Die erste Simulation Schwarzer Flecken im Labor beschreibt Brinch Ma-dsen bereits 1979 und gibt an, dass ein nicht näher beschriebenes eckiges Korrosionsbild auf Kupfer in Gegenwart von ca. 0,5 ppm Schwefelwasser-sto in der Gasphase erzeugt werden kann. Bei einer H2SKonzentration von 50 ppm erhalte man zwar ebenfalls ein eckiges Wachstum, jedoch zu-sätzlich ächig korrodierte Bereiche. Es wird darauf hingewiesen, dass zur Erzeugung typischer Korrosionserscheinungen lange Expositionszeiten von Kupfer in Gegenwart geringer Schwefelwasserstokonzentrationen notwen-dig sind (Brinch Madsen und Hjelm-Hansen 1982). Hjelm Hansen (1984) stellte allerdings fest, dass die bei 100 % relativer Luftfeuchte und ca. 4 ppm Schwefelwassersto erzeugten Korrosionsprodukte, im Gegensatz zu den na-türlich gewachsenen, neben Sulden auch das Sulfat Brochantit enthielten.
Lie und Scheier (1982) beschreiben Korrosionsexperimente an verschiede-nen Kupferlegierungen bei 50 % relativer Luftfeuchte und unterschiedlichen Konzentrationen von Schwefelwassersto. Erste Auswertungen zeigten, dass sich die so erzeugten Korrosionsprodukte morphologisch wie auch in ihrer chemischen Zusammensetzung von natürlich gewachsenen Schwarzen Fle-cken unterscheiden. Die endgültigen Ergebnisse der Arbeit wurden nie pu-bliziert.
Weichert (2002) führte Korrosionsversuche an verschiedenen Kupferle-gierungen bei unterschiedlichen relativen Luftfeuchten (65, 82,5 und 100 %) und unterschiedlichen Temperaturen (20, 25 und 50 ◦C) in Gegenwart von elementarem Schwefel sowie 50 ppb, 200 ppb oder 8 ppm Schwefelwassersto
über unterschiedliche Zeiträume durch. Eine vergleichende Auswertung zum Einuss der einzelnen Faktoren relative Luftfeuchte, Temperatur, Schadsto-zusammensetzung und Schadstokonzentration war hierbei nicht möglich, da in den Experimenten jeweils mehrere Faktoren variiert wurden. Die er-zeugten Produkte zeigten auch hier nur in seltenen Fällen morphologische Ähnlichkeit mit natürlich gewachsenen Korrosionsprodukten und enthielten im Gegensatz zu diesen häug Oxide und Sulfate.
Sease et al (1997) beobachteten Schwarze Flecken an Objekten, welche in der Ausstellung Temperaturen zwischen 21 und 27◦C und einer relativen Luftfeuchte zwischen 19 und 47 % ausgesetzt waren. In diesem Klima elen erste Korrosionsausblühungen bereits nach 6 Monaten auf.
In weiteren Publikationen werden keine näheren Angaben zum Klima ge-macht, in welchem sich Schwarze Flecken auf Objekten gebildet haben. Da die Korrosion in Museen und Sammlungen oft erst lange nach dem ersten Auftreten entdeckt wird, ist es dann nicht mehr nachvollziehbar, unter wel-chen klimatiswel-chen Bedingungen sich diese gebildet hat. Umso wichtiger ist es, in Laborexperimenten den Einuss einzelner Faktoren auf die Korrosion zu bestimmen um präventive Maÿnahmen zur Vermeidung von Korrosionsschä-den an Objekten treen zu können. Vergleichende Untersuchungen hierzu liegen bislang nicht vor. Schwarze Flecken konnten in Laborexperimenten bislang nicht gezielt reproduziert werden. Von zentraler Bedeutung für die systematische Untersuchung des Einusses verschiedener Faktoren auf den Korrosionsprozess ist es daher, Möglichkeiten für die reproduzierbare Dar-stellung charakteristischer Korrosionsprodukte im Labor zu erarbeiten.
In Bezug auf die Bildung homogener Suldschichten durch atmosphä-rische Korrosion ist der Einuss von Temperatur und relativer Luftfeuchte mehrfach untersucht worden, wobei man zu unterschiedlichen Ergebnissen kam. Nach Fiaud und Ghimouz (1989) bilden sich auf Kupfer in Gegenwart von 0,5 ppm H2S bei 25◦C und 75 % relativer Luftfeuchte zunächst Cu2S und Cu2O, im weiteren Verlauf wird auch die Bildung von CuO beobachtet. Wird der Versuch in trockener Atmosphäre durchgeführt bilden sich nur Cu2S und Cu2O bei einer höheren Korrosionsrate. In Abwesenheit von Sauersto bil-den sich ausschlieÿlich Cu2S und CuO bei einer geringeren Korrosionsrate.
