Fachwörter-Lexikon
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Aluminium, Korrosionsverhalten
Reinaluminium sowie die kupferfreien Legierungen sind gegenüber einer Vielzahl von Korrosionsmedien beständig, obwohl das Aluminium ein sehr unedles Metall (Elektronenpotential -1,67 eV) ist. Seine Korrosionsbeständigkeit beruht auf der Ausbildung einer selbstheilenden, sehr dünnen (etwa 0,01 mm) Oxidschicht auf der Oberfläche. Die Metalloberfläche passiviert. Je stärker oxidierend das Umgebungsmedium ist (z. B. konzentrierte Salpetersäure), umso beständiger wird die Deckschicht. Gegenüber Stoffen, die zu einer Zerstörung der Passivschicht führen wie beispielsweise alkalische oder chloridhaltige Medien, ist das Aluminium unbeständig. Aluminium und seine Legierungen finden infolge ihres Korrosionsverhaltens ihr Einsatzgebiet im Bauwesen, in der chemischen Industrie, der Nahrungs- und Genussmittelindustrie, sowie im Automobil- und Schiffsbau). Durch anodische Oxidation (Eloxieren) kann die Dicke der Oxidschicht und damit die Korrosionsbeständigkeit noch deutlich verbessert werden.
Verbundwerkstoffe
Mehrphasige, makroskopisch homogene Werkstoffe (d. h. von außen ist der Verbund nicht erkennbar), deren Bestandteile oder Phasen in der Regel aus unterschiedlichen Werkstoffhauptgruppen (Metalle, Polymere oder Keramiken) stammen, die ineinander nicht löslich sind. Die überwiegende Komponente (nach Masse oder Volumen) wird als Matrix (bzw. Substrat oder Grundmasse) bezeichnet. Sie übernimmt die Erhaltung der Form, stützt die andere(n) Komponente(n) und schützt sie vor äußeren Einflüssen (z.B. Korrosion). In diese Matrix sind zur Verbesserung bestimmter Eigenschaften zwei oder mehrere andere Komponenten (Verbundphase) eingelagert. Aufgrund ihrer besonderen Eigenschaften übernimmt die Verbundphase bestimmte Funktionen (z.B. Festigkeit), die vom Matrixwerkstoff nicht erfüllt werden kann.
Chemische Metallabscheidung – allgemein
Als chemische Metallabscheidung wird die Umwandlung von gelöstem Metall in den festen Metallzustand ohne den Einsatz eines äußeren Stromkreises bezeichnet. Prinzipiell werden auch bei der chemischen Metallabscheidungen in einer (meist) wässrigen Lösungen gelöste Metallionen an einer Festkörperoberfläche in den metallischen Zustand überführt und damit eine Metallschicht auf dem Festkörper erzeugt. Die elektrischen Ladungen stammen in diesem Fall aus einem sogenannten Reduktionsmittel, das ebenfalls in der wässrigen Lösung gelöst ist und hierbei oxidiert wird, während die Metallionen durch die Aufnahme der elektrischen Ladungen zu Metall reduziert werden. Die Reduktion der Metallionen läuft an der Oberfläche des zu beschichtenden Festkörpers ab und führt zur Entstehung einer Metallschicht. Die Metallreduktion läuft an allen Bereichen des zu beschichtenden Festkörpers gleich schnell ab, so lange ausreichende Mengen an Metallionen und Reduktionsmittel vorhanden sind, d.h. so lange die Festkörperoberfläche von der wässrigen Lösung (Elektrolyt) umspült wird. Durch chemische Metallabscheidung werden insbesondere Schichten aus Nickel beziehungsweise Nickel-Phosphor, Kupfer und Gold hergestellt. Die Abscheidegeschwindigkeiten sind bei der chemische Metallabscheidung mit etwa 10 Mikrometer/Stunde bis 20 Mikrometer/Stunde deutlich langsamer als bei der galvanischen Metallabscheidung. Dafür ist die Schichtdicke über den gesamten zu beschichtenden Festkörper gleichmäßig dick und damit absolut konturtreu. Aufgrund der langsameren Abscheidegeschwindigkeit lässt sich die Dicke der Metallschicht in sehr engen Grenzen genau steuern. Damit eignet sich die chemische Metallabscheidung zur passgenauen Beschichtung von Oberflächen mit engsten Toleranzen.
Prinzip der Chemischen Metallabscheidung