Bachelorarbeit, 2009
150 Seiten, Note: 1,0
Die Bachelorarbeit untersucht das Passivierungsverhalten von Aluminiumlegierungen in ethanolhaltigen Kraftstoffen mittels elektrochemischer Methoden. Ziel ist es, Erkenntnisse über das Korrosionsverhalten dieser Legierungen unter den gegebenen Bedingungen zu gewinnen und den Einfluss von Wassergehalt zu analysieren. Die Ergebnisse sollen zur Entwicklung korrosionsbeständigerer Kraftstoffkomponenten beitragen.
1 Einleitung: Die Arbeit führt in die Thematik der Alkoholatkorrosion von Aluminiumlegierungen in ethanolhaltigen Kraftstoffen ein, die durch die steigende Verwendung von Biokraftstoffen an Bedeutung gewinnt. Sie erläutert die Notwendigkeit der Untersuchung des Passivierungsverhaltens als entscheidenden Faktor für die Korrosionsresistenz und beschreibt den Ansatz der Arbeit, der in der Anwendung elektrochemischer Messmethoden besteht, um das Verhalten verschiedener Aluminiumlegierungen in „trockenen“ ethanolhaltigen Kraftstoffen zu analysieren.
2 Grundlagen: Dieses Kapitel liefert den theoretischen Hintergrund. Es behandelt die Eigenschaften von Aluminium und seinen Legierungen, die Entstehung und den Aufbau der passivierenden Oxidschicht, den Einfluss von Legierungselementen auf die Korrosionsbeständigkeit und verschiedene Arten der Korrosion in alkoholhaltigen Kraftstoffen (flächige, wässrige und Alkoholatkorrosion). Schließlich werden die Grundlagen der elektrochemischen Messmethoden (Stromdichte-Potenzial-Kurven und EIS) erklärt.
3 Versuchsdurchführung: Dieses Kapitel beschreibt detailliert die experimentelle Vorgehensweise. Es werden die verwendeten Materialien (Aluminiumlegierungen, Kraftstoffe, Leitsalz) vorgestellt und die Sicherheitsmaßnahmen erläutert. Die Vorversuche zur Bestimmung der optimalen Leitsalzkonzentration werden dokumentiert, ebenso wie die Durchführung der Auslagerungsversuche bei hohen Temperaturen und Drücken und der elektrochemischen Messungen (Stromdichte-Potenzial-Kurven und EIS) mit dem verwendeten Aufbau und den entsprechenden Parametern. Die Auswertung der Messdaten wird ebenfalls erklärt.
4 Ergebnisse und Auswertung: In diesem Kapitel werden die Ergebnisse der Auslagerungs- und elektrochemischen Versuche präsentiert und ausgewertet. Der Einfluss des Leitsalzes, der Legierungstypen und des Wassergehalts wird anhand von Diagrammen und Tabellen analysiert. Die Ergebnisse zeigen eine klare Korrelation zwischen den Messmethoden und ermöglichen eine Bewertung der Korrosionsbeständigkeit der verschiedenen Aluminiumlegierungen.
Alkoholatkorrosion, Aluminiumlegierungen, Passivierung, elektrochemische Methoden, Stromdichte-Potenzial-Kurven, EIS, Ethanol, Biokraftstoffe, Korrosionsbeständigkeit, Wassergehalt, Lithiumperchlorat.
Die Bachelorarbeit untersucht das Korrosionsverhalten von Aluminiumlegierungen in ethanolhaltigen Kraftstoffen, insbesondere das Passivierungsverhalten und den Einfluss von Wassergehalt. Ziel ist die Entwicklung korrosionsbeständigerer Kraftstoffkomponenten.
Die Arbeit untersucht die Legierungen Al99,5, AlMgSi1 und AlSi12. Die genauen Zusammensetzungen sind im Anhang detailliert beschrieben.
Es wurden elektrochemische Methoden eingesetzt, darunter die Aufzeichnung von Stromdichte-Potenzial-Kurven und die Elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS). Zusätzlich wurden Auslagerungsversuche bei erhöhten Temperaturen und Drücken durchgeführt.
Neben Ethanol wurden auch Iso-Propanol und tertiäres Butanol untersucht, um den Einfluss verschiedener Alkohole zu analysieren. Ein Referenzkraftstoff (ASTM-C) wurde ebenfalls verwendet.
Der Wassergehalt der Kraftstoffe spielt eine entscheidende Rolle. Die Arbeit untersucht den Einfluss des Wassergehalts auf die Korrosionsraten und die Passivierungsschicht.
Lithiumperchlorat wurde als Leitsalz verwendet, um die Leitfähigkeit der alkoholischen Kraftstoffe zu erhöhen und somit die elektrochemischen Messungen zu ermöglichen. Vorversuche optimierten die Konzentration des Leitsalzes.
Die Ergebnisse der Auslagerungs- und elektrochemischen Versuche werden im Kapitel 4 detailliert präsentiert und ausgewertet. Es wird der Einfluss des Leitsalzes, der Legierungstypen und des Wassergehalts auf das Korrosionsverhalten analysiert.
Die Auswertung erfolgte anhand von Diagrammen und Tabellen. Die Ergebnisse der Stromdichte-Potenzial-Kurven und der EIS-Messungen wurden analysiert, um die Korrosionsbeständigkeit der verschiedenen Aluminiumlegierungen zu bewerten. Die Auswertung der Auslagerungsversuche wird ebenfalls detailliert beschrieben.
Die Arbeit zieht Schlussfolgerungen über das Korrosionsverhalten der untersuchten Aluminiumlegierungen in ethanolhaltigen Kraftstoffen unter verschiedenen Bedingungen. Die Ergebnisse liefern Erkenntnisse für die Entwicklung korrosionsbeständigerer Materialien.
Detaillierte Informationen zu den Versuchsparametern, den Messdaten und den Auswertungen finden sich im Kapitel 3 (Versuchsdurchführung) und Kapitel 4 (Ergebnisse und Auswertung) sowie im Anhang (Kapitel 6).
Schlüsselwörter sind: Alkoholatkorrosion, Aluminiumlegierungen, Passivierung, elektrochemische Methoden, Stromdichte-Potenzial-Kurven, EIS, Ethanol, Biokraftstoffe, Korrosionsbeständigkeit, Wassergehalt, Lithiumperchlorat.
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