Titelaufnahme

Titel
Elektrochemische Untersuchung mit dem Impedanztitrator der Korrosion von zinkbeschichtetem Stahl / eingereicht von Andreas Polednak
VerfasserPolednak, Andreas
Begutachter / BegutachterinHassel, Achim Walter
ErschienenLinz, 2017
UmfangII, 79 Blätter : Illustrationen
HochschulschriftUniversität Linz, Masterarbeit, 2017
SpracheDeutsch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (GND)Stahl / Zinklegierung / Korrosion / Titration / Elektrochemisches Verfahren
URNurn:nbn:at:at-ubl:1-16576 Persistent Identifier (URN)
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Elektrochemische Untersuchung mit dem Impedanztitrator der Korrosion von zinkbeschichtetem Stahl [5.23 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Mithilfe der Versuche im Impedanztitrator und der Analysen der Proben und der Elektrolyten konnte das Verhalten von ZM120 und Z275 beschichteten Stahlblech bezüglich Oberflächenzusammensetzung nach der Reaktion, Auflöseverhalten und entstehende Produkte bei den pH-Werten 2.0 bis 6.0 untersucht werden. Aufgebaut wurde das Messsystem im Impedanztitrator, die Probe diente als Arbeitselektrode, als Bezugselektrode wurde ein Golddraht verwendet und als Referenzelektrode wurde eine Ag/AgCl Elektrode genützt. Die Reaktion dauerte insgesamt jeweils 24 Stunden und es wurden laufend kleine Mengen an Elektrolyt entnommen, um anschließend via AAS die Zinkkonzentration im Elektrolyten zu bestimmen. Die Impedanzmessungen fanden stündlich in situ im Frequenzbereich 10000 Hz bis 0,01 Hz statt und dauerten jeweils 45 Minuten. Dabei stellte sich heraus, dass sich die reine Zinkbeschichtung Z275 schneller in schwefelsaurer Lösung auflöst, als die Zink-Aluminium- Magnesiumlegierung ZM120. Dabei steht die Korrosionsgeschwindigkeit der Beschichtungen in direktem Zusammenhang mit dem, in der Reaktion vorliegenden pH-Wert. Bei den pH-Werten 2.0 und 3.0 ist die Geschwindigkeit mit der die Beschichtungen aufgelöst werden so groß, dass keine Unterschiede im Korrosionsverhalten von ZM120 und Z275 festgestellt werden konnten.

Bei pH 5.0 und 6.0 wird deutlich, dass sich Z275 beim Auflösen anders verhält als ZM120 und dieses durch das häufigere Auftreten von Schwachstellen zu einer größeren Anzahl an Blasen im Freibewitterungsversuch neigt. Es wird angenommen, dass die Blasenbildung ein statistisches Phänomen ist, deren Häufigkeit mehr von der Anzahl der Schwachstellen abhängt, daher von jenen Stellen die schneller korrodieren und somit Löcher in der Oberfläche bilden, als von deren Größe. Dadurch, dass sich die gelösten Metallionen nicht sofort nach Verlassen des Kristallgitters im gesamten Elektrolyten verteilen, sondern sich zunächst nahe an der Arbeitselektrode, der Probe, befinden, kommt es zur Ausbildung einer Diffusionsschicht die mitverantwortlich für die gemessene Impedanz in der elektrochemischen Impedanzmessung ist. In dieser Diffusionsschicht bildet sich bei höheren pH-Werten (pH 5.0 und 6.0) ein Verteilungsgleichgewicht, dadurch tendieren Messungen bei hohem pH-Wert, im Gegensatz zu den Messungen bei niedrigen pH-Werten (pH 2.0 und 3.0) dazu, dass Widerstand und Kapazität im Zeitverlauf gleich ansteigen oder gleich sinken. Zusammengefasst lässt sich sagen, dass das dünnere ZM120, aufgrund seiner Legierungszusammensetzung, zwar langsamer in Schwefelsäure korrodiert, das dickere, aus reinem Zink bestehende, Z275 aber wegen der höheren Schichtdicke das darunterliegende Eisen länger vor äußeren Einflüssen schützt.