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Über die Oxydschichtbildung auf Aluminium, insbesondere auf Anoden von Elektrolytkondensatoren

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Zusammenfassung

Für die verschiedenartigen Oxydschichten auf Aluminiumoberflächen läßt sich ein gemeinsames Bauprinzip erkennen. Den Kern aller Schichten bildet eine Grundschicht, die aus γ-Aluminiumoxyd, einer Abart oder einer Vorstufe dieser Modifikation besteht. Durch diese Schicht können Aluminiumionen vom Aluminiumgrundmetall über die stöchiometrisch bedingten Fehlstellen des Spinellgitters wandern. Die Schicht wächst an der äußeren Oberfläche des Aluminiumoxyds durch Reaktion der Aluminiumionen mit Sauerstoff oder mit Anionen eines Elektrolyten.

In der Luftoxydschicht, die sich bei normalen Temperaturen auf Aluminiumoberflächen bildet, liegt eine sehr dünne Grundschicht, eingebettet in eine Gesamtschicht von größerer Stärke vor.

Bei anodischer Behandlung in geeigneten Elektrolyten, vor allem wässerigen oder alkoholischen Lösungen von Borsäure und Boraten wächst die Grundschicht unter den üblichen technischen Bedingungen auf Stärken bis 0,7 μm. Die dielektrische Grundschicht wächst nur, wenn die Feldstärke die Größenordnung 10 MV/cm überschreitet.

Durch Neben- und Sekundärreaktionen des Grundvorganges sind folgende Erscheinungen zu unterscheiden:

  1. 1.

    Infolge stationärer Elektronenwanderung über Inhomogenitäten und über die Leerstellen der Oxydschicht fließt auch nach Aufhören des Schichtwachstums bei Feldstärken unter 10MV/ cm ein Reststrom über die Anode.

  2. 2.

    Bei Erreichung bestimmter Schichtdicken wird infolge Elektronenanreicherung an der GrenzschichtAluminiumoxyd/Elektrolyt dieeldverteilungskurve im Aluminiumoxyd so stark abgeflacht, daß Elektronen unter Funkenerscheinung unmittelbar durchtreten können. Die Höhe der Funkenspannung ist in erster Linie abhängig von der Ionenkonzentration oder der Leitfähigkeit des Elektrolyten.

  3. 3.

    In einer bestimmten Klasse von Elektrolyten, zu denen vor allem wässerige Lösungen von Schwefelsäure, Oxalsäure und Chromsäure gehören, bildet sich infolge lösender Wirkung auf die Grundschicht neben einer dünnen dielektrischen Grundschicht eine dicke poröse Schicht.

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  1. Berlin-Siemensstadt

    W. Herrmann

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  1. W. Herrmann
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Herrmann, W. Über die Oxydschichtbildung auf Aluminium, insbesondere auf Anoden von Elektrolytkondensatoren. Kolloid-Zeitschrift 102, 113–127 (1943). https://doi.org/10.1007/BF01521387

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