Was passiert beim Eloxieren von Aluminium?
Was genau passiert beim Eloxieren von Aluminium? Wir haben das Aluminium zuerst abgeschmirgelt und geputzt, um eine Luftoxidschicht zu entfernen. Dann bei der Elektrolyse, habe ich im Internet gelesen, wird wieder eine Oxidschicht angebracht.
Wir haben zwei Proben verglichen, und die, die nicht elektrolysiert wurde, schaut anders aus. Warum ist die Elektrolyse-Oxidschicht anders, als die Luft-Oxidschicht? Ich kann mir da keinen Reim drauf machen. Bitte erklärt mit das Eloxieren!
5 Antworten
Hallo, Al ist ein sehr unedler Werkstoff, der aber durch einen dichten isolierenden Al2O3 Überzug an Luft passiviert. Diese Schicht ist hauchdünn. Wegen des günstigen Pilling Bedworth Verhätnisses (Volumen Substrat : Deposit) treten beim Eloxieren (= elektrisch forcierte Korrosion) ertragbare Eigenspannungen auf, die die Eloxalschicht bei richtiger Behandlung nicht aufreißen läßt. Man muß sich die Eloxierung so vorstellen, daß hexagoale Zellen aus hydratisiertem Al2O3 aufwachsen, in deren Mitte eine winzige "Röhre" bzw. Pore bis dicht zum Substrat bzw. zur Sperrschicht reicht, wo ein entgegengesetzter Diffusionsprozeß zwischen Al Und O stattfindet. Bei Erreichen der maximalen (gleich dick bleibenden) Schichtdicke löst sich die Schicht (oben) in der Säure auf und wächst von unten nach, bis das Al bis zum Kern eloxiert ist, also an Volumen/Dicke abgenommen hat. Die Poren in den hexagonalen Zellen sind saugfähig und nehemn zu Beginn gierig Luftfeuctigkeit auf, auch Farbstofe - bis zur Sättigung. (Verdichtung).
Gruß Osmond
Der primäre Vorgang ist die Oxidation von Al zu Al2O3, egal ob Oxidation an der Luft oder elektrolytisch.
Der Unterschied ergibt sich durch die Dicke und Beschaffenheit der Oxidschicht.
Die elektrolytische Oxidation wird ja mit einem erheblichen Energieaufwand betrieben und durchbricht dabei immer wieder die sich bildende Sperrschicht (jedesmal mit einem etwas höheren Energieaufwand).
Im Ende ist die Schicht beim Eloxieren ~1000 mal dicker als bei der "natürlichen" Oxidation. Außerdem ist die Schicht in der Regel etwas poröser (durch das wiederholte Durchbrechen der Sperrschicht). Zusammen ergibt das natürlich ein etwas anderes Aussehen.
Die Vorbearbeitung des Al-Stücks macht natürlich auch einen Unterschied; Schmirgel rauht die Oberfläche noch zusätzlich auf und führt zu eher ungleichmäßiger Schichtbildung.
Beim industriellen Verfahren wird die Oberfläche erst gesäubert, eventuell geschliffen und poliert und dann in Laugen- gefolgt von Säurebädern behandelt. Erst dann erfolgt die elektrolytische Behandlung im Säurebad.
Die Reaktion ist wie folgt:
Katode (minus):
Hier wird das Hydroniumion (H3O+) in Wasserstoff und Wasser zerlegt (Reduktion) :
6H3O+ + 6e- -> 3H2 + 6H2O
Anode (plus):
I) Oxidation: 2Al -> 2Al3+ + 6e-
II) Die Aluminiumionen reagieren weiter:
2Al3+ + 3H2O --> Al2O3 + 6H+
Gesamtreaktion:
2Al + 3H2O --> Al2O3 + 3H2
Nur mal zur Klarstellung:
Du meinst wahrscheinlich Oxidschicht (Da braucht kein Sauerstoff, der übrigens Oxygenium heißt, mehr davor).
Geschrieben hast du aber Luftoxidschicht. Luft besteht aber größtenteils (ca. 70 %) aus Stickstoff (Nitrogenium). Und Aluminium wird nicht so schnell mit dem Stickstoff reagieren.
Ok, dachte ich mir. Achte aber das nächste Mal auf die Nomenklatur, ist in der Chemie äußerst wichtig.
Die Elektrolyse Oxidschicht ist Nicht Natürlichen ursprungs. Sie kann Beliebig dick eloxiert werden. das kann auch in verschiedenen Farben Geschehen.
Eine Einfache Oxidschicht entsteht von selbst und schützt das Aluminium vor weiterer korrosion.
Hallo Schweinsbraten4
Wie die Vorredner schon sagten: Beim Eloxieren wird die Schicht quasi künstlich erzeugt, durch Elektrolyse eben. Hier ist das auch ganz gut anhand Bildern beschrieben: http://www.aluservice.de/ratgeber/allgemeine-fragen/was-ist-eloxieren.html
Beim Eloxieren bilden sich Poren, die anschließend versiegelt werden müssen. Davor kann man das Teil auch noch in ein Farbbad geben. Wenn das Aluminium "normal" an der Luft mit dem Luftsauerstoff reagiert, ist die Schicht halt nur sehr dünn.
Mit Luft-Oxidschicht meine ich eine Oxidschicht, die durch den Luftsauerstoff von alleine entsteht. Die Wasser-Oxidschicht ist jene, die mit dem Sauerstoff aus der Elektrolyse entsteht.