Oberflächen, Korrosion und Verschleiß

Zusammenfassung

Grenzflächen existieren als Grenzen zwischen zwei Phasen (Abb. 16.1), zum Beispiel zwischen einem α-Fe-Mischkristall und Graphit im grauen Gußeisen (Kap. 12). Grenzen zwischen unterschiedlich orientierten Kristalliten der gleichen Phase sind Korngrenzen. Oberflächen bilden eine besondere Art von Grenzflächen, nämlich zwischen dem festen Werkstoff und seiner Umgebung. Im äußersten Fall ist diese Umgebung ein Vakuum, am häufigsten ein Gasgemisch (z.B. Luft), manchmal eine Flüssigkeit (z.B. ein Schmiermittel). Im Vakuum kann die Oberfläche durch ungesättigte Bindungen beschrieben werden, da die Nachbaratome in einer Richtung fehlen (Abb. 16.2a). In fluiden Umgebungen können die in der Oberfläche des Festkörpers liegenden Atome mit denjenigen der Umgebung reagieren, entweder durch eine feste chemische Bindung (Chemisorption) oder durch eine schwache intermolekulare Bindung. Ein Beispiel dafür ist die Adsorption von H₂O—Molekülen auf Metalloberflächen durch die Anziehung des polaren Wassermoleküls. Die chemische Bindung führt z.B. zur Bildung oft sehr dünner, manchmal monomolekularer Oxidschichten (Abb. 16.2).