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Bildung von Passivschichten Reaktionen
 
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TheArtist



Anmeldungsdatum: 18.05.2020
Beiträge: 751

BeitragVerfasst am: 20. Feb 2021 11:33    Titel: Bildung von Passivschichten Reaktionen Antworten mit Zitat

Ich hatte letztens Besuch von einem Kollegn aus der Meisterschule im Krankenhaus und dieser meinte, das sich immer Feuchtigkeit in der Reaktionsgleichung (Wasser) mit befinden muß, damit z.b. Aluminium eine Passivschicht bildet.

Das wäre wie beim normalen rosten von Stahl.
Man braucht ein Elektrolyt für den Elektronentransport.

Aber das kann doch nicht sein.

Edelstahl z.b. passiviert doch auch in völligst trockener Luft.
Es benötigt lediglich Sauerstoff.

Hat mein Kollege da etwas durcheinander geworfen?
Oder ist das bei Aluminium anders???

ich kann leider keine Reaktionsgleichung für die Passivschichtbildung von Aluminium finden.

Ich vermute aber eher, das er da was durcheinander gebracht hat.

Bei Rost, sprich normalem Stahl ist es ja so, das ohne die Feuchtigkeit kein Rost entstehen kann.
Ein Elektrolyt braucht es eben.
Brassica



Anmeldungsdatum: 06.10.2013
Beiträge: 292
Wohnort: Berlin

BeitragVerfasst am: 20. Feb 2021 21:19    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat : ich kann leider keine Reaktionsgleichung für die Passivschichtbildung von Aluminium finden.


Schaust Du bei -Chemgapedia- unter Aluminium, hier Reaktionsverhalten.
Vielleicht ist das hilfreich

_________________
Der--rettich-- vom CO-Forum

Selbstverständlich kann und darf ich mich irren.
Will es aber nicht.
TheArtist



Anmeldungsdatum: 18.05.2020
Beiträge: 751

BeitragVerfasst am: 21. Feb 2021 08:22    Titel: Antworten mit Zitat

Das was ich suche, habe ich noch nicht ganz gefunden.

Ich weiß aber, das mein Kollege nicht recht hatte.

Für die Passivschichtbildung reicht NUR Sauerstoff.
Es wird keinerlei Feuchtigkeit gebraucht.
Kenne jetzt auch verschiedene Korrosionsarten und weiß, das die ganzen Schadstoffe in der Luft wie SO2, CO2 und NO2 erst dann ein Problem werden, wenn Wasser dazu kommt.
Dann entstehen saure Lösungen, die das Rosten oder die Auflösung der Passivschicht sehr beschleunigen.
Sprich gasförmiges, SO2, CO2 und NO2 sind kein Problem für z.b. Edelstahl.
Oder bin ich da schon wieder falsch?

Und das es Legierungen gibt, wo die Passvschicht von Aussen nach Innen wächst und welche wo die Passivschicht von Innen nach Aussen wächst.

Daa ist wohl bei den meisten Metallen so.

Mich würde mal interessieren ob bei Aluminium, Titan und Edelstahl, auch das Wachstum von Aussen nach Innen ist.
Konnte dazu nix finden.
Eine Antwort wäre hier toll.

Gedankenexperiment:

Ich habe ein Gebilde das ich aus mehreren Teilen Fräse und zusammen schweiße, alles unter Sauerstoffausschluß und das auch nie Sauerstoff sehen soll, aber trotzdem eine Passivschicht haben soll.

In diesem Fall wird praktsich erst alles zusammen geschweißt, und dann die Konstruktion gereinigt (äußerlich) und mit speziellen Mitteln behandelt, die "Dreck" aus der Oberfläche heraus holen und dann eine perfekte Passivschicht bilden.
Das ganze dauert etwa 3 - 7 h.

Ist ein High Tech Vorgang und könnte ja ebenfalls unter Sauerstoffausschluß statt finden.


Danach müßte man lediglich kurz Sauerstoff über diese behandelten Stelken kurz drüber leiten und hätte die Passivschicht.
Keine Schweißnaht ist absolut Gasdicht.
Aber so massiv sind die Undichtigkeiten wohl doch sicher nicht.
Sprich, wenn überhaupt Sauerstoff in dieser kurzen Zeit in das Innere vordingt, dann sind die Mengen absolut winzig und reichen gar nicht aus, um eine nennenswerte Passivschichtbildung im Inneren überhaupt auszulösen.
Sprich, die im Inneren bereits vorhandene Passivschicht wird nicht weiter wachsen, oder zumindets nicht zu der Grenze, wo sie ihre Elastizität verliert und als Ausgangspunkt für Risse dient.
Es bleibt also alles im Bereich von wenigen Nanometern.
Da die Zeit dieser Bearbeitung ja sehr kurz. Sprich das in Kontakt bringen mit Sauerstoff. Die ganze Vorbereitung dafür, kann man ja ebenfalls unter Inertgas durchführen.
Wenn man Zitronensäure dafür verwendet. und anschließend das ganze mit Sauerstoff in Verbindung bringt für die Passivschichtbildung.
Außerdem könnte man im Inneren 1013 mbar haben und den Luftdruck vom Sauerstoff für das passivieren auf z.b. 800 mbarr absenken.
Dann besteht gegen das Eindringen nach Innen sogar eine Druckbarriere.
Bei Normaldruck würde der komplette Repasdivierungsprozeß 60 min. dauern laut Fachfirma.
Und in 60 min. werden ja wie gesagt nur absolut minimalste Mengen ihren Weg durch die Schweißnaht finden.

Ab einer bestimmten Dicke ist das so, habe ich gelernt.
TheArtist



Anmeldungsdatum: 18.05.2020
Beiträge: 751

BeitragVerfasst am: 21. Feb 2021 14:06    Titel: Antworten mit Zitat

Nachtrag zu dem Gedankenexperiment.
Stahlflaschen und andere Behältnisse für Reinstgase sind ja auch geschweißt, oder haben angeschraubte Ventile.
Würde so eine Schweißnaht also etwas durchlassen was mengenmäßig relevant wäre, dann wäre das Reinstgas sofort "unrein".
Und bei Reinstgasen sind ja wirklich schon die aller geringsten Mengen ausreichend, um den Reinheitsgrad nicht halten zu können.

Also wird nach einer Stunde und vermutlich auch nach 10 h, keine Menge an Sauerstoff i das Innere vordringen können, die ein nennenswertes Wachstum der Passivschicht im Inneren bewirken würde.

Lehrer

Gase haben doch nur etwa 1/1000 der Dichte von Feststoffen.
Wenn ich jetzt 0,1 ml Sauerstoff habe als Gas und diesen 0,1 ml eine Fläche von 1000 mm2 zuordne als fiktiven Wert.
Dann wäre doch die Fläche die ich damit passivieren kann lediglich 1 mm2 groß. Jetzt mal ganz grob gesprochen.
Oder?
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