Korrosion. GFS im Fach Chemie von Karla Lauer
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- Rudolph Siegel
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1 Korrosion GFS im Fach Chemie von Karla Lauer
2 Gliederung 1. Einleitung 1.1 Alltag 1.2 Geschichte und Normung 1.3 Verschleiß 1.4 Korrosionserscheinungen 2. Vorgänge bei der Korrosion 2.1 Elektrochemische Korrosion Lokalelement Säurekorrosion Sauerstoffkorrosion 2.2 Chemische Korrosion 3. Korrosionsarten und ihre Ursachen 3.1 gleichmäßige Flächenkorrosion 3.2 Loch- und Muldenkorrosion 3.3 Bimetallkorrsion/ galvanische Korrosion 3.4 Spaltkorrosion 3.5 Selektive Korrosion 3.6 Spannungskorrosion 3.7 Blasenbildung 3.8 Erosion und Kavitation 4. Bedeutung der Korrosion 5. Korrosionsschutz 5.1 geeignete Werkstoffe und günstige Konstruktion 5.2 Inhibitoren 5.3 Oberflächenschutzschichten ( passiver Schutz ) Metallische Überzüge 5.4 kathodischer Korrosionsschutz ( aktiver Schutz ) 6. Versuche und Übungen
3
4 Korrosion kommt vom lateinischen corrodere = zerfressen, zernagen
5
6 Per Definition ist Korrosion die nicht beabsichtigte von der Oberfläche ausgehende, durch chemischen oder elektrochemischen Angriff entstehende Veränderung eines metallischen Stoffes. (nach DIN , T.1)
7 Werkstoff angreifendes Medium (korrosives Mittel): Feste, flüssige oder gasförmige Stoffe die das Metall umgeben verursachen Korrosion
8
9
10 Werkstoff Korrosives Mittel/Medium Korrosionsprodukte
11 Zn Zn e - (Oxidation) 2H 3 O + +2e - 2H 2 O + H 2 (Reduktion) Zn + 2H 3 O + Zn 2+ +2H 2 O + H 2
12
13 1. Zwei sich berührende Metalle 2. Die Kontaktfläche ist von einem Elektrolyt umgeben Lokalelement/ Kontaktelement Ein auf kleinstem Raum kurzgeschlossenes galvanisches Element
14 Elektronenfluss Vom unedleren (Minuspol, Lokalanode) Zum edleren (Pluspol, Lokalkathode) Metall
15 Korrosion beruht auf der Bildung von Lokalelementen
16
17 Eisen ist wegen seinem kleineren Normalpotential der Minuspol : Lokalanode Fe Fe e - (Oxidation)
18 4H 2 O 2H 3 O + + 2OH - 2H 3 O + +2e - 2H 2 O + H 2 (Reduktion) Fe + H 3 O + Fe H 2 O + H 2 in sauren Lösungen bei Sauerstoffmangel (Säurekorrosion)
19 O 2 + 2H 2 O + 4e - 4OH - 2Fe + O 2 + 2H 2 O 2Fe OH - In neutralen oder alkalischen Lösungen bei Sauerstoffzutritt (Sauerstoffkorrosion)
20 Fe OH - Fe(OH) 2 4Fe(OH) 2 + O 2 FeO(OH) + 2H 2 O +III
21
22 4Fe + 3O2 2Fe2O3
23 Gleichmäßige Flächenkorrosion Man besitzt bereits ein Maß für diese Korrosionsart Dies ist der Masseverlust in g/ (m 2 * h) oder mm/jahr
24 Loch- und Muldenkorrosion
25 Bimetallkorrosion / galvanische Korrosion
26 Spaltkorrosion
27 Gefügekörner in Metallen (zur selektiven Korrosion)
28 Interkristalline Korrosion
29 Transkristalline Korrosion
30 Spannungskorrosion
31 Blasenbildung
32 In der Praxis wirken Korrosion, Erosion und Kavitation oft bei der Zerstörung von Werkstoffen zusammen
33 La Tour Eiffel est éternelle Erbauer: Gustave Eiffel Bauzeit: Beschäftigte: Material: 300 Arbeiter 2,5 Mio. Nieten 7000 Tonnen Stahl Höhe: 300,5m 320,5m (mit Antenne) Besucher: 5,7 Mio. /a Kosten für die Instandhaltung: Totalsanierung 1989: 200 Mio. FF = 65 Mio. DM alle 7 Jahre Streichen mit 50 t Farbe
34 Konstruktion
35 Aluminium, Eloxalschicht Al2O3
36 leüberzüge
37 Feuerverzinken
38 Edleres Schutzmetall : unechtes Schutzmetall Unedleres Schutzmetall: echtes Schutzmetall
39 Spannungsreihe der Metalle
40 Kathodischer Korrosionsschutz
41 Quellen ( ) Braun, Herwig: Fachkunde Metall. 52.Aufl. Haan-Gruiten, 1996 Kammer, Catrin: Werkstoffkunde für Praktiker. 4.Aufl. Haan- Gruiten,1997 Eisner, Werner: Elemente Chemie II.Gesamtband. Unterrichtswerk für die Sekundarstufe II, 1.Aufl. Stuttgart: Klett,
42 Versuche
43 1. Herstellen einer Salz Indikatorlösung
44 Salz- Indikatorlösung: Wasser Natriumchlorid (für den Elektrolyt) Kalium-hexacyanoferrat(III) (K 3 [Fe(CN) 6 ]) Phenolphtaleinlösung (Indikator für OH - )
45 Entstehen bei der Korrosion Fe 2+ -Ionen, reagieren sie mit den ([Fe(CN) 6 ] 3- -Ionen zu einer Blauen Verbindung, Berliner Blau Kalium-hexacyanoferrat(III) (K 3 [Fe(CN) 6 ]) ist ein Indikator für Fe 2+ -Ionen Also Stellen, an denen Korrosion stattfindet
46 1 Nagel wurde an zwei Enden blankgeschmirgelt und mit Aceton gereinigt
47 1 Nagel wurde komplett behandelt und mit der Spitze in eine Flamme gehalten Es bildete sich eine Oxidschicht
48 1 Nagel wurde komplett behandelt und in der Mitte mit Kupferdraht umwickelt
7 Korrosion und Korrosionsschutz
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