Biologie und Chemie für Schülerinnen und Schüler am Gymnasium

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Elektrochemische Reaktionen...

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Stahlträger stützen die Fragmente einer alten, hässlichen Fassade

4. Korrosionsschutz durch Überzüge

Um einen Werkstoff vor Korrosion zu schützen, müssen die Ursachen der Korrosion eingedämmt werden. Das heißt also, es muss das Einwirken von Luftsauerstoff und Feuchtigkeit auf den Werkstoff (meist Eisen) verhindert werden. Außerdem ist eine Umgebung günstig, wo möglichst wenige Gase in Feuchtigkeit gelöst werden können. Formen des so genannten passiven Korrosionsschutzes habe ich in der folgenden Tabelle zusammengestellt. Es ist der Korrosionsschutz durch Überzüge auf Stahl.

Art des ÜberzugesMerkmale

Überzug aus edleren Metallen, zum Beispiel:
Chrom, Nickel, Gold, ZinnVergoldete Kugel am Kirchendach

  • Stellt einen guten Schutz für Stahl dar, wenn das Überzugsmetall nicht beschädigt wird
  • Fehler im Überzugsmetall führen zur schnelleren Zersetzung des zu schützenden Metalls durch Ausbildung von Lokalelementen
  • die Herstellung ist kostengünstig und relativ ungefährlich
  • wird angewendet für den Korrosionsschutz feinmechanischer Werkzeuge (Verchromen), verzinntes Eisenblech (Weißblech für Konservendosen), Vergoldung von bestimmten Dachelementen, Verzierungen
  • links im Bild ist die vergoldete Kugel an einem Kirchendach zu erkennen, sie glänzt nicht nur schön in der Sonne, sondern schützt das darunter liegende Metall dauerhaft

Überzug aus unedleren Metallen, zum Beispiel:
Zink, AluminiumEin verzinktes Zaunsfeld

  • sehr guter, dauerhafter Schutz vor atmosphärischen Einflüssen
  • bei Beschädigung wird das unedlere Metall (Zink) unter Bildung eines Lokalelementes zersetzt, der zu schützende Stahl bleibt zunächst unversehrt, Korrosion des Stahls schreitet nur langsam voran
  • die Herstellung hat aber ein sehr hohen Energie- und Rohstoffverbrauch
  • wird häufig im Außenbereich eingesetzt: zum Beispiel Dachabdeckungen, Zaunsfelder, Mülltonnen, verzinkte Eisenbehälter, im Fahrzeug- und Maschinenbau (Feuerverzinkte Fahrzeugkarossen sind bekannt)
  • links im Bild ist ein verzinktes Zaunsfeld zu erkennen

Überzug aus Metalloxiden, zum Beispiel:
Aluminiumoxidverkleidete Fassade

  • Aluminium hat eine geringe Dichte und ist ein sehr zäher Werkstoff
  • trotzdem ist dieses Metall recht reaktionsfähig
  • Aluminium bildet an der Luft von allein eine dichte, schützende Oxidschicht, so dass es vor weiterer Oxidation geschützt ist
  • Aluminium wird passiviert, das heißt, das es an der Luft nicht weiter reagiert
  • diese Art von Korrosionsschutz wird in vielen Bereichen der Autoindustrie, im Schiffsbau, aber auch in der Bauindustrie (zur Verkleidung von Fassaden) eingesetzt

Überzug aus Nichtmetallverbindungen, zum Beispiel:
EmailleEine Haarspange aus Emaille

  • Emaille ist ein glasähnliches Material
  • Stahl bildet mit Emaille einen guten, korrosionsbeständigen Werkstoff
  • dieses Verfahren des Emaillierens wird angewendet für Schüsseln, Eimer, Schmuck

Überzug aus Nichtmetallverbindungen, zum Beispiel:
Öle, Lacke, KunststoffeMit Teflon beschichtete Pfannen

  • gute Schutzwirkung
  • der direkte Kontakt des Stahls zu Sauerstoff und Wasser wird verhindert
  • einfach aufzutragen
  • wird angewendet für Stahlkonstruktionen (Brücken), Karosseriebau, Bleche für Verpackungen
  • links im Bild sind kleine Pfannen eines Raclette - Gerätes zu erkennen, die mit dem Kunststoff Teflon beschichtet sind, weshalb kein Bratgut auf den Pfannen anbrennt und das darunter liegende Metall nicht korrodiert
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Merksatz

Ursache für das Rosten von Eisen ist die Ausbildung eines Lokalelementes.
Eisen rostet, wenn Luftsauerstoff und Feuchtigkeit und in Wasser gelöste Gase auf diesen Werkstoff einwirken. Rost ist wasserhaltiges Eisen(III)-oxid.

Lesen Sie hier weiter, in Stoffe komplexer Natur zu
Punkt 5. Aktiver Korrosionsschutz...