In Abwesenheit von Feuchtigkeit und Sauersto bildet sich hingegen eine dünne passivierende Kupfersuldschicht. Vogel (2012) beschreibt die Unter-suchung von Korrosionsprozessen an Leiterbahnen aus Kupfer in Gegenwart
von Schwefelwassersto als einzelnes Schadgas wie auch im Schadgasgemisch mit NO2, SO2 und Cl2 bei ebenfalls 25 ◦C und 75 % rF. Die Ergebnis-se zeigen im Gegensatz zur vorgenannten Publikation, dass die Reaktion von Kupfer zu Kupfersuld in Gegenwart von Schwefelwassersto als Ein-zelschadgas in einem Konzentrationsbereich von 0,1 bis 1000 ppm ab einer Schichtdicke von ca. 1,2µ m selbstlimitierend ist. Erst höhere Luftfeuchtig-keit und Temperatur führen zu einer nicht näher beschriebenen Oxidation der Kupfersuldschicht und einer hiermit verbundenen Verfärbung der Kor-rosion. In Gegenwart einer oxidierenden Gaskomponente bildet sich auf und unter der primär gebildeten Kupfersuldschicht eine Schicht aus Kupferoxid, welche in Gegenwart hoher H2S-Konzentrationen wieder zu Kupfersulden reagiert. Durch die hiermit verbundene Volumenzunahme platzt die passivie-rende Korrosionsschicht ab und die Kupferoberäche wird wieder freigelegt.
In Anwesenheit von 0,1 ppm Cl2 im Mischgas aus H2S und einer oxidie-renden Gaskomponente wurde beobachtet, dass die Korrosionsrate durch eine Konzentration von Chlor im Bereich der Kupferoberäche abnimmt.
Die entstehenden Ausblühungen enthalten Chlor und weisen büschelförmi-ge Strukturen auf, welche der Morphologie Schwarzer Flecken sehr ähnlich ist. Mischgasversuche mit geringen H2S-Konzentrationen zwischen 0,1 und 0,8 ppm zeigten einen Abreicherungseekt in der Mitte von ächigen Proben.
Eine Erhöhung der Temperatur auf 30◦C senkt die rF auf 60 % und bremst die Korrosionswirkung des Mischgases stark. Braithwaite et al (2000) weisen für die atmosphärische Korrosion an Kupfer in Gegenwart von 5-300 ppb Schwefelwassersto nach, dass eine Steigerung der relativen Luftfeuchte zu Beginn des Prozesses die Korrosionsrate nur geringfügig erhöht. Nach einem anfänglich linearen Schichtwachstum nimmt die Korrosionsrate bei relativer Luftfeuchte über 50 % ab einer Schichtdicke von ca. 200 bis 300 nm zu-nehmend ab. Dies wird mit der Bildung von Defekten innerhalb der Korro-sionsschichten bei hoher relativer Luftfeuchte erklärt, welche den Transport von Kupferionen durch die Korrosionsschicht behindern. Eine Steigerung der Temperatur steigert die Korrosionsrate. Da die Korrosionsrate in erster Linie durch den Gastransport beeinusst wird, besteht eine lineare Abhängigkeit der Korrosionsrate von der Schwefelwasserstokonzentration bis ca. 125 ppb, bei wachsenden Schichtdicken der Korrosion bei 50 % relativer Luftfeuchte überwiegt hingegen zunehmend der Transport von Kupferionen durch die Korrosionsschicht als limitierender Faktor. Die Konzentration von Sauersto
hat erst ab sehr geringen Werten unter 1000 ppm einen Einuss. Nach Meyer und Pietsch (1974) begünstigt eine rF, welche zu einem dünnen H2O Film auf der Kupferoberäche führt, das Anlaufen in Gegenwart gröÿerer Mengen H2S, wohingegen das Anlaufen in Gegenwart geringer Mengen H2S verlang-samt wird. In Gegenwart von SO2 wird eine hohe rF als wesentlicher Faktor bei der Korrosion beschrieben. Ein Feuchtigkeitslm führt hierbei zu einer Bildung von schweiger Säure und einer Reaktion zu Kupfersuld auf der Metalloberäche. Für 75 % rF wird im Gegensatz zu 63 % eine starke Korro-sion der Kupferoberäche beschrieben. Allgemein sei die KorroKorro-sion an Kup-fer in Gegenwart von geringen SO2 Konzentrationen bei Zimmertemperatur sehr gering, erst bei höheren Temperaturen ndet ein stärkerer Angri statt.
Auch in Gegenwart von CS2 Dampf wird eine Bildung von Cu2S bei höheren Temperaturen beschrieben (Meyer, Pietsch 1974: 1227, 1235, 1278).