Korrosion Kapitel 3
Korrosion für Werkstoffkundler
Korrosion für Werkstoffkundler
Was passiert wenn ein Metall in eine nicht Elektrolytische Flüssigkeit getaucht wird?
-Chemische Reaktion
- Je höher die Temp. desto schneller die Reaktion
Was passiert wenn ein Metall in eine Elektrolytische Flüssigkeit getaucht wird?
Metallionen gehen in Lösung, wenn keine weitere Reaktion möglich ist, kommt es an der Phasengrenze zu einem elektrischen Feld und zur Woederabscheidung der Ionenghc
Es laufen hierbei folgende elektrochemische Reaktionen mit Ladungsdurchtritt ab
(Durchtrittsreaktion)
Anodische Teilreaktion:
Fe → Fe2++ 2 e-
Kathodische Teilreaktion:
Fe2++ 2 e-→ Fe
Was passiert wenn,
Anodische Teilreaktion:
Fe → Fe2++ 2 e-
Kathodische Teilreaktion:
Fe2++ 2 e-→ Fe
beide im GG stehen?
Diese sind gleich groß und schnell-> kein Strom Messbar-> Ruhepotenzial UR
Was stellt die Austauschstromdichte dar?
Dieser stellt die maximal mögliche Stromdichte im Gleichgewicht dar.
Was bedeutet es wenn bei der Korrosion Mischelektroden vorhanden sind?
Anodische und kathodische Reaktion sind unterschiedlich
Wann spricht man von einer Polarisationsspannung?
Bei der Abweichung von der Gleichgewichtspotenzial
Nenne die 3 unterschiedlcihe Potenziale bei der Korrosion und beschriebe diese? Welche Mischelektroden sind Homogen und welche Heterogen und wieso?
-Korrosionspotenzial: Unter den jeweiligen Korrosionsbedingungen vorliegendes Potenzial
-Freies Korrosionspotenzial: Korrosionspotenzial ohne Einwirkung äußerer Polarisationsströme, aber bei Vorliegen von Elementströmen
Ruhepotenzial: Freies Korrosinspotenzial eines Werkstoffs, bei dem keine Elementbildungen vorliegt
Wann kann eine Korrosionsreaktion nur Ablaufen?
Wenn das Potential der anodischen Teilreaktion positiver als das der kathodischen Teilreaktion ist und damit
UR,a < UR,k ist
Welche drei Transportmechanismen von ungeladenen und geladenen Teilchen gibt es drei Transportmechanismen von ungeladenen und geladenen Teilchen gibt es?
-Kovektion
Molekularbewegung oder Massentransport, der durch Massenunterschiede bewirkt wird.
-Migration
Bewegung von Ladungen φ im elektrischen Feld
-Diffusion
Bewegung von Teilchen durch Unterschiede im chemischen Potenzial des Stoffes i im Medium bzw. durch Unterschiede in der Konzentration c
Was ist die Austauschstromdichte und was macht die?
-Beeinflusst direkt die Geschw. der Korrosion
-Bei Reaktionen mit hoher Aust.str. ist die notwendige Überspannung, die erforderlich ist, um einen bestimmten äußerern Strom zu erreichen, geringer als bei Reaktionen mit kleiner Aust. str.
Was kann bei der Austauschstromdichte die Reaktion beschleunigen?
Ähnlich wie bei Platin können auch Legierungsbestandteile, Kristallphasen oder Verunreinigungen auf der Elektrodenoberfläche die Korrosion beschleunigen.
Was ist die aktive Metallauflösung?
-Von Metallauflösung wird gesprochen wenn Metallionen in das Elektrolyt übergehen
-Nach dem Verlassen des Metallgitters schließt sich die Bildung einer Hydrathülle an
-Je leichter Metallionen gebunden sind, desto leichter können sie den Gitterverbund verlassen
-Je nach kristallographischer Struktur und Ausrichtung kann sich die Bindung unterscheiden
-An Stellen mit struktureller und chemischer Ionhomogenität kommt es Aufgrund von niedriger Oberflächenenergie zu Lochbildung
Was sind aktiv, passiv und transpassive Deckschichten?
