Analyse des elektrochemischen Potentialrauschens zur Untersuchung des korrosiven Angriffs auf dünne Schutzschichten am Beispiel von Kohlenstoff auf Aluminium
Sundermann, Christoph
In der vorliegenden Arbeit wurde das elektrochemische Potentialrauschen untersucht. Hierzu wurde die statistische Analyse in Form der Schnellen Fourier Transformation (FFT) genutzt. Diese Analysentechnik wurde auf beschichtete Aluminiumoberflächen angewendet. Es wurde ein Verfahren zur Analyse des elektrochemischen Potentialrauschens etabliert.
Bei den Untersuchungen stand die Übertragbarkeit der Ergebnisse des reinen Metalls auf die beschichteten Oberflächen im Vordergrund. Dies erforderte den Aufbau einer elektrochemischen Messeinrichtung zur Erfassung schneller Änderungen des Potentials. Hieran wurde ein System zur Datenerfassung mit einer schnellen Messkarte und einem großen Datenspeicher angeschlossen. Das aufgebaute Messsystem und die entwickelte Software wurde mit einem Präzisionsspannungsgeber und einem Funktionsgenerator auf ihre Genauigkeit überprüft.
Mit dem aufgebauten Messsystem wurden im weiteren Verlauf der Arbeit mehrere Untersuchungsreihen an unbeschichteten Aluminiumoberflächen durchgeführt. Hierbei wurde der Einfluss der Temperatur, des Oberflächenzustandes der Aluminiumproben (Poliergrad) und der Konzentration an Chloridionen in dem korrosiven Medium untersucht. Weiterhin wurden Proben in einer Sputteranlage mit unterschiedlich dünnen Kohlenstoffschichten versehen und diese sowohl mit Polarisationsmessungen wie auch mit der neuen Methode der Analyse des elektrochemischen Potentialrauschens untersucht.
Wie die Ergebnisse gezeigt haben, induziert Lochkorrosion bei Aluminium niederfrequente Potentialschwankungen mit großen Amplituden. Dies zeigt sich in den FFT-Diagrammen in einem Anstieg im Niederfrequenzbereich. Die Fluktuationen entstehen aus Bruch- / Heil-Vorgängen des Oxids aus der lokalen Auflösung des Oxids, durch Anionenangriffe und aus der Entstehung von Wasserstoff in den Löchern. Diese Vorgänge setzen in den Poren der Beschichtung ein sowie an Bereichen, wo die Schicht adhäsiv versagt. Eine höhere Rate dieser Ereignisse führt zu einer höheren Anstiegsfrequenz im FFT-Diagramm. Hier bieten sich mit der Technik der statistischen Analyse des elektrochemischen Rauschens neue Untersuchungsmöglichkeiten für die Korrosion von Schicht / Substrat-Systemen.
Philipps-Universität Marburg
Chemistry + allied sciences
https://doi.org/10.17192/z2003.0473
opus:474
urn:nbn:de:hebis:04-z2003-04730
2011-08-10
Fast Fourier Transformation
sputter
https://doi.org/10.17192/z2003.0473
Dünne Schicht
Analysis of the electrochemical potential noise for the investigation of the corrosive attack on protective thin films considering as example carbon on aluminium
opus:474
In the present work the electrochemical potential noise was examined. Therefore the statistic analysis by means of the Fast Fourier Transformation (FFT) was used. This analysis technique was applied to coated aluminium surfaces. A procedure for the analysis of the electrochemical potential noise was established.
During the investigations the transferability of the results of the pure metal on the coated surfaces was in the centre of attention. This required the set-up of an electrochemical measuring device for the collection of fast fluctuations in potential. This was attached to a system for data acquisition with a fast data acquisition card and a large memory. The constructed measuring system and the developed software were examined with a precision power supply unit and a function generator for its accuracy.
In the further process of the work the constructed measuring system was used to perform several series of investigations on uncoated aluminium surfaces. Here the influence of the temperature, the surface quality of the aluminium samples (polishing degree) and the concentration of chloride ions in the corrosive medium were examined. Further samples with differently thin carbon layers were provided by a sputtering plant and examined both with polarization measurement as well as with the new method of the analysis of the electrochemical potential noise.
