An metallischen Werkstoffen werden bisweilen Schaden . beobachtet, an denen Wasserstoff mit Sicherheit beteiligt ist. Bevorzugt durch elektrolytisch entstandenen Wasserstoff treten am Titan Sprodbruche und Spannungsrifikorrosion als Folge auf (1, 2). Kathodisch an einer Metalloberflache erzeugter Wasserstoff kannsofern die Loslichkeit des Metalls genugend grofi istin das Metallinnere diffundieren und/ oder zur Bildung von Metallhydriden fuhren.Die in der Literatur angegebenen Daten uber die kathodische Wasserstoffentwicklung an Titan sind nicht einheitlich (3-7). Die Tatsache, dai3 bei Beginn der Messungen keine reine Titanoberflache sondern stets ein Oxid vorliegt, kann ein Grund fur die Beobachtung verschiedener, potentialabhangiger Reaktionsmechanismen sein (8). Das gleichzeitige Auftreten von Oxid und Hydrid auf der Titanoberflache bei kathodischem Potential ist elektronenoptisch nachweisbar (9). Da sich der Wasserstoffgehalt des Hydrids mit kathodischem Potential verandert, so stellt dies eine weitere Schwierigkeit fur die Reproduzierbarkeit der Messungen dar.Aus diesem Grund scheint es sinnvoll, eine definierte Hydridschicht auf die Titanoberflache aufzubringen und daran den Mechanismus der Wasserstoffentwicklung zu studieren.
A.Experimentelle Vorarbeit 1. Herstellung des Titanhydrids a) Eine Moglichkeit der Erzeugung von Hydrid auf Titan ist das Beizen des Metalls in konzentrierten Sauren ( 10-13). Das Titanblech wird 16 Stunden lang bei Zimmertemperatur in 17 ml HC1 conc. ca. 35% belassen. Danach sieht die Elektrode dunkelgrau bis schwarz aus. Zur Entfernung der anhaftenden Salzsaure wird grundlich in aqua dest. gewaschen und mit weichem Zellstoff abgetupft. Rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen eines so behandelten Titanbleches ergeben die in Abb. 1 wiedergegebene Aufnahme: auf der Oberflache befinden sich Brocken unterschiedlicher GroiJe, die dicht mit Nadeln bedeckt sind. Eine Elektronenreflexionsbeugung zeigt die Ringe von Titanhydrid. Es ergibt sich fur das kubisch flachenzentrierte Gitter eine Gitterkonstante von a. = 4,45 8. betragt nach Posiril ( 13) und Burdina und Samartsev ( 1 1) 2 bis 3,5 pm. Die Dicke der auf diese Weise entstandenen Hydridschicht +) Aus Dissertation, Frankfurt 1972, jetzige Anschrift: Accurnulatorenfabriken Wilhelm Hagen AG, 4770 Soest, Postfach 5. b) Titanhydrid kann auch durch kathodische Polarisation erhalten werden (14-17). Dabei bestimmen Potential, Stromdichte, Elektrolyt und Dauer der Elektrolyse die Zusammensetzung und Schichtdicke des entstehenden Hydrids. Fur ein Hydrid, das in 1 ,O n Schwefelsaure bei 24 OC und bei I = -20 mA/cm2 wahrend 100 Stunden gebildet wird, kann eine Gitterkonstante a. = 4,38 a ermittelt werden, wahrend ein Hydrid, das in 6,O n Schwefelsaure ebenfalls wahrend 100 Stunden bei -0,8 V eine Gitterkonstante von a. = 4,40 a zeigte. Einen Zusammenhang zwischen Gitterkonstante a. und Wasserstoffgehalt von Hydriden ist von Otsukn (18, 19) gefunden worden, er ist in Abb. 2 wiedergegeben. Ordnet man die nach den oben beschriebenen Methoden hergeste...