Stern-Geary-Gleichung
Bei der Darstellung des Stroms in Abhängigkeit vom Potential verläuft die Polarisationskurve nahe beiEcorr (±10 mV) annähernd linear. Die Steigung einer Geraden in einem Voltammogramm (Strom-Potential-Diagramm) entspricht einem Widerstand. Die Steigung in der Nähe vonEcorr wird als PolarisationswiderstandRpol bezeichnet. Der Polarisationswiderstand ist für Korrosionsforscher von Interesse, da er umgekehrt proportional zum Korrosionsstrom ist, vorausgesetzt, die Tafel-Steigungen sind konstant. Dies wird durch die Stern-Geary-Gleichung (Gleichung 5.2) beschrieben.
Die Korrosionsrate in mm/Jahr kann gemäß der in der ASTM-Norm G 102 beschriebenen Standardverfahren berechnet werden. Zur Berechnung einer Korrosionsschätzung werden der Korrosionsstrom sowie die folgenden Materialparameter benötigt: das Äquivalentgewicht EW in g/mol, die Dichte ρ ing/cm³ und die Probenfläche A incm² der Untersuchungsprobe. In Kombination mit einer von der ASTM definierten Konstante (K) (3272 mm/(A·cm·Jahr·mol)) werden diese Informationen verwendet, um die Korrosionsrate in mm/Jahr gemäß Gleichung 5.3 zu bestimmen.
K ist die Zusammenfassung einiger Konstanten. Gleichung 5.3 wird aus dem Faradayschen Gesetz(Gleichung 3.1) abgeleitet, indem das Äquivalentgewicht EW eingeführt wird. Für eine atomare Spezies (also reine Metalle) ist das Äquivalentgewicht EW das Atomgewicht AW geteilt durch die Anzahl der zur Umwandlung benötigten Elektronen z (Gleichung 5.4). AW entspricht hier dem üblicherweise verwendeten Molekulargewicht M.
Das Äquivalentgewicht EW von Legierungen lässt sich komplexer bestimmen. Wenn eine Legierung homogen korrodiert, entspricht das EW dem gewichteten durchschnittlichen Molekulargewicht M der Legierungsbestandteile. Der Gewichtungsfaktor ist der Molanteil der jeweiligen Komponente. Viele Legierungen lösen sich nicht homogen auf. Wenn Sie dennoch eine Korrosionsrate für sie berechnen möchten, müssen Sie messen, in welchem Molanteil sich die Legierung auflöst, beispielsweise durch Untersuchung der Lösung, die vor und nach einem Korrosionsvorgang mit der Legierung in Kontakt stand.
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Polarisationskurven: Einrichtung, Aufzeichnung, Verarbeitung und Funktionen
In diesem ausführlichen Abschnitt werden Polarisationskurven behandelt. Es wird erläutert, wie Sie Ihre Geräte einrichten, welche Parameter Sie wählen und wie Sie die Daten verarbeiten. Dadurch sind Sie in der Lage, eine Polarisationskurve aufzuzeichnen und mithilfe von PSTrace 5 die Korrosionsrate daraus zu ermitteln. Darüber hinaus werden die Polarisationskurven und Evans-Diagramme für Passivschichten (dicke und dünne) behandelt. Dieser Abschnitt schließt mit einer kurzen Beschreibung der Spalt- und Lochkorrosion.