Neues Komposit schützt vor Korrosion bei hoher mechanischer Belastung

Neue Kompositbeschichtungen verhindern langanhaltend Korrosion, die durch Spritzwasser oder Schmutz hervorgerufen wird / Bildquelle: Uwe Bellhäuser

Materialforscher am INM – Leibniz-Institut für Neue Materialien stellen ein Kompositmaterial vor, das umweltfreundlich die Korrosion von Metallen auch unter extremen Bedingungen verhindert. Es kann überall dort eingesetzt werden, wo Metalle starken Witterungsbedingungen, aggressiven Gasen, salzhaltigen Medien, starkem Verschleiß oder hohen Drücken ausgesetzt sind. Vom 7. bis 11. April 2014 präsentieren die Forscher des INM dieses und weitere Ergebnisse auf der Hannover Messe im Rahmen der Leitmesse Forschung, Entwicklung und Technologietransfer. Dazu gehören neue Entwicklungen zu transparenten und leitfähigen Schichten, zu CIGS Solarzellen, antimikrobielle Beschichtungen, fettfreie Komposite mit Korrosionsschutz sowie Printed Electronics.

Dieses patentierte Komposit entfaltet seine Wirkung durch Aufsprühen, so Carsten Becker-Willinger, Leiter des Programmbereichs Nanomere®, das Besondere ist die Strukturierung dieser Schicht: Die Schutzpartikel ordnen sich von alleine dachziegelartig an. Ähnlich wie bei einer Mauer lagern sich mehrere Partikelschichten versetzt übereinander; das Resultat ist eine selbstorganisierte, hochstrukturierte Barriere. Die Schutzschicht ist nur einige Mikrometer dick und verhindert das Eindringen von Gasen und Elektrolyten. Sie schützt vor Korrosion, die durch aggressive, wässrige Lösungen hervorgerufen wird. Dazu zählen zum Beispiel Salzlösungen, wie streusalzhaltiges Spritzwasser oder Meerwasser, oder wässrige Säuren, wie zum Beispiel saurer Regen. Auch gegen korrosive Gase oder unter Druck ist die Schutzschicht eine wirksame Sperre.

Das Komposit haftet nach thermischer Aushärtung auf metallenem Untergrund, ist abrasionsstabil und schlagfest. Dadurch hält es auch einer hohen mechanischen Belastung stand: Die Beschichtung besteht den Kugelfalltest mit einer 1,5 kg schweren Stahlhalbkugel aus einem Meter Höhe ohne Abplatzen oder Reißen und weist nur eine leichte Verformung auf. Damit ist das neue Material auch in Gegenwart von Sand oder mineralischen Stäuben ohne Verschleiß einsetzbar. Das Komposit lässt sich durch Aufsprühen oder mit anderen, gängigen nasschemischen Verfahren aufbringen und härtet bei 150 bis 200 °C aus. Es eignet sich für Stähle, Metalllegierungen und Metalle wie zum Beispiel Aluminium, Magnesium oder Kupfer. Es können Platten, Rohre, Zahnräder, Werkzeuge oder Maschinenteile beliebiger Form beschichtet werden. Das speziell eingestellte Gemisch beinhaltet ein Lösungsmittel, einen Binder sowie nanoskalige und plättchenförmige Teilchen. Chrom(VI) oder andere Schwermetalle sind nicht enthalten.

Darüber hinaus präsentiert das INM seine Kompetenz im Rahmen verschiedener Vorträge in Halle 2 am Techtransfer Stand: Nanotechnologie am INM – Leibniz-Institut für Neue Materialien, Dr. Mario Quilitz, Nanopartikel für Optik und Elektronik, Dr. Peter William de Oliveira, Nanomere? Hochstrukturierte funktionsintegrierte Beschichtungen für praktische Problemlösungