Fachwörter-Lexikon
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Chromschichten – Härte
Die hohe Härte von Chromschichten ist überwiegend auf den Einbau von Wasserstoff zurückzuführen, der bei der galvanischen Chromabscheidung in erheblichem Maße gebildet wird. Durch den Wasserstoffeinbau weisen die Schichten innere Spannungen auf, die zur Rissbildung führen. Dadurch können die vorhandenen Spannungen abgebaut werden, ohne dass die Eigenschaften der Chrombeschichtung in Bezug auf mechanische Beanspruchungen leidet. Sind neben einer hohen Härte und Verschleißfestigkeit auch eine gute Korrosionsbeständigkeit gefordert, so wird die Abscheidung so gesteuert, dass im Prinzip Mehrfachschichten entstehen. Dies führt dazu, dass Risse nicht durch die gesamte Chromschicht verlaufen, sondern an der Grenzfläche zwischen zwei Chromlagen stoppen. Damit kann von außen eindringendes Korrosionsmedium nicht vollständig bis zum Grundmaterial vordringen. Die Korrosionsbeständigkeit der Schicht wird dadurch gesteigert.
Oxidation
Ursprünglich verstand man unter Oxidation die Reaktion eines Stoffes mit Sauerstoff, wie beispielsweise die chemische Reaktion der Verbrennung. Der Brennstoff reagiert dabei mit Sauerstoff (Oxygenium). Es bilden sich neue Stoffe, die Oxide. Zum Beispiel: Metall + Sauerstoff → Metalloxid oder Nichtmetall + Sauerstoff → Nichtmetalloxid.
Oxidation: Magnesium gibt 2 Elektronen ab und wird zum 2-fach positiv geladenen Ion (Kation).
Reduktion: Sauerstoff nimmt die 2 Elektronen auf und wird zum 2-fach negativ geladenen Ion (Anion).
Reaktionsgleichung: Mg2+ + O2- → MgO
Verbrennungen liefern Wärme, d.h. die Reaktion verläuft exotherm. Es gilt das Gesetz von der Erhaltung der Masse.
Flammen und Lichterscheinungen treten auf, wenn der Brennstoff aufgrund seiner Reaktionswärme vergast. Die Reaktion der Brenngase mit dem Sauerstoff erzeugen eine Flamme (kann unterschiedliche Farben haben).
Die Reaktionsgeschwindigkeit der Oxidation ist abhängig vom Bestreben des Sauerstoffs ein Atom an sich zu binden. Je unedler ein Metall ist, umso größer ist die Reaktionsgeschwindigkeit, d.h. umso heftiger ist die Reaktion:
- Langsame Oxidation: Altern von Gummi, Verwesung organischer Stoffe, Atmung.
- Schnelle Oxidation: Reaktionen unter Licht und Wärmeeinwirkung, z.B. Kohle, Papier, Holz, Benzin, Erdgas.
- Sehr schnelle Oxidation: Explosion unter Licht- und Druckeinwirkung oder Verpuffung, d. h. feinst verteilter Brennstoff gut mit Sauerstoff vermischt, z.B. Staubexplosion.
Man spricht auch von Oxidation, wenn kein Sauerstoff an der Verbindung beteiligt ist. Im Allgemeinen ist die Oxidation ein Prozess, bei dem einem Atom Elektronen entzogen werden, d.h. Oxidation ist die Abgabe von Elektronen oder die Erhöhung der Oxidationszahl eines Atoms.
Oxidation: Magnesium gibt 2 Elektronen ab und wird zum 2-fach positiv geladenen Ion (Kation).
Reduktion: Chlor kann nur 1 Elektron aufnehmen und wird zum 1-fach negativ geladenen Ion (Anion). Für das 2. abgegebene Elektron wird ein 2. Chloratom benötigt.
Reaktionsgleichung: Mg2+ + 2Cl- → MgCl2
Das Massenverhältnis liegt also hier bei 1:2.
Die Elektronenabgabe (Oxidation) geschieht bei den Elementen links im PSE (bis zu 4 Valenzelektronen).
Nach dem verschiedengroßen Bestreben zu oxidieren und in den Ionenzustand überzugehen, kann man die Metalle in einer Oxidierbarkeitsreihe ordnen. Sie wird auch als Spannungsreihe der Metalle bezeichnet. Das unterschiedliche Bestreben in den Ionenzustand überzugehen, zeigt sich an der Verdrängung der edlen Metalle aus ihrer Ionenform durch unedle Metalle (Eisenstab in Kupfersulfatlösung).
Spannungsreihe der Metalle:
Ein Elektron, das von einem Atom abgegeben wird, muss nicht völlig von ihm entfernt werden. Es genügt schon, wenn eine polare kovalente Bindung mit einem elektronegativeren Atom geknüpft und die Bindungselektronen nur partiell abgezogen werden.
Sinterwerkstoffe
Sinterwerkstoffe werden zur Produktion von Werkstückrohlinge, die durch Formpressen aus Pulvern hergestellt werden und so ihre Endfestigkeit erreichen, verwendet. Zur Herstellung metallischer Werkstücke werden neben Pulvern aus reinen und legierten Metallen auch Pulver aus Metallverbindungen sowie Pulvergemische verwendet.