Betrachtung und Messung von Aluminium-Eloxierung
Auf Aluminium bildet sich auf natürliche Weise eine dünne Oxidschicht (ca. 2 nm), wenn es mit Luft in Berührung kommt. Dies lässt Aluminium nur schwer rosten. Die Oxidschicht ist jedoch sehr dünn, so dass chemische Reaktionen je nach Umgebung zu einer Korrosion des Aluminiums führen können. Die Herstellung von eloxiertem Aluminium ist eine Art der Oberflächenbearbeitung, bei der diese Oxidschicht künstlich auf Aluminium gebildet wird. Dieser Abschnitt gibt einen Überblick über das Eloxieren von Aluminium und stellt Beispiele für Betrachtung und Messung mit einem Digitalmikroskop vor.
- Was versteht man unter dem Eloxieren von Aluminium?
- Eloxiertes Aluminium - Entstehungsprozess und Struktur
- Farbig eloxiertes Aluminium und hart eloxiertes Aluminium
- Vorteile und Nachteile der Aluminium-Eloxierung
- Beispiele für die Betrachtung und Messung der Aluminium-Eloxierung mit einem Digitalmikroskop
Was versteht man unter dem Eloxieren von Aluminium?
Die Herstellung von eloxiertem Aluminium ist eine Art der Oberflächenbearbeitung, bei der sich eine Eloxalschicht auf der Oberfläche von Aluminium bildet.
Im Gegensatz zur Plattierung, bei der sich eine Schicht aus einem anderen Metall auf der Aluminiumoberfläche bildet, bildet sich bei der Herstellung von eloxiertem Aluminium eine Wachstumsschicht auf und eine eindringende Schicht unter der Aluminiumoberfläche.
- A: Plattierungsschicht
- B: Wachstumsschicht
- C: Eindringende Schicht
- D: Aluminiummaterial
Die Hälfte der eloxierten Aluminiumschicht wächst auf der Aluminiumoberfläche. Die andere Hälfte dringt in die Aluminiumoberfläche ein.
Eloxiertes Aluminium - Entstehungsprozess und Struktur
Wenn elektrischer Strom durch Aluminium fließt, lösen sich die mikroskopisch kleinen Dellen und Vorsprünge auf der Oberfläche auf (sie dringen in die Oberfläche ein), während sich gleichzeitig eine Oxidschicht bildet. Mit der Zeit bildet sich eine 3D-Struktur, die man Zelle nennt.
- A: An der Luft
- B: In Elektrolytlösung
- C: Ursprüngliche Aluminiumoberfläche
- D: Barriereschicht
- An der Luft bildet sich auf natürliche Weise eine etwa 2 nm dicke Oxidschicht.
- Die Barriereschicht wächst.
- Es öffnen sich Löcher mit einem Durchmesser von 10 bis 20 nm.
- Die Oxidation und die Auflösung der Schicht erfolgen gleichzeitig, wodurch die Löcher verlängert werden.
- Die Schicht wächst proportional zur Zeit der Elektrolyseanwendung.
Farbig eloxiertes Aluminium und hart eloxiertes Aluminium
Normales eloxiertes Aluminium kann gefärbt werden, indem die mikroskopisch kleinen Löcher auf der Oberfläche mit organischer Farbe verschlossen werden. Farbig eloxiertes Aluminium wird in der Regel nicht für Baumaterialien verwendet, da es zwar resistent gegen ein einfaches Entfernen der Färbung ist, aber anfällig für ultraviolette Strahlen und Hitze.
Mit einer dicken Oxidschicht ist hart eloxiertes Aluminium härter als normales eloxiertes Aluminium. Harteloxiertes Aluminium wird für Gleitteile (Wellen und Walzen), Komponenten von Automotoren, Flugzeugteile und ähnliche Anwendungen verwendet. Es besitzt eine ausgezeichnete Härte, Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Isolierfähigkeit und Hitzebeständigkeit.
| Normales eloxiertes Aluminium | Hart eloxiertes Aluminium | |
|---|---|---|
| Farbe | Weiß oder farbig | Grau (kann im Allgemeinen nicht eingefärbt werden) |
| Härte | Ungefähr 200HV | Mindestens 400HV |
| Schichtdicke | 5 bis 25 μm | 20 bis 70 μm |
| Anwendungen | Baumaterialien, Haushaltswaren, Dekorationen | Gleitende Teile (Wellen und Rollen), Komponenten für Automotoren, Flugzeugteile |
Vorteile und Nachteile der Aluminium-Eloxierung
In diesem Abschnitt werden die Vor- und Nachteile der Aluminium-Eloxierung erläutert.
- Vorteile
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- Korrosionsbeständigkeit: Die Korrosionsbeständigkeit wird verbessert.
- Isolierungseigenschaften: Die Isolierungseigenschaften sind hervorragend, da die Oxidschicht keinen Strom leitet.
- Wärmeleitfähigkeit: Die Wärmeleitfähigkeit beträgt ein Drittel derjenigen von nicht eloxiertem Aluminium.
- Härte: Während normales Aluminium eine Härte von 20HV bis 150HV aufweist, erreicht eloxiertes Aluminium eine Härte von 200HV oder mehr.
- Färbung: Auf die mikroskopisch kleinen Löcher auf der Oberfläche können verschiedene Farben aufgetragen werden.
- Nachteile
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- Hitzebeständigkeit: In Umgebungen mit einer Temperatur von über 100°C bekommt die Oberfläche Risse oder sie blättert ab.
- Zerbrechlichkeit: Die Oberfläche ist nicht flexibel, so dass sie beim Biegen Risse bekommt oder abblättert.
Beispiele für die Betrachtung und Messung der Aluminium-Eloxierung mit einem Digitalmikroskop
Dies sind die neuesten Beispiele für die Betrachtung und Messung der Aluminium-Eloxierung mit dem Digitalmikroskop der Modellreihe VHX von KEYENCE.
Der optische Schatteneffekt-Modus liefert eine detaillierte Aufnahme der Oberflächentextur.
Die Glanzminimierung ermöglicht
eine reflexionsarme Betrachtung.
Die 3D-Funktion ermöglicht die Identifizierung der Fehlerursache.
