Die elektrolytische Oxydation des Aluminiums und seiner Legierungen: Grundlagen und Richtlinien für die praktische Durchführung der Eloxalverfahren
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Dresden-Leipzig
Steinkopff
1938
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DES ALUMINIUMS
UND SEINER LEGIERUNGEN
GRUNDLAGENUNDRICHTLINIEN
FÜR DIE PRAKTISCHE DURCHFÜHRUNG
DER ELOXAL VERFAHREN
V O N
Dr A JENNY
MIT 107 ABBILDUNGEN UND 36 ZAHLENTAFELN
VERLAGVONTHEODORSTEINKOPFF
DRESDENUNDLEIPZIG
Inhaltsverzeichnis
Seite
Vorwort VII
Einleitung 1
Allgemeiner Teil 8
1 Die Vorgänge bei der Auflösung von Salzen in Wasier 10
Lösungsdruck Osmotischer Druck 10
Dissoziationsgrad 11
Vorgänge bei der Neutralisation Hydrolyse • 13
2 Da* Verhalten der Metalle gegen Flüssigkeiten 15
Indifferente Flüssigkeiten 15
Wässerige Lösungen 16
Neutrale Salzlösungen Elektrolytisches Potential 17
Vorzeichen des elektrolytischen Potentials 18
Gleichung von W Nernst 19
Galvanische Elemente, Potentialdifferenz (EMK) 20
Elektrolytisches Normalpotential 21
Messung der Potentiale Polarisation 22
Elektrochemische Spannungsreihe 22
Auflösung der Metalle 24
Lokalelemente • : 26
Homogene und heterogene Legierungen Resistenzgrenze 27
Konzentrationspolarisation 29
Sauerstoffkonzentrationselement 30
Auflösung reiner Metalle durch Säuren 30
Wasserzersetzung durch Metalle 31
Überspannung des Wasserstoffs und Sauerstoffs 31
Verschiebung des Potentials durch ungleiche Belüftung 34
3 Das chemische Verhalten der Metalle gegen Gase 37
Oxydation der technischen Schwermetalle an der Luft 37
Passivität 40
4 Die anodischen Vorgänge an den Metallelektroden 41
Polarisationsspannung 42
Zersetzungsspannung 42
Reststrom 42
5 Die diemischen Eigenschaften des Aluminiums und seineT Legie
rungen 44
Oxydation an der Luft 44
Verhalten des Aluminiums gegen wässerige Lösungen 46
Einwirkung von Säuren 46
Einwirkung von Basen 48
Einwirkung von Salzlösungen auf Aluminium 48
X Inhaltsverzeichnis
Seite
Korrosionshemmende Zusätze Stabilisatoren Inhibitoren 49
Einwirkung verschiedener Stoffe auf handelsübliches Reinaluminium 51
Übersicht über die Einwirkung verschiedener Stoffe auf handelsübliches
Reinaluminium 51
Chemisches Verhalten des raffinierten Aluminiums 61
Verhalten der Aluminiumlegierungen 62
6 Da» elektrolytische Verhalten des Aluminiums und anderer Venfil-
me falle 66
Geschichtlicher Rückblick 66
Zusammenfassung der Ergebnisse des geschichtlichen Rückblicks 81
fv Verschiedene Ventilmetalle 83
Klassifizierung der metallischen Anoden nach den Eigenschaften der an c
ihnen auftretenden Verbindungen 85
Kathodisches Verhalten des Aluminiums 86
7 Die anodische Oxydation des Aluminiums 87
A Gleichstrombehandlung 87
Strom-Zeitkurven und Spannungs-Zeitkurven : 87
Funkenspannung Maximalspannung 88
Glimmerscheinungen an Ventilanoden : 91
Strom-Zeitkurven bei konstant gehaltenen Spannungen 91
Stromdichte-Zeitkurven bei plötzlicher Spannungsänderung 93
Strom-Zeit-Gesetz -Gesetz) 95
Spannungs-Zeitkurven bei konstant gehaltener Stromstärke 96
Mindestspannung 100
B Wechselstrombehandlung 102
Verschiedene Anordnungen für die Wechselstrombehandlung 106
Einfluß der Frequenz 107
Kombinierte Gleichstrom- und Wechselstrombehandlung 108
Charakteristik, statische, dynamische 109
C Das Wachstum der Oxydschichten bei Gleichstrom- oder Wechsel
strombehandlung 114
a) Gleichstrombehandlung 114
Theoretische Gewichtszunahme des Aluminiums 114
Gewichtszunahme in Abhängigkeit von der Elektrizitätsmenge
bei verschiedenen Spannungen v - 115
Gleichzeitige Dickenänderungen des Aluminiums und der
v Schicht 115
Schichtdickenzunahme mit der Zeit 120
b) Wechselstrombeliandlung
Gewichtszunahme und Dickenwachstum der Schicht, Dicken- 120
abnahme des Aluminiums 120
c) Wachstum der Schicht bei Wechselstrom-Gleichstrom-Über
lagerung , 123
D Einfluß der Temperatur auf das Wachstum der Schicht v 126
E Einfluß der Zusammensetzung des Metalls auf die Schichtdicke 127
F Zusammensetzung der Oxydschichten 128
Inhaltsverzeichnis XI
Spezieller Teil Seite
8 Die Eigenschaften der Aluminiumoxydschichten 1 3 0
Spezifisches Gewicht 130
Härte, Verschleißfestigkeit • 131
Einfluß der Zusammensetzung des Grundmetalls und des Oxydations
verfahrens auf die spez Verschleißfestigkeit 134
Biegefähigkeit, Tiefziehfähigkeit 136
Temperaturbeständigkeit 137
Haftfestigkeit 37
Eigenfarbe der Oxydschichten 138
Lichtreflexionsvermögen — ••• • :•:••• 40
Wärmestrahlungsvermögen 142
Porosität der Oxydschichten 143
Dielektrizitätskonstante und Durchschlagsfestigkeit 145
Korrosionsbeständigkeit /•••:• 152
Methoden der Korrosionsprüfung 158
9 Chemisdie Vorgänge an den Elektroden und im Elektrolyten - 161
10 Badüberwachung 164
Erschöpfung und Ergänzung der Oxalsäurebäder 164
Erschöpfung und Ergänzung der Schwefelsäurebäder 168
Verunreinigungen der Bäder, ihre Vermeidung und Beseitigung 170
11 MaierialbesAaffenhe it und Form der Gegenstände qIs Ursachen
von Fehlern in der Schicht 172
Einfluß der Oberflächenbeschaffenheit 172
Einfluß des Gefügezustandes 173
Tiefenwirkung der elektrolytischen Oxydationsbäder 174
Einfluß der Form der zu behandelnden Gegenstände (Drähte, Hohlkörper,
Flaschen, Rohre, umgebördelte Teile) 175
Aus mehreren Teilen zusammengesetzte Gegenstände: zusammenge
schweißte und -genietete Teile, Gegenstände mit Teilen aus Schwer
metall 177
12 Die technischen Verfahren der elektrolytischen Oxydation von
Aluminium und Aluminiumlegierungen 178
Übersicht : 179
Verfahren von Bengough und Stuart 181
13 Richtlinien für die praktische Durchführung der Eloxalverfahren 181
Schematische Darstellung der Arbeitsgänge 182
A Mechanische Vorbearbeitung (Schleifen, Polieren, Mattieren) 183
Befestigung der Kontaktklemmen 183
B Chemische oder elektrolytische Vorbereitung 184
Entfetten mit organischen Fettlösungsmitteln 184
Beizen in Natronlauge und Salpetersäure , 184
Entfernung der Oxydschicht von fehlerhaften Stücken 185
Elektrolytische Vorbehandlung 185
1 Elektrolytische Entfettung 185
2 Elektrolytische Glänzverf;ihren; Aluminium-Reflektoren 186
C Eloxieren 190
GS-Verfahren 190
GX- und GXh-Verfahren • 192
XII- lnhaltsverzeichnis
Seite
WX-Verfahren 193
WGX-Verfahren 193
Oxydation von Massenartikeln 194
Spülen und Neutralisieren 194
D Nachbehandlung der Eloxalschichten 194
a) Schließen oder Abdichten der Poren 195
Abdichten der Poren mit wasserabstoßenden Mitteln 195
Abdichten der Poren durch Behandlung mit anorganischen
Stoffen 196
Abdichten mit heißem Wasser - 196
Abdichten mit Wasserglas 196
Abdichten mit Bichromat 197
Abdichten mit hvdrolysierenden Salzen 197
b) Färbung - 197
Färbung mit organischen Farbstoffen 198
Färbung mit anorganischen Körperfarben 201
c) Seofotoverfahren 202
d) Überblick über die Verwendung elektrolytisch oxydierter
Leichtmetalle • 205
14 Die chemischen Verfahren der Oberflächenbehandlung • • 208
a) Mattieren ••• • • • 208
b) Oxydische Schutzschichten , 209
MBV-Verfahren ^ ; 210
Jirotka-Verfahren ; • 215
Protal-Verfahren : 216
Pacz-Verfahren • 216
Sachverzeidinis 217
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