Anorganische Chemie
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A. Nakamura, N. Ueyama, K. Yamaguchi (Hrsg.)
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Anorganische Chemie Anorganik ist mehr als nur Salze; hier gibt es Antworten auf Fragen rund um die "unbelebte Chemie" der Elemente und ihrer Verbindungen.

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Alt 09.06.2019, 16:07   #1   Druckbare Version zeigen
additive_student Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 5
Lachen Ätzen von AlSi10Mg. Alternativen, Selektion und Wasserstoffbildung

Hallo zusammen,

wie man sicherlich sehen kann, bin ich neu in eurem Forum

Für mich sind das gleich zwei Premieren.
(Das erste mal in einem Forum und dass ich nach der dem Grundstudium wieder was mit Chemie am Hut habe )

Ich bin auf der Suche nach einem Rat im Bezug auf das chemische Abtragen von Aluminium, im Besonderen der Aluminiumlegierung AlSi10Mg.

Wie mir bekannt eignet sich NaOH super dafür.
Je nach Variation von Laugenkonzentration und Laugentemperatur sind auch größere Abträge möglich.

Das Aluminium von Natur aus die Eigenschaft besitzt, eine harte Oxidschicht zu bilden ist mir bekannt.

Nun meine Fragen:
1. Wenn wir davon ausgehen dass ich mit dem NaOH nur das Aluminium abtrage. Wie viel Wasserstoff wird dabei freigesetzt? (1 Mol Aluminium führt zu viel viel Wasserstoff?)

2. Sind euch andere Laugen bekannt, mit dem man ähnliche Resultate erzielen kann?
Oder auch mehrstufige Tauchprozesse?

3. Fallen euch Möglichkeiten ein, Bereiche eines Bauteils besonders zu aktivieren oder passivieren wenn bestimmte Bereiche ein signifikant anderes Oberflächen-Volumen Verhältnis besitzen? (Temperatur, Wärmeleitfähigkeit, Wärmekapazität, Erhöhte Oxidschicht, usw.?
Elox-Verfahren würde ich ausschließen, da das Komplette Bauteil betroffen ist.

Falls ich gegen eine Art von Regel verstoßen habe bitte ich um Nachsicht um gelobe Besserung

Vielen Dank im Voraus.
additive_student ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 09.06.2019, 17:19   #2   Druckbare Version zeigen
Nobby Männlich
Mitglied
Beiträge: 15.493
AW: Ätzen von AlSi10Mg. Alternativen, Selektion und Wasserstoffbildung

1 mol Al führt zu 1.5 mol H2. Egal ob sauer oder alkalisch.

In der Halbleitertechnik gibt es besondere Ätzlösungen, die neben dem Ätzmittel auch noch Inhibitoren enthalten.
__________________
Vena lausa moris pax drux bis totis
Nobby ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 09.06.2019, 20:43   #3   Druckbare Version zeigen
cg Männlich
Mitglied
Beiträge: 1.633
AW: Ätzen von AlSi10Mg. Alternativen, Selektion und Wasserstoffbildung

Zu 2.: Das funktioniert mit allen starken Alkalien. Auch anodisch.

Zu 3.: Passivieren durch Lackieren oder Eloxal. Es ist unklar, "da das Komplette Bauteil betroffen ist" warum das ausgeschlossen wird.
Der Abtrag erfolgt oberflächlich. Das Oberflächen-Volumen Verhältnis ist ohne Einfluß.
cg ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 10.06.2019, 15:23   #4   Druckbare Version zeigen
additive_student Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 5
AW: Ätzen von AlSi10Mg. Alternativen, Selektion und Wasserstoffbildung

Danke schon mal für die Antworten.

Um die Verwirrung klein zu halten hier ein Beispielbild von der Thematik.
Vll. wir dann deutlicher was ich meine.

Das "massive" soll das Bauteil darstellen.
Innen liegend sind die Strukturen die ich nur entfernen will.
Bauteil und Struktur bestehen aus dem gleichen Material (AlSi10Mg).
Angehängte Grafiken
Dateityp: jpg Unbenannt.jpg (104,3 KB, 10x aufgerufen)
additive_student ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 11.06.2019, 07:59   #5   Druckbare Version zeigen
cg Männlich
Mitglied
Beiträge: 1.633
AW: Ätzen von AlSi10Mg. Alternativen, Selektion und Wasserstoffbildung

Das Teil sieht weitgehend zweidimensional aus. -> Innenliegende Strukturen ausklinken d. h. ausstanzen statt ätzen. Das ist viel einfacher als die außenliegenden Strrukturen vor dem Angriff des Ätzmittels zu schützen. Zudem würde Ätzen an den Ansatzstellen der innenliegenden Strukturen mit den außenliegenden unschöne Krater bilden.

Erosion mit geformten Kathoden käme in Betracht, wenn die außenliegenden Strukturen mechanisch nicht belastet werden dürfen.
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Alt 11.06.2019, 19:36   #6   Druckbare Version zeigen
additive_student Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 5
AW: Ätzen von AlSi10Mg. Alternativen, Selektion und Wasserstoffbildung

Das ist nur ein Beispiel, wie solche Strukturen aussehn können.

Für jedes Bauteil sieht das wieder anders aus.
Bei der "Form" ist dies durchaus noch denkbar, da stimme ich dir zu.

Unabhängig davon scheint NaOH ja eine gute Möglichkeit zu sein dieses Problem, unter der Voraussetzung, dass die Strukturen durchweg benetzt werden, zu "lösen".

