In situ characterization of electrochemically-formed oxide films on low carbon steel by diffuse reflectance spectroscopy

Zusammenfassung

Mit Hilfe der Kombination von cyclischer Voltammetrie und der diffusen Reflexionsspektroskopie läßt sich der Mechanismus der Korrosion von Stahl und Eisen untersuchen. Die Methode ist besonders geeignet zur Untersuchung von rauhen und auch polykristallinen Oberflächen, wie es der Fall ist bei Tiefziehblechen. Die Proben können ohne Vorbehandlung wie z.B. Polieren direkt eingesetzt werden. Die Empfindlichkeit liegt beim Eisensystem bei unter monomolekularer Bedeckung des Oxids auf dem Metall. Durch die spektroskopischen Untersuchungen ist es möglich, die Bildung von Mischoxiden zu verfolgen. Diese Oxide sind verantwortlich für die Bildung von schützenden oder weniger schützenden Passivschichten. Es werden auch Beispiele von Absorptionsspektren verschiedener Modifikationen von Eisenoxiden gegeben.

Summary

The mechanism of corrosion of steel and iron is studied by the combination of cyclic voltammetry and diffuse reflectance absorption spectroscopy (DRS). The method is especially valuable to investigate samples with rough or polycrystalline surfaces without prior preparation as it is the case for cold rolled low carbon steel. The sensitivity depends on the absorption coefficients of the oxide film. In the case of the Fe²⁺/Fe³⁺-redox-system it is possible to investigate the formation and reduction of the passive layer even with under monolayer coverage. The spectroscopic measurements allow to identify the formation of Fe²⁺-Fe³⁺-mixed oxides which are responsible for protective or non-protective films. Spectra of different modifications of iron oxide powders are also given.