Potentiodynamik

Potentiodynamik, auch potentiodynamische Polarisation genannt, ist eine elektrochemische Messmethode zur Charakterisierung der Reaktionskinetik und des Korrosionsverhaltens von Metallen und Legierungen. Dabei wird das Potenzial der Arbeitselektrode zeitabhängig verändert (gescannt), während der resultierende Strom gemessen wird. Typischerweise kommt ein Drei-Elektroden-System zum Einsatz: Arbeits- bzw. Probenelektrode, Referenzelektrode und Gegenelektrode, in einer Elektrolytlösung. Das Potenzial wird mit konstanten Scanraten, meist im Bereich von etwa 0,1 bis 1 mV/s, gescannt. Die resultierende Polarisationskurve I gegen E liefert Informationen über aktives und passiviertes Verhalten, Passivierung, Transpassivation und Hinweise auf lokale Korrosion.

Wichtige Größen aus der Kurve sind Ecorr (Korrosionspotential) und iCorr (Korrosionsstromdichte), Epit (Pitting- oder Durchbruchspotenzial) sowie ip (Passivationsstromdichte). Aus der Kurve lassen sich außerdem die Tafel-Steigungen ba (anodisch) und bc (kathodisch) bestimmen. Der anodische Zweig beschreibt vor allem Oxidations- und Lösungsreaktionen, der kathodische Zweig Reaktionen wie Wasserstoffentwicklung. Ein Passivierungsbereich mit relativ geringem Stromfluss kennzeichnet eine schützende Oxidschicht; das Erreichen von Epit weist auf eine erhöhte Anfälligkeit für Lokalkorrosion hin. Wegen IR-Drops kann die Kurve verzerrt sein; daher wird oft eine iR-Kompensation verwendet oder Messungen in gut konditionierten Lösungen durchgeführt.

Anwendungen der Potentiodynamik umfassen die Bewertung der Korrosionsbeständigkeit von Metallen, Legierungen und Beschichtungen, das Screening von Korrosionsinhibitoren sowie die Beurteilung schützender Beschichtungen. Zudem dient sie der Untersuchung des Einflusses von Umweltparametern wie pH, Elektrolytzusammensetzung und Cl--Konzentration auf das Korrosionsverhalten.