So bildet sich Oxid natürlich
Aluminium reagiert auf den Kontakt mit Sauerstoff und bildet dabei eine Oxidschicht. Je nach späteren Einsatzbedingungen der Bauteilkomponente aus Aluminium kann das erwünscht oder störend sein. Diese Oxidschicht kann künstlich erzeugt werden durch unterschiedliche Verfahren, auch die natürliche Oxidation kann nachgestellt werden. Grundsätzlich können Sie die folgenden Verfahren unterscheiden:
- natürliche Oxidation an der trockenen Luft
- natürliche Oxidation in feuchter Luft
- natürliche Oxidation in Wasser
- künstliche Oxidation durch die anodische Oxidation
Eigenschaften der Oxidationsschicht
Eine Oxidschicht ist im pH-Bereich 4 bis 8 recht stabil und widerstandsfähig. Durch Laugen und Säuren kann die Oxidationsschicht jedoch entfernt bzw. zerstört werden. Der gesteuerte Einsatz einer solchen chemischen Entfernung wird auch als Beizen vom Aluminium bezeichnet.
Daneben zerstören auch Zement und Kalk eine Oxidschicht. Kommt Aluminium an einer Fassade mit Kalk- oder Zementauswaschungen in Kontakt, wird die Oxidschicht instabil. Allerdings liegt die Schmelztemperatur von Oxid zwischen 1.600 und 2.100 Grad Celsius, die von Aluminium je nach Legierung zwischen 580 und 680 Grad. Das muss beim Schweißen oder Aluminium löten berücksichtigt werden.
Natürliche Oxidation in trockener Luft
In trockener Luft wächst die Oxidschicht etliche Millionstelmillimeter am Tag. Durch Erhöhen der Temperatur kann die Oxidation beschleunigt werden. Bis zu einer Temperatur von circa 500 Grad ist der Zustand der Oxidschicht amorph. Darüber ist das Aluminium kristallin und kann nur sehr schlecht weiter wachsen.
Natürliche Oxidation in feuchter Luft
In feuchter Luft wird die Oxidschicht bis zu einem Tausendstelmillimeter wachsen. Zudem wachsen hier zwei unterschiedliche Oxidschichten. Die erste ist sehr dicht und damit so gut wie ohne Poren, weshalb sie auch als Sperrschicht bezeichnet wird.
Diese Schicht enthält Feuchtigkeit und wird als Trihydroxid bezeichnet. Da dieser Vorgang auch im Freien zu beobachten ist und hier Schmutzpartikel eingeschlossen werden, ist diese Schicht an ihrer gräulichen Verfärbung gut zu erkennen.
Natürliche Oxidation im Wasser
Auch im Wasser bilden sich zwei Oxidschichten. Jedoch kann Wasser schwermetallbelastet sein. In einem solchen Fall besteht das Risiko, dass entsprechende Ionen eindringen. Dringen Kupferionen ein, kommt es zum Galvanisieren, das Aluminium wird zerstört. Umgangssprachlich wird das auch als Lochfraß bezeichnet. Daher muss Kühlwasser in einem Alumotor beispielsweise auch im Sommer mit Glykol befüllt werden.
Die anodische bzw. elektrolytische Oxidation
Das Aluminium kommt in ein Säurebad und wird dann unter Strom gesetzt. Dadurch entsteht auch eine Oxidschicht. Dieses Verfahren ist auch als Eloxieren bekannt. Es werden Salze mit Farbpigmenten beigemischt, die sich in den Poren ablagern. Dieses Verfahren wird als elektrolytische Färbung bezeichnet. Es sind nahezu alle Farbvarianten möglich.
Bei der elektrolytischen Färbung bilden sich unterschiedliche Farbtöne im Bereich von Schwarz zu Bronze und Braun. Licht und witterungsbeständige Oxidationsschichten werden im sogenannten GS-Verfahren aufgetragen und können nicht nachträglich eingefärbt werden.