D03 - Elektrochemische Analyse

D03 - Elektrochemische Charakterisierung von metallischen Mikroproben im Hochdurchsatz

Das zentrale Ziel des Projekts ist das Erkennen skalierbarer Zusammenh?nge des Korrosionsverhalten von Metallen in Abh?ngigkeit ihrer Zusammensetzung und Einf?rbung. Die Verwendung von Mikroproben mit ihrer reduzierten Gefügeinhomogenit?t soll es erlauben, den Einfluss der Phasengrenzen auf das Korrosionsverhalten zu beschreiben.

Die zentrale Idee ist eine neuartige Mikro-Durchflusszelle, die sowohl elektrochemische Untersuchungen im Hochdurchsatz erm?glicht als auch in situ eine optische Beurteilung der sich ver?ndernden Oberfl?che erlaubt.

Die gewonnenen neuartigen Erkenntnisse flie?en in die Entwicklung eines skalenübergreifenden Modells zur Beschreibung des Korrosionsverhaltens von Metallen und Legierungen ein.

Untersuchungen zum dynamischen Aufl?sungsverhalten von Metallen sind seit langem Gegenstand der Forschung und bis heute hat das Korrosionsthema nicht an Bedeutung verloren. Grunds?tzlich zeigt sich, dass besonders die elektrochemischen Messmethoden erfolgreich zur Beschreibung von Korrosionsph?nomenen eingesetzt werden k?nnen.

Im Kontext der Methode ?Farbige Zust?nde“ sollen urgeformte Mikroproben in Hochdurchsatzverfahren zur Ermittlung von Deskriptoren charakterisiert werden. In diesem Teilprojekt wird ein Messaufbau entwickelt und aufgebaut, der es erm?glicht, elektrochemische Deskriptoren sph?rischer Mikroproben (300 – 1000 ?m) in einem kontinuierlich durchstr?mten Mikroreaktor mit hohem Durchsatz partikelgr??enabh?ngig zu bestimmen.

Mittels Messungen zum elektrochemischen Rauschen (ECR) wird das Lochfra?- und Aufl?sungsverhalten der Mikroproben untersucht. Ferner wird zur Quantifizierung der Neigung zur Deckschichtbildung die elektrochemische Impedanz des Systems gemessen. Dazu durchstr?men die in w?ssrigen Salzl?sungen als Einzelpartikel suspendierten Proben nach einer standardisierten Vorbehandlung eine Kapillare, werden bei Kontaktierung einer den Rohrquerschnitt verengenden Bodenelektrode mittels elektrochemischer Impedanzspektroskopie (EIS) ?eingefangen“ oder vermessen und gleichzeitig videographisch analysiert.

Die Untersuchung einer sehr gro?en Vielfalt an Proben bietet die M?glichkeit, ein robustes Modell zur Beschreibung des Zusammenhangs zwischen elektrochemischem Verhalten von Mikroproben und dem  makroskopischen Korrosionsverhalten zu entwickeln, ohne material- und zeitintensive Versuche an makroskopischen Proben durchführen zu müssen. So k?nnen im Verbund des SFBs übergeordnete Zusammenh?nge in Bezug auf die Materialeigenschaften abgeleitet und von der Mikro- auf die Makroebene übertragen werden.

Publikationen

S. I. Imani Moqadam, M. Baune, I. B?sing, C. Heinzel, D. Meyer, A. Thomann, N. Wielki, N. Ellendt: Reproducibility of High-Throughput Sample Properties Produced by a High-Temperature Molten Metal Droplet Generator, Metals 2020, 10,  https://www.doi.org/10.3390/met10030297 .

I. Bo?sing: Influence of Systematically Changed Martensite Content on the Passive Film Properties of Austenitic Stainless Steel in Neutral Electrolyte, International Journal of Electrochemical Science 2020, https://www.doi.org/10.20964/2020.01.09 .

Steinbacher M, Alexe G, Baune M, Bobrov I, B?sing I, Clausen B, Czotscher T, Riemer O, Sonnenberg H, Thomann A, Toenjes A, Vollertsen F, Wielki N, Ellendt N (2019) Descriptors for High Throughput in Structural Materials Development. High-throughput 8:2–27 https://doi.org/10.3390/ht8040022

I. B?sing, M. Herrmann, I. Bobrov, J. Th?ming, B. Kuhfuss, J. Epp, M. Baune: The influence of microstructure deformation on the corrosion resistance of cold formed stainless steel, MATEC Web of Conferences 2018, 190,  10.1051/matecconf/201819004002.

I. B?sing, J. Th?ming, M. Baune: Electrolyte Composition for Distinguishing Corrosion Mechanisms in Steel Alloy Screening, International Journal of Corrosion 2017, 2017, 1-8 10.1155/2017/9425864.