Aluminiumanodisierung vs. leitfähige Oxidation

Sowohl das Anodisieren von Aluminium als auch die konduktive Oxidation sind beliebte Verfahren. Hersteller verwenden sie, um die gewünschten Eigenschaften von Aluminium zu erzielen. Laien verstehen diese Verfahren jedoch nicht gut und viele kennen ihre Unterschiede nicht. Dies hat mich motiviert, einen ausführlichen Artikel über das Anodisieren von Aluminium im Vergleich zur konduktiven Oxidation zu schreiben.

 

Dieser Artikel wird die wichtigsten Unterschiede zwischen dem Anodisieren von Aluminium und der konduktiven Oxidation aufdecken. Beide Verfahren sind in der Tat sehr technisch und schwer zu verstehen. Daher werde ich versuchen, diese beiden Verfahren so einfach wie möglich zu erklären. Also, legen wir los!

 

Überblick über das Anodisieren von Aluminium und die konduktive Oxidation

 

Beide Verfahren fügen der Oberfläche von Aluminium eine Oxidschicht hinzu. Das Anodisieren von Aluminium fügt jedoch eine nichtleitende Oxidschicht hinzu. Das bedeutet, dass sie keinen Strom durchlässt. Umgekehrt erzeugt die konduktive Oxidation eine leitfähige Oxidschicht (leitet Strom durch).

 

Das Anodisieren von Aluminium erzeugt eine Oxidschicht, die langlebig und rostbeständig ist. Diese Oxidschicht lässt jedoch keinen oder nur minimalen Strom durch. Dies ist ein großer Nachteil, insbesondere bei der Herstellung von Aluminiumteilen für die Elektronik. Eloxiertes Aluminium kann nicht zur Herstellung von Batterieanschlüssen oder Leiterplatten verwendet werden.

 

In einem solchen Fall kommt die leitfähige Oxidation ins Spiel. Sie erzeugt eine dünnere Oxidschicht, die Strom weiterleiten kann (leitfähig ist). Beim Eloxieren wird eine saure Lösung, im Allgemeinen Schwefelsäure, verwendet. Aluminium wird in diese Lösung getaucht und Strom wird durch sie geleitet. Dadurch kommt es zur Oxidation und Sauerstoff reagiert mit Aluminium zu einer Oxidschicht.

 

Auf der anderen Seite ist die leitfähige Oxidation etwas anders. Dabei wird keine saure Lösung verwendet. Stattdessen wird Aluminium unter günstigen Bedingungen in Oxidationsmittel oder Chemikalien getaucht. Diese Chemikalien können alles Mögliche sein, wie Chromate oder Phosphate. Der Oxidationsprozess beginnt unter kontrollierten Bedingungen und zwingt Sauerstoff, mit Aluminium zu reagieren.

 

Diese Reaktion führt zu einer dünnen, leitfähigen Schicht auf der Aluminiumoberfläche. Beide Prozesse haben ihre Verwendung. Der Eloxierungsprozess ist hilfreich, wenn eine nicht leitfähige Oxidschicht benötigt wird. Leitfähiges Oxid erzeugt jedoch durchweg eine Oxidschicht mit höherer elektrischer Leitfähigkeit. Es gibt keinen Unterschied zwischen diesen beiden Typen: Gut oder schlecht.

Was sind die Unterschiede zwischen der Anodisierung von Aluminium und der konduktiven Oxidation?

 

Haben Sie die Grundlagen dieser Verfahren verstanden? Kurz gesagt, beide erzeugen einen Oxidfilm auf der Aluminiumoberfläche. Diese Verfahren weisen jedoch viele Unterschiede auf.

 

Unter diesen Unterschieden steht die elektrische Leitfähigkeit an erster Stelle. Beim Anodisieren entsteht Oxid, das wenig oder gar keinen Strom leitet. Bei der konduktiven Oxidation entstehen jedoch Schichten mit elektrischer Leitfähigkeit. Diese sind jedoch dünn, weniger intensiv und weisen eine beeinträchtigte Rostbeständigkeit auf.

 

Abgesehen von diesem Hauptunterschied gibt es noch ein paar weitere Unterscheidungen. Lassen Sie uns die Unterschiede zwischen Anodisierung und konduktiver Oxidation im Detail untersuchen.

 

1- Hochspannungsanforderung

 

Die Anodisierung von Aluminium wird unter der Bedingung einer leitenden Hochspannung durchgeführt. Auf der anderen Seite muss die konduktive Oxidation nicht leitfähig sein. Sie kann in eine Chemikalie getaucht werden, was eine chemische Reaktion ist. Sie benötigen keinen externen Strom, um die Reaktion durchzuführen. Stattdessen läuft eine chemische Reaktion von selbst ab und erzeugt einen dünnen Oxidfilm. Der Anodisierungsprozess kann ohne Hochspannungsstrom nicht stattfinden.

