Chromoxidschicht

Chromoxidschicht, auch Chromoxidschicht, bezeichnet eine dünne, dichte Schicht aus Chrom(III)-oxid Cr2O3, die sich auf chromhaltigen Werkstoffen wie Edelstahl oder verchromten Oberflächen bildet. Sie entsteht entweder spontan durch Kontakt mit Luft und Feuchtigkeit oder wird durch chemische Passivierung bzw. kontrollierte Oxidation gezielt verstärkt. Die Schicht ist der zentrale Baustein der Passivierung und sorgt für die hohe Korrosionsbeständigkeit dieser Materialien.

Eigenschaften: Die Schicht ist typischerweise nur wenige Nanometer dick, fest haftend und behindert den Diffusionspfad von Metallatomen. Sie besitzt eine große chemische Stabilität in oxidierenden Medien und erneuert sich selbst, falls sie durch kleine Schäden durchbrochen wird. Bei größerer Dicke können Interferenzfarben auftreten, die von Blau- bis Braunnuancen reichen.

Bildung und Pflege: In der Regel bildet sich der passivierte Film rasch nach dem ersten Kontakt mit Luft und Feuchtigkeit aus. Der Chromgehalt des Basismaterials bestimmt die Stabilität des Films; Edelstahl muss einen ausreichend hohen Cr-Anteil besitzen (typisch mehr als ca. 10,5 %). Passivierungsbehandlungen in nährstoffarmen Säurelösungen (z. B. HNO3, Citratlösungen) oder natürliche Oxidationsprozesse verbessern bzw. erneuern die Schicht.

Bedeutung und Anwendungen: Die Chromoxidschicht ist entscheidend für die Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl und Chrombeschichtungen. Sie verhindert das Eindringen von aggressiven Medien und ermöglicht eine langlebige, selbstheilende Oberflächenstruktur. Gezielte Oxidationen können zudem zur Herstellung hitzebeständiger Chromoxid-Schichten genutzt werden.

Nachweis und Messung: Charakterisiert werden Dicke und Zusammensetzung mittels XPS (Röntgenphotoelektronenspektroskopie), AES (Auger-Elektronen-Spektroskopie), Raman-Spektroskopie, Ellipsometrie oder elektrochemischer Impedanzspektroskopie.