Was ist die Grenzsstromdichte und Korrosionsstromdichte und wann entstehen diese?
-Grenzstromdichte: Bei hoher anodischer Polarisation Begrenzung des Stroms durch Belegung der Elektrodenoberfläche mit solvatisierten Metallionen.
-Korrosionsstromdichte: Bei weiterer Erhöhung des Potentials kommt es zu einer Ausbildung einer dünnen Deckschicht. Es fließen nur noch sehr geringe Ströme.
Wie unterscheiden sich Korrosionsprodukten- oder Deckschichten von Passivschichten?
-Extrem dünn, lichtmikroskopisch nicht nachweisbar
-Porenarm bzw. porenfrei
-Entstehen spontan, selbstheilend
-Sehr hohe Haftfestigkeit
-Oxidischer Natur
-Anfällig gegen bestimmte chemische Spezien
o Hallbleitend, elektronenleitend oder ionenleitend
Wie entstehen Passivschichten?
Nur bei der Überschreitung des Passivierungspotenzials
Wie kann die nötige Passiverungsstromdichte herabgesetzt werden um Passievierungschichten zu erzeigen?
Durch Lehrierungselemente z.B 13 % Cr zu Fe
Welche 2 Grenzfälle existieren für die elektrochemische Metallauflösung?
Übergang von Metallionen in ein Feststoffgitter (Korrosion unter Schichtbildung)
Übergang von Metallionen in einen Elektrolyten unter Solvatation ( Korrosion ohne Schichtbildung)
Wie erfolgt in der Regel der anodische und wie der kathodische Teilschritt?
Der anodische Teilschritt erfolgt schnell und leicht, wegen dem Übergang der Kationen In wässriger Lösung und die anschließende Hydratation/Solvatation
Der kathodische Teilschritt ist eher gehemmt und polarisiert, weil diese Elektronenakzeptoren benötigt, die erst an die Grenzfläche durch Migration und Diffusion transportiert werden müssen
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Was passiert wenn ein Metall in eine nicht Elektrolytische Flüssigkeit getaucht wird?
-Chemische Reaktion
- Je höher die Temp. desto schneller die Reaktion
Was passiert wenn ein Metall in eine Elektrolytische Flüssigkeit getaucht wird?
Metallionen gehen in Lösung, wenn keine weitere Reaktion möglich ist, kommt es an der Phasengrenze zu einem elektrischen Feld und zur Woederabscheidung der Ionenghc
Es laufen hierbei folgende elektrochemische Reaktionen mit Ladungsdurchtritt ab
(Durchtrittsreaktion)
Anodische Teilreaktion:
Fe → Fe2++ 2 e-
Kathodische Teilreaktion:
Fe2++ 2 e-→ Fe
Was passiert wenn,
Anodische Teilreaktion:
Fe → Fe2++ 2 e-
Kathodische Teilreaktion:
Fe2++ 2 e-→ Fe
beide im GG stehen?
Diese sind gleich groß und schnell-> kein Strom Messbar-> Ruhepotenzial UR
Was stellt die Austauschstromdichte dar?
Dieser stellt die maximal mögliche Stromdichte im Gleichgewicht dar.
Was bedeutet es wenn bei der Korrosion Mischelektroden vorhanden sind?
Anodische und kathodische Reaktion sind unterschiedlich
Wann spricht man von einer Polarisationsspannung?
Bei der Abweichung von der Gleichgewichtspotenzial
Nenne die 3 unterschiedlcihe Potenziale bei der Korrosion und beschriebe diese? Welche Mischelektroden sind Homogen und welche Heterogen und wieso?
-Korrosionspotenzial: Unter den jeweiligen Korrosionsbedingungen vorliegendes Potenzial
-Freies Korrosionspotenzial: Korrosionspotenzial ohne Einwirkung äußerer Polarisationsströme, aber bei Vorliegen von Elementströmen
Ruhepotenzial: Freies Korrosinspotenzial eines Werkstoffs, bei dem keine Elementbildungen vorliegt
Wann kann eine Korrosionsreaktion nur Ablaufen?
