Passivierungslagen

Passivierungslagen, auch Passivationsschichten genannt, sind dünne, dichte Oxidschichten, die sich auf Metalloberflächen bilden und als Barriere gegen weitere korrosive Reaktionen wirken. Sie reduzieren die Aktivierung der Metallauflösung und erhöhen damit die Korrosionsbeständigkeit des Werkstoffs. Die Schicht entsteht entweder spontan bei Kontakt mit Luft oder Wasser oder wird durch chemische Passivierungsvorbehandlungen erzeugt.

Typische Trägerstoffe und Bildungsläufe sind rostfreie Stähle, Aluminium, Titan und ähnliche Legierungen. Auf Edelstahl bildet sich vor allem eine Chromoxid-Schicht (Cr2O3) aus, während auf Aluminium eine natürliche Aluminiumoxid-Schicht (Al2O3) entsteht. Die Passivierung kann durch bestimmte Chemikalien unterstützt werden, welche Verunreinigungen entfernen und die Bildung der schützenden Oxidschicht fördern. Die Schicht ist in der Regel wenige Nanometer bis wenige Dutzend Nanometer dünn, fest haftend und weitgehend dicht, sodass sie das Eindringen schädlicher Ionen erschwert. Sie verfügt oft über selbstheilende Eigenschaften: beschädigte Bereiche können sich durch weitere Oxidbildung wieder schließen.

Anwendungen und Grenzen: Passivierungslagen finden in der Korrosionsschutzpraxis breite Anwendung, beispielsweise in der Chemie-, Lebensmittel- oder Medizintechnik, wo eine stabile Barriere erforderlich ist. Ihre Wirksamkeit hängt stark von Umweltbedingungen ab; Chlorid-Ionen oder saure Medien können zu localizedm Ausbruch oder Passivierungsverlust führen (z. B. Pitting). Mechanische Beschädigungen oder extreme Temperaturen können die Schicht beeinträchtigen. Die Bewertung erfolgt typischerweise mit elektrochemischen Messungen wie Polarisationstiefe, Impedanzspektren oder pH-/Ionen-Konzentrations-Abhängigkeiten.