Natürlicher Korrosionsschutz
Passivierung
Unter Passivierung versteht man die spontane Entstehung oder gezielte Erzeugung einer Schutzschicht auf einer Metalloberfläche. Diese Schicht behindert oder verhindert die weitere Korrosion des Metalls, indem sie den direkten Kontakt zwischen dem Werkstoff und dem angreifenden Medium (z.B. Luftsauerstoff) unterbricht.
Passivierung von Aluminium
Passivierung von Aluminium.1
Neben Aluminium weisen noch mehr Metalle eine natürliche Passivierung auf, so zum Beispiel Chrom, Titan, Zink oder Nickel.
Aufgaben zu M2
- Erklären Sie die Wirkungsweise des beschriebenen Korrosionsschutzes in M2 und schlagen Sie Reaktionsgleichungen für die Entstehung der an der Zinkoberfläche entstehenden Substanzen vor.
- Erläutern Sie mit Hilfe von Reaktionsgleichungen, wieso in sauren Lösungen der Korrosionsschutz durch Zinküberzüge wenig beständig ist.
- Hersteller von vollverzinkten Karosserien geben keine lebenslange Garantie für Rostschutz. Erläutern Sie, wie sich Lücken im Zinkbelag (z.B. durch tiefe Kratzer bis zum Eisen) langfristig auswirken. Diskutieren Sie hierbei auch den Schutzeffekt von sehr dünnen Zinkschichten.
- Ordnen Sie die Abbildungen in Abb. 3 einem verzinkten bzw. einem verzinnten Blech begründet zu.
Feuerverzinken
Hintergründe
Beim Feuerverzinken werden die Stahlstücke in 450 °C heißes geschmolzenes Zink getaucht, wodurch sie komplett von Zink bedeckt werden. An der Grenzfläche entsteht dabei eine Eisen-Zink-Legierung, wodurch Stahl und Zink extrem fest miteinander verbunden sind. Energie- und Materialverbrauch sind bei dieser Korrosionsschutzmaßnahme sehr viel höher als beim elektrolytischen Verzinken, bei dem mit Hilfe von elektrischem Strom eine dünne Zinkschicht auf die Stahlstücke aufgebracht wird, die keine Legierung mit dem Eisen bildet.
Stoffe auf der Oberfläche
Auf Zinkoberflächen bildet sich als äußerste Schicht vornehmlich Zinkhydroxid Zn(OH)2, das in Zinkoxid ZnO (Alterung) und basisches Zinkcarbonat ZnCO3 (durch Einwirken von CO2) in wechselnder Zusammensetzung übergeht. Alle Verbindungen sind fest haftend und fast unlöslich. Für saure Lösungen (z.B. saurer Regen) ist die Oberfläche anfällig.
Aufgaben zu M3
- Erklären Sie die in M3 dargestellte Methode des Korrosionsschutzes und den Ausdruck Opferanode.
- Erklären Sie die Rolle des Meerwassers und des feuchten Bodens.
- Erklären Sie, warum um die Schiffsschraube aus Messing und um das Ruder besonders viele Zink-Platten angebracht werden.
Aufgaben zu M4
- Erklären Sie die in M4 dargestellte Methode des Korrosionsschutzes.
- Erklären Sie die dort dargestellten Probleme.
Schutz durch Gleichspannungsquellen
Aufbau
Beim Korrosionsschutz mit Gleichspannungsquelle wird das zu schützende Werkstück an den Minuspol einer Gleichspannungsquelle angeschlossen. Der Plus-Pol ist mit einer Anode verbunden, die selbst nicht mitreagiert (sie ist inert).
Probleme
Weiteres
Illustration von kathodischem Korrosionsschutz mit Gleichspannungsquelle.1
Weitergedacht
- Erklären Sie, warum man in chemischen Experimenten mit Metallen diese häufig abgeschmirgelt werden.