2- Geschwindigkeit des Prozesses

 

Das Anodisieren von Aluminium dauert lange, normalerweise eine halbe Stunde. Außerdem sind Voreinstellungen wie eine Stromquelle und eine Säurelösung erforderlich. Die konduktive Oxidation hingegen dauert nur eine halbe Minute. Die chemische Reaktion bei der konduktiven Oxidation ist schnell und natürlich. Sie ist abgeschlossen und bildet in Sekundenschnelle einen dünnen Film.

 

3- Dicke des Oxidfilms/der Oxidschicht

 

Der durch anodische Oxidation von Aluminium gebildete Film ist normalerweise ein bis mehrere zehn μm dick. Diese Dicke der Oxidschicht bietet Festigkeit und Haltbarkeit. Der durch konduktive Oxidation gebildete Film hingegen ist nur 0,01-0,15 μm dick. Aufgrund seiner Dicke bietet er eine eingeschränkte Verschleißfestigkeit. Er bietet jedoch sowohl Leitfähigkeit als auch Beständigkeit gegen atmosphärische Korrosion. Denken Sie daran, dass die Leitfähigkeit darauf zurückzuführen ist, dass die Oxidschicht zu dünn ist.

 

4- Haltbarkeit und Korrosionsbeständigkeit

 

Wie oben erwähnt, erzeugt der Anodisierungsprozess eine dichte, dicke Oxidschicht. Aufgrund ihrer Dicke ist sie stark und verschlechtert sich nicht schnell. Selbst unter härtesten Bedingungen bietet es eine ausgezeichnete Haltbarkeit. Darüber hinaus ist seine Korrosionsbeständigkeit weitaus besser als die Oxidschicht, die durch den konduktiven Oxidationsprozess erzeugt wird. Die Dünnheit dieser Schicht macht sie zerbrechlicher und weniger haltbar. Ihre elektrische Leitfähigkeit lässt sie jedoch hervorstechen.

 

5- Aussehen und Verwendbarkeit

 

Der Anodisierungsprozess erzeugt eine glänzende und ästhetisch ansprechende Oxidschicht. Darüber hinaus können Hersteller Farbstoffe hinzufügen, um einen farbigen Oxidfilm zu erhalten. Dadurch eignet sich Aluminium für die Herstellung dekorativer Produkte. Umgekehrt macht der konduktive Oxidationsprozess den Oxidfilm weniger attraktiv und metallisch.

 

Wie Sie wissen, ist eloxiertes Aluminium stark und haltbar, sodass es auf viele verschiedene Arten verwendet werden kann. Viele Branchen stellen korrosionsbeständige Produkte her, darunter die Luft- und Raumfahrt, Automobile und die Schifffahrt. Aluminium mit einer konduktiven oxidativen Oxidschicht ist jedoch weniger verwendbar. Es ist häufiger in der Elektronik anzutreffen, wo die Leitfähigkeit am wichtigsten ist.

 

6- Kosten und Erschwinglichkeit

 

Der Anodisierungsprozess ist teurer als die konduktive Oxidation. Der Grund dafür ist, dass er einen komplexeren Aufbau erfordert. Zum Beispiel saure Lösungen, Stromquellen und Gleichrichter. Außerdem dauert die Oxidbildung auch lange.

 

Für diese langen Oxidbildungsdauern wird also mehr Energie benötigt. Der konduktive Oxidationsprozess hingegen ist kostengünstig, da keine Einrichtung erforderlich ist. Außerdem erzeugt dieser Prozess sehr schnell eine dünne Oxidschicht. Er benötigt keine externe Energiequelle. Allerdings ist diese Schicht zerbrechlicher und weniger haltbar.

 

Fazit

 

Denken Sie daran, dass beide Prozesse einzigartige Vor- und Nachteile haben. Ihre Verwendbarkeit ist spezifischer für die Zwecke des Benutzers. Entscheiden Sie sich zum Beispiel für die konduktive Oxidation, wenn Sie elektrisch leitfähiges Aluminium benötigen.

 

Umgekehrt empfehle ich das Anodisierungsverfahren für eine haltbarere Oxidschicht. In dem Prozessartikel bespreche ich den Unterschied zwischen normalem und eloxiertem Aluminium. Sie sollten diesen Artikel auch lesen. WARUM? Weil er Ihnen helfen würde, die ganze Verwirrung über eloxiertes Aluminium zu beseitigen.