Eloxalverfahren

Hallo und herzlich willkommen. In diesem Video geht es um das Eloxalverfahren. Du kennst bereits die Grundlagen der Elektrochemie. Nachher kannst du das Wesen des Eloxalverfahrens erläutern und seine Bedeutung erklären. Der Film besteht aus drei Abschnitten:Das Prinzip, Die Ziele und Weiterverarbeitung. Das Prinzip: „Eloxal“ steht für Elektrolytische Oxidation von Aluminium. Das Ziel des Verfahrens ist die Verbesserung der Stoffeigenschaften. Das Verfahren besteht aus drei Schritten: Erstens Beizen, zweitens das eigentliche Eloxieren und drittens die Weiterverarbeitung. Über Beizen und Eloxieren werden wir im Abschnitt eins sprechen. Die Weiterverarbeitung ist Thema des dritten Abschnitts. Beizen des Aluminiums: Für das Beizen werden Salpetersäure, HNO3, oder Flusssäure, HF, verwendet. Das Beizen dient einmal der Entfettung der Oberfläche, zum Zweiten wird die natürliche Oxidschicht auf dem Aluminium abgelöst. Eloxieren: Das Eloxieren erfolgt durch Elektrolyse. Zunächst benötigen wir ein Gefäß. Im Gefäß befindet sich eine Elektrode. Hier ist das Aluminium. Für die Elektrolyse benötigen wir Gleichstrom. Die Elektrode ist die Anode, die positive Elektrode. Das Gefäß wird als negative Elektrode, als Kathode, angeschlossen. Das Elektrolysegefäß wird mit einer Schwefelsäurelösung befüllt. Die Säure dissoziiert und es bilden sich unter anderem Ionen H₃O+. Die Hydroniumionen, H₃O+, nehmen an der Kathode die gleiche Anzahl an Elektronen auf, Wasserstoff wird frei und Wasser wird rückgebildet. Die Aluminiumatome der Anode geben ihre Außenelektronen ab, es bilden sich dreifach positiv geladene Aluminiumionen. Anschließend reagieren die Aluminiumionen mit Wasser unter der Bildung von Aluminiumoxid und Hydroniumionen. An der Anode findet Oxidation statt, da das Aluminium Elektronen abgibt. Oder noch einfacher zu sehen: Aus Aluminium bildet sich Aluminiumoxid. Das Aluminiumoxid, Al₂O₃, bildet eine schützende Oxidschicht auf der Aluminiumoberfläche. Die Gesamtreaktion ist: Zwei Al plus drei H₂O reagieren zu Al₂O₃ plus drei H₂. Die so hergestellte Oxidschicht hat eine Dicke von fünf bis 25 Mikrometer, also fünf bis 25 mal 10-6 Meter. Die Dicke der natürlichen Oxidschicht beträgt dagegen nur etwa 10-9 Meter, sie liegt also im Nanometerbereich. Die Ziele: Das Eloxalverfahren verfolgt im Wesentlichen drei Ziele: Man möchte, dass Aluminium korrosionsbeständiger wird. Als zweites möchte man die Härte des Materials erhöhen und schließlich soll die Material durch Färben ein schönes Aussehen verliehen werden. Weiterverarbeitung: Die durch Eloxierung gewonnene Oxidschicht hat selten eine glatte Oberfläche. Man führt daher eine Schichtglättung durch. Die Schichtglättung erfolgt durch Auftragen von Wachs, Emaille oder durch Färben. Das Färben geschieht nach zwei Verfahren. Durch Tauchen: Das eloxierte Aluminium wird in geeignete Farbstoffe eingetaucht. Das Färben auch elektrochemisch möglich und zwar durch Wechselstrom. Durch Färben erhält man zum Beispiel Computergehäuse in den verschiedensten Farbtönen. Für die Farbgebung werden hier geeignete Salze verwendet. Und schließlich ganz wichtig ist das Verdichten. Das eloxierte Aluminium mit der künstlichen Oxidoberfläche wird in Wasser gekocht. Es kommt zu einer Verdichtung der Schutzschicht und damit zu einer Erhöhung der Härte. Vergleicht man nun eine Edelstahlpfanne mit einer eloxierten Pfanne, so stellt man fest: Die eloxierte Pfanne ist etwa zweimal so hart wie die Edelstahlpfanne. Und natürlich erhalten auch Karabinerhaken und PC-Gehäuse zusätzliche Härte. Und wir sind schon am Ende. Ich wünsche euch alles Gute und viel Erfolg. Tschüss!