Passivierungsverhalten

Passivierungsverhalten bezeichnet das Verhalten von Metallen gegenüber der Bildung und Stabilisierung einer dünnen, chemisch oder elektrochemisch gebildeten Oxidschicht, die den weiteren Abbau durch Korrosion verlangsamt oder verhindert. Typische Beispiele finden sich bei Edelstahl, Aluminium, Titan und bestimmten Nickellegierungen. Die passivierende Schicht ist meist sehr dünn (Nanometer bis wenige Hundert Nanometer) und zeichnet sich durch geringen Ionentransport und hohe Widerstandsfähigkeit gegen weitere Reaktionen aus. Sie kann durch Beschädigungen repassiviert werden, sofern die Umgebungsbedingungen dies zulassen.

Der Mechanismus beruht auf der Reaktion des Metalls mit dem umgebenden Medium, wobei sich ein schützendes Oxidfilm bildet. Die Filmdichte, -zusammensetzung und -struktur hängen vom Werkstoff (z. B. Cr-Gehalte bei Edelstahl) sowie von Temperatur, pH-Wert und Gegenionen ab. Defekte im Film ermöglichen dennoch lokale Durchdringung, wodurch Pitting- oder Crevice-Korrosion auftreten kann, insbesondere in chloridhaltigen Medien. Die Passivität ist daher oft nur in einem bestimmten Potential- und Umweltbereich stabil.

Einflussfaktoren sind Werkstoffzusammensetzung, Oberflächenvorbehandlung, Temperatur, pH, Leitfähige Salze und mechanische Beanspruchung. Auch freigesetzte oder angrenzende Aggressoren wie Sulfate, Chloride oder Säuren beeinflussen Filmstabilität und Repaspiration.

Messmethoden zur Charakterisierung umfassen elektrochemische Polarisation, Potentiostatische Halte, Elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) sowie Langzeitbelastungen. Kennzahlen sind passiver Stromdichte, Spaltwinkel der passivierenden Region, sowie die Pitting- oder Transpassivierungspotenziale.

In der Praxis ist das Passivierungsverhalten zentral für die Korrosionsbeständigkeit von Bauteilen und Oberflächenbehandlungen; es bestimmt die Lebensdauer, Wartungsintervalle und industrielle Anwendungen von passivierten Metallen.

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