Wenn das Potential der anodischen Teilreaktion positiver als das der kathodischen Teilreaktion ist und damit
UR,a < UR,k ist
Welche drei Transportmechanismen von ungeladenen und geladenen Teilchen gibt es drei Transportmechanismen von ungeladenen und geladenen Teilchen gibt es?
-Kovektion
Molekularbewegung oder Massentransport, der durch Massenunterschiede bewirkt wird.
-Migration
Bewegung von Ladungen φ im elektrischen Feld
-Diffusion
Bewegung von Teilchen durch Unterschiede im chemischen Potenzial des Stoffes i im Medium bzw. durch Unterschiede in der Konzentration c
Was ist die Austauschstromdichte und was macht die?
-Beeinflusst direkt die Geschw. der Korrosion
-Bei Reaktionen mit hoher Aust.str. ist die notwendige Überspannung, die erforderlich ist, um einen bestimmten äußerern Strom zu erreichen, geringer als bei Reaktionen mit kleiner Aust. str.
Was kann bei der Austauschstromdichte die Reaktion beschleunigen?
Ähnlich wie bei Platin können auch Legierungsbestandteile, Kristallphasen oder Verunreinigungen auf der Elektrodenoberfläche die Korrosion beschleunigen.
Was ist die aktive Metallauflösung?
-Von Metallauflösung wird gesprochen wenn Metallionen in das Elektrolyt übergehen
-Nach dem Verlassen des Metallgitters schließt sich die Bildung einer Hydrathülle an
-Je leichter Metallionen gebunden sind, desto leichter können sie den Gitterverbund verlassen
-Je nach kristallographischer Struktur und Ausrichtung kann sich die Bindung unterscheiden
-An Stellen mit struktureller und chemischer Ionhomogenität kommt es Aufgrund von niedriger Oberflächenenergie zu Lochbildung
Was sind aktiv, passiv und transpassive Deckschichten?
Was ist die Grenzsstromdichte und Korrosionsstromdichte und wann entstehen diese?
-Grenzstromdichte: Bei hoher anodischer Polarisation Begrenzung des Stroms durch Belegung der Elektrodenoberfläche mit solvatisierten Metallionen.
-Korrosionsstromdichte: Bei weiterer Erhöhung des Potentials kommt es zu einer Ausbildung einer dünnen Deckschicht. Es fließen nur noch sehr geringe Ströme.
Wie unterscheiden sich Korrosionsprodukten- oder Deckschichten von Passivschichten?
-Extrem dünn, lichtmikroskopisch nicht nachweisbar
-Porenarm bzw. porenfrei
-Entstehen spontan, selbstheilend
-Sehr hohe Haftfestigkeit
-Oxidischer Natur
-Anfällig gegen bestimmte chemische Spezien
o Hallbleitend, elektronenleitend oder ionenleitend
Wie entstehen Passivschichten?
Nur bei der Überschreitung des Passivierungspotenzials
Wie kann die nötige Passiverungsstromdichte herabgesetzt werden um Passievierungschichten zu erzeigen?
Durch Lehrierungselemente z.B 13 % Cr zu Fe
Welche 2 Grenzfälle existieren für die elektrochemische Metallauflösung?
Übergang von Metallionen in ein Feststoffgitter (Korrosion unter Schichtbildung)
Übergang von Metallionen in einen Elektrolyten unter Solvatation ( Korrosion ohne Schichtbildung)
Wie erfolgt in der Regel der anodische und wie der kathodische Teilschritt?
Der anodische Teilschritt erfolgt schnell und leicht, wegen dem Übergang der Kationen In wässriger Lösung und die anschließende Hydratation/Solvatation
Der kathodische Teilschritt ist eher gehemmt und polarisiert, weil diese Elektronenakzeptoren benötigt, die erst an die Grenzfläche durch Migration und Diffusion transportiert werden müssen