Sind euch noch andere Laugen, die weniger schädlich sind bekannt?

Gibt es Literatur/ Verweise wie sehr solche Krater aussehen können?
(stelle mir da gerade eine Art mathematischen/ geometrischen/ chemischen Zusammenhang vor)

Vielen dank.
additive_student ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 11.06.2019, 20:26   #7   Druckbare Version zeigen
rettich Männlich
Mitglied
Beiträge: 5.687
AW: Ätzen von AlSi10Mg. Alternativen, Selektion und Wasserstoffbildung

Es könnte sein, das in Lehrbüchern über Metallographie etwas erwähnt wird.
__________________
mfg: rettich

Man kann gar nicht so dämlich denken wie
andere Handeln.
Speziell im Strassenverkehr und im Labor.

Heute ist der erste Tag vom Rest deines Lebens.
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Alt 12.06.2019, 06:49   #8   Druckbare Version zeigen
cg Männlich
Mitglied
Beiträge: 1.633
AW: Ätzen von AlSi10Mg. Alternativen, Selektion und Wasserstoffbildung

Der "mathematisch/ geometrisch/ chemische Zusammenhang" sieht wie eine Klippe aus, die von der Brandung angegriffen wird. Geh' davon aus, dass die Abtragung flächig erfolgt, in Ecken verlangsamt und an Kanten beschleunigt. Das wird die Form des Stehenbleibenden in jedem Fall verhunzen.

Mit einem geeigneten Programm lässt sich das gut simulieren.

NaOH ist sicher das nach der Elektrolyse am wenigsten "schädliche" Agens und das billigste. Aggressiv (ätzend) ist jedes Agens, das Al löst. Deshalb solltest Du beim Umgang damit Vorsicht walten lassen (Augen- und Hautschutz).

Viel Erfolg und freundliche Grüße
cg
cg ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 12.06.2019, 09:31   #9   Druckbare Version zeigen
Nobby Männlich
Mitglied
Beiträge: 15.493
AW: Ätzen von AlSi10Mg. Alternativen, Selektion und Wasserstoffbildung

Ätzen gechieht surch Alkalihydroxid. OH- ist das angreifende Agenz. NaOH oder KOH sind die bekannten. Alles andwre hat keinen Vorteil.
__________________
Vena lausa moris pax drux bis totis
Nobby ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 22.06.2019, 20:11   #10   Druckbare Version zeigen
additive_student Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 5
AW: Ätzen von AlSi10Mg. Alternativen, Selektion und Wasserstoffbildung

Hallo zusammen,

ich habe mir folgende Infos zusammengesucht und werde diese nun ausprobieren:
Phosphorsäure (Variation in Konzentration und Temperatur)
Salpetersäure (Variation in Konzentration und Temperatur)
Schwefelsäure (Variation in Konzentration und Temperatur)

Diese Säuren sollen wohl auch ganz gut mit Aluminium reagieren.

Was mir aber nicht ganz klar ist, haben diese Säuren einen Vor oder Nachteil gegenüber NaOH?

Erste Test mit NaOH habe ich betrieben. Mit Erfolgen beim Abtrag, jedoch natürlich auch mit Abtrag am Bauteil selber, welche zu recht unschönen "Ätznarben" führte.

Fällt euch da evtl. ein recht einfacher Weg ein, wie man den Grundkörper möglichst einfach passivieren kann?

Viele Grüße
additive_student ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 22.06.2019, 22:34   #11   Druckbare Version zeigen
pleindespoir Männlich
Mitglied
Beiträge: 5.791
AW: Ätzen von AlSi10Mg. Alternativen, Selektion und Wasserstoffbildung

Welche Frage hast Du noch, die noch nicht bereits in diesem Thread beantwortet wurde?
__________________
Schach is voll langweilig:
Immer die gleiche Map und die Charakter kann man auch nicht modden.
pleindespoir ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 08.08.2019, 21:55   #12   Druckbare Version zeigen
additive_student Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 5
AW: Ätzen von AlSi10Mg. Alternativen, Selektion und Wasserstoffbildung

Hallo zusammen,

das Thema Natronlauge und Aluminium lässt mich nicht los.

Diesmal aber etwas spezieller.

Das die Reaktion von Natronlauge und Aluminium exotherm ist, ist mir nun durchaus klar. Nur wie viel Energie wird denn genau frei?

2 Al + 2 NaOH + 6 H2O ---> 2 NaAl(OH)4 + 3 H2
ist bekanntlich die Reaktionsgleichung.

Ich habe leider keinen Ansatz für die Bestimmung der enstehenden Reaktionssethalpie.

Könnt Ihr mir bitte behilflich sein.
Vielen Dank und schönen Abend noch
additive_student ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 08.08.2019, 22:43   #13   Druckbare Version zeigen
Nobby Männlich
Mitglied
Beiträge: 15.493
AW: Ätzen von AlSi10Mg. Alternativen, Selektion und Wasserstoffbildung

Die Bildungsenthalpien der einzelnen Stoffe lassen sich in Tabellenwerken nachsehen.

Dann gilt die Summe der Enthalpien der Edukte minus der, der Produkte sollte die Reaktionsenthalpie sein. Die Wärme kann man auch aus dem Temperaturanstieg in einem geschlossen Versuchsaufbau ermitteln.
__________________
Vena lausa moris pax drux bis totis
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