As the results showed, pitting corrosion of aluminium induces low frequency potential fluctuations with large amplitudes. This shows up in the FFT diagrams in a rise in the low frequency range. The fluctuations arise from crack / heal processes of the oxide from the local dissolution of the oxide, by anion attacks and from the nascence of hydrogen in the holes. These processes start in the porosities of the coating as well as at ranges where the layers adhesion fails. A higher rate of these events leads to a higher rise frequency in the FFT diagram. Here new investigation possibilities are offered for the corrosion of layer / substrate systems with the technology of the statistic analysis of the electrochemical noise.
thin films
Analyse des elektrochemischen Potentialrauschens zur Untersuchung des korrosiven Angriffs auf dünne Schutzschichten am Beispiel von Kohlenstoff auf Aluminium
doctoralThesis
electrochemical corrosion
Schnelle Fourier-Transformation
ths
Prof. Dr.
Ensinger
Wolfgang
Ensinger, Wolfgang (Prof. Dr.)
Korrosionsschutz
In der vorliegenden Arbeit wurde das elektrochemische Potentialrauschen untersucht. Hierzu wurde die statistische Analyse in Form der Schnellen Fourier Transformation (FFT) genutzt. Diese Analysentechnik wurde auf beschichtete Aluminiumoberflächen angewendet. Es wurde ein Verfahren zur Analyse des elektrochemischen Potentialrauschens etabliert.
Bei den Untersuchungen stand die Übertragbarkeit der Ergebnisse des reinen Metalls auf die beschichteten Oberflächen im Vordergrund. Dies erforderte den Aufbau einer elektrochemischen Messeinrichtung zur Erfassung schneller Änderungen des Potentials. Hieran wurde ein System zur Datenerfassung mit einer schnellen Messkarte und einem großen Datenspeicher angeschlossen. Das aufgebaute Messsystem und die entwickelte Software wurde mit einem Präzisionsspannungsgeber und einem Funktionsgenerator auf ihre Genauigkeit überprüft.
Mit dem aufgebauten Messsystem wurden im weiteren Verlauf der Arbeit mehrere Untersuchungsreihen an unbeschichteten Aluminiumoberflächen durchgeführt. Hierbei wurde der Einfluss der Temperatur, des Oberflächenzustandes der Aluminiumproben (Poliergrad) und der Konzentration an Chloridionen in dem korrosiven Medium untersucht. Weiterhin wurden Proben in einer Sputteranlage mit unterschiedlich dünnen Kohlenstoffschichten versehen und diese sowohl mit Polarisationsmessungen wie auch mit der neuen Methode der Analyse des elektrochemischen Potentialrauschens untersucht.
Wie die Ergebnisse gezeigt haben, induziert Lochkorrosion bei Aluminium niederfrequente Potentialschwankungen mit großen Amplituden. Dies zeigt sich in den FFT-Diagrammen in einem Anstieg im Niederfrequenzbereich. Die Fluktuationen entstehen aus Bruch- / Heil-Vorgängen des Oxids aus der lokalen Auflösung des Oxids, durch Anionenangriffe und aus der Entstehung von Wasserstoff in den Löchern. Diese Vorgänge setzen in den Poren der Beschichtung ein sowie an Bereichen, wo die Schicht adhäsiv versagt. Eine höhere Rate dieser Ereignisse führt zu einer höheren Anstiegsfrequenz im FFT-Diagramm. Hier bieten sich mit der Technik der statistischen Analyse des elektrochemischen Rauschens neue Untersuchungsmöglichkeiten für die Korrosion von Schicht / Substrat-Systemen.
corrosion protection
Chemie
German
Philipps-Universität Marburg
2003
noise spectrum
Rauschspektrum
Publikationsserver der Universitätsbibliothek Marburg
Universitätsbibliothek Marburg
Chemistry + allied sciences
Chemie
Rauschmessung
application/pdf
Fachbereich Chemie
ppn:11303007X
urn:nbn:de:hebis:04-z2003-04730
Sputtern
https://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2003/0473/cover.png
2003-07-15
Sundermann, Christoph
Sundermann
Christoph
Elektrochemische Korrosion
2003-08-08
noise measurement
monograph
PRESERVATION_MASTER
VIEW
Image
PRESERVATION_MASTER