · Edelmetallforschung

  • Verfahrens- und Prozessentwicklung zur Erzielung qualitativ hochwertiger Gießergebnisse mit einer Hochtemperatur- Vakuuminduktions-Kippgießanlage für hochreaktive Legierungen
  • Entwicklung verbesserter Feingusstechnologie für den Silber-Schmuckguss
  • Erzielung von farbigen Goldoberflächen 
  • Erforschung der mikrostrukturkritischen Vorgänge bei der Werkstofferosion durch Lichtbogenplasma und Schaltbelastung und Entwicklung neuartiger Hochleistungswerkstoffe mit Langzeitstabilität für Elektroden und Schaltkontakte 
  • Verbesserung des Langzeitverhaltens einer elektrisch hochleitfähigen Kupferlegierung für elektromechanische Kontakte durch Ausscheidungsoptimierung

Elektrochemie · Galvanotechnik · Korrosion

  • Entwicklung einer neuartigen mikrostrukturierten Bipolarplatte auf Basis eines kombinierten Fotolithografie-Galvanotechnikprozesses (LIGABIPO) 
  • Herstellung von Molded Interconnect Devices (MID) aus Hochleistungsthermoplasten durch Strukturieren und Hinterspritzen von Kupferfolien 
  • Entwicklung und Erprobung eines Elektrolyseurs auf Basis der Hochtemperatur-PEM-Technologie (HT-PEM-EL)
  • Entwicklung eines neuen Verfahrens für die kostengünstige Fertigung von Bipolarplatten mit Hilfe galvanogeformter Spritzgusswerkzeuge 
  • Elektrochemisch erzeugte Palladium-Silber-Legierungsschichten als elektrische Kontaktoberflächen und metallische Gasmembranen 
  • Abscheidung von Fe-Diffusionssperrschichten aus ionischen Flüssigkeiten 
  • Entwicklung eines Oxidationskatalysators auf der Basis von oberflächenfunktionalisierten offenporigen Metallschäumen

 Leichtmetall-Oberflächentechnik

  • Vermeidung von Oberflächenfehlern beim Pulverbeschichten von feuerverzinktem Stahl
  • Entwicklung eines Verfahrens zur Zwischenbewertung der Qualität verzinkter und lackierter Stahloberflächen
  • Anodisieren neuartiger ultrafeinkörniger Aluminiumwerkstoffe für hochbeanspruchte Komponenten
  • Haftfestigkeitsstörungen von neuen Pulverlacksystemen auf Aluminiumoberflächen – Ursachen, Lösungswege und praxisgerechte Prüfmethoden
  • Elektrochemische Abscheidung von TiO2 aus wässrigen Elektrolyten zur Erzeugung photokatalytisch aktiver Aluminiumoberflächen

 

Plasmaoberflächentechnik · Materialphysik 

  • Untersuchungen zur Verbesserung der Stempelstandzeit für die Heißpräge-MID-Technik
  • Metalbip - Nanobeschichtete, metallische Bipolarplatte für PEFC 
  • Untersuchung und Bewertung verschiedener Methoden zum Entschichten von CVD-diamantbeschichteten Hartmetall-Werkzeugen und -Komponenten 
  • Magnetischer Nanolack 
  • Transparente antibakterielle Beschichtungen

 

Analytik 

  • Antimikrobielle Ausrüstung von Leder mit Silber-Nano-Partikeln 
  • Thermo-mechanische Anreicherung von Indium-Zinn-Oxid aus Displayeinheiten gebrauchter Flachbildschirme
  • Die Kontrolle organischer Restverschmutzungen auf gereinigten Metalloberflächen mit IR-Kameras

Projekte

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Andreas Zielonka

Ansprechpartner

Dr.
Andreas Zielonka
Institutsleiter

Anschrift

fem Forschungsinstitut Edelmetalle + Metallchemie

Katharinenstr. 17
73525 Schwäbisch Gmünd

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