Chrom / Eisen-Verhältnis. Kennzeichnende Größe der chromoxidreichen Passivschicht auf der Oberfläche einer austenitischen Edelstahllegierung zur Beurteilung der Passivschichtqualität. Neben der Passivschichtdicke von austenitischen Edelstahllegierungen ist vor allem auch der morphologische (Morphologie) Aufbau der Schicht betreffend Bestandteilen und Zusammenlagerungsmechanismen von fundamentalem Interesse für den Mechanismus des Korrosionsschutzes durch die Passivschicht.
Die elementare Zusammensetzung der Schicht ist zum einen dem Auger-Tiefenprofil (Auger-Analyse) zu entnehmen und wird zum anderen betreffend der unmittelbaren Oberflächenbestandteile durch die Elektronenspektroskopie zur chemischen Analyse (ESCA) bestimmt.
Die ESCA-Analyse erlaubt dabei sowohl die verschiedenen Metalle als auch deren (oxidische) Verbindungen im Detail qualitativ – und mittels der Energiebanden der Verbindungen – quantitativ zu detektieren. Die Auswertung der ESCA-Analyse ergibt insofern durch elektronische Flächenintegration der Anzeigepeaks der verschiedenen Metalle / Metalloxide: Fe in %, Cr in %, Fe-Oxid in %, Cr-Oxid in %, Cr-Hydroxid in %.
Aus diesen Daten kann man folgende Verhältnisse ermitteln: Crtotal: Fetotal, Crmetallisch: Femetallisch, Cr-Oxid: Fe-Oxid. (total = metallischer + oxidischer + hydroxidischer-Anteil). Aufgrund dieser Ergebnisse lässt sich z. B. auch der in der Passivschicht vorliegende Anteil an freiem Fe rechnerisch ermitteln.
Die übliche Kennzahl von austenitischen Edelstahllegierungen Crtotal: Fe total erlaubt eine wesentliche Aussage über den Passivschichtaufbau, wobei vor allem Cr: Fe günstigerweise möglichst hohe Werte annehmen soll, z. B. 1.4404: elektrochemisch poliert: 1,8–3,0, metallblank bzw. mechanisch geschliffen: 1,01–1,08.
Diese Unterschiede werden bei näherer Betrachtung der erheblichen Unterschiede von Topographie, Morphologie und Energieniveau von elektropolierten und mechanisch polierten Oberflächen bei der Edelstahloberflächencharakterisierung relativ einsichtig. Grundsätzlich ist die Schichtqualität besser und stabiler, wenn Chrom die zunehmend dominante Matrixmaterialkomponente (Matrixmaterialkomposition) bildet, d. h. das Cr / Fe-Verhältnis (stabil hinsichtlich der gegebenen Umgebungsbedingungen) möglichst groß ist. Diese Einschränkung betreffend der Stabilität der Passivschicht (nämlich die Normierung der Schichtverhältnisse bzw. der Gleichgewichtsbedingungen in Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen) ist thermodynamisch vor allem deshalb von Bedeutung, um messwertverfälschende Oberflächenpräparationen, wie z. B. Eisenphosphatschichtbildungen etc., richtig einordnen zu können.