Eloxal-Verfahren

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Das Eloxal-Verfahren (von Eloxal, Abkürzung für elektrolytische Oxidation von Aluminium) ist eine Methode zum Erzeugen einer oxidischen Schutzschicht auf Aluminium durch anodische Oxidation. Dabei wird auf der obersten Metallschicht ein Oxid (Al2O3) bzw. Hydroxid (Al(OH)3) gebildet.

Anwendung[Bearbeiten]

Beispiele für Anwendungen von eloxiertem Aluminium in der Fahrzeugtechnik, im Maschinenbau, bei Haushaltswaren und bei Konsumgütern

Die atmosphärische Oxidschicht des Aluminiums beträgt lediglich wenige Nanometer. Durch das Eloxal-Verfahren entsteht eine 5 bis 25 Mikrometer dünne Schicht, die tiefere Schichten vor Korrosion schützt, solange keine Lücken, beispielsweise durch mechanische Beschädigung, in dieser Schicht entstehen. Durch das Eloxieren erhalten Aluminium Oberflächen eine besonders harte und kratzfeste Versiegelung.

Ungefärbte und gefärbte dünnere Schichten (8–20 µm) dienen vorwiegend dekorativen Zwecken (beispielsweise für die Oberflächen von MP3-Playern, Mobiltelefonen oder Laptops). Relativ dicke Eloxal-Schichten (20–25 µm) werden vor allem als Korrosionsschutz in der Bauindustrie, aber auch für Automobilteile, Flugzeugteile und Haushaltsgegenstände eingesetzt.

Da die Schicht aus Aluminiumoxid besteht, leitet sie im Gegensatz zu Aluminium den elektrischen Strom nicht.

Vorbehandlung[Bearbeiten]

Zunächst werden die Aluminiumteile vorbehandelt, d.h. entfettet und gebeizt. Beim Beizen wird die dünne, natürliche Oxidschicht entfernt. Um eine gleichmäßige Oberfläche zu erhalten, wird meist zunächst basisch mit auf Natronlauge basierenden Laugen gebeizt, anschließend sauer mit Salpetersäure oder Flusssäure. Das Aluminium sollte nach Möglichkeit keine ungeeigneten metallische Legierungselemente, nichtmetallische Einschlüsse oder Verunreinigungen enthalten, da deren Primär- und Sekundärphasen einen regulären Aufbau der Eloxalschicht stören können.

Schließlich folgt das Verdichten der Poren, um die Einlagerung von korrosionsfördernden Stoffen zu verhindern. Das eloxierte und eventuell gefärbte Aluminium wird in Wasser durch einfaches Kochen verdichtet. Dabei kommt es zu einer Reaktion zwischen dem Aluminiumoxid und Wasser, es bildet sich Aluminiumoxid-Hydrat (Al2O3 · H2O). Durch die dadurch erfolgte Volumenzunahme werden die Poren verengt und geschlossen.

Eloxieren[Bearbeiten]

Nach der Oberflächen-Vorbehandlung erfolgt das eigentliche Eloxieren. Das Eloxal-Verfahren bedient sich der Elektrolyse. Das elektrolytische Verfahren wird üblicherweise mittels Gleichstrom in Schwefelsäure- oder Oxalsäure-Elektrolyten durchgeführt. Die Säure wird nur zur Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit verwendet und ist an der Reaktion nicht beteiligt. Dabei wird das Aluminium als Anode geschaltet,

Die Gesamtreaktion kann, wie folgt, beschrieben werden:

An der Anode findet die Oxidation von Aluminium zu Aluminium(III)-Ionen statt und anschließend die Weiterreaktion zu Aluminium(III)-oxid. Man nennt daher das Verfahren auch Anodisieren.

Die Gegenelektrode besteht meistens aus einem Material, das vom Elektrolyten nicht angegriffen wird. Die Kathode zerlegt das in der Säure enthaltene Oxonium (H3O+) in Wasser und freigesetzten Wasserstoff.

Die Werkstücke werden üblicherweise ganz oder teilweise in das Oxidationsbad eingetaucht oder durch dieses gezogen; die Stromquelle ist am Werkstück und an der im Bad tauchenden Gegenelektrode befestigt.

Gefärbtes Eloxal[Bearbeiten]

Gefärbte Eloxal-Überzüge sind sehr verbreitet, zum Beispiel Schmuck, Gehäuse oder Zifferblätter. Nach dem Eloxieren wird das Aluminium in Farbstofflösungen getaucht oder an Farbbändern eingefärbt. Beim Färben mit diesem Verfahren lagern sich die organischen Farbstoffmoleküle oder anorganischen Metallionen vorwiegend in den oberen Bereichen der Poren der Eloxal-Schicht an und gehen teilweise Bindungen mit der Oxidschicht ein. Beim elektrolytischen Färben mit Wechselspannung hingegen dringen die Metallionen tief in die Poren der Schicht ein. Die so zum Teil mit Metall gefüllten Poren verursachen nun durch Aufnahme- und Streueffekte eine lichtechte Färbung.

Weiterführende Informationen[Bearbeiten]

Seite „Eloxal-Verfahren“. In: Wikipedia, Die freie Enzyklopädie. Bearbeitungsstand: 15. September 2012, 12:38 UTC. URL: http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Eloxal-Verfahren&oldid=108099847 (Abgerufen: 25. September 2012, 10:08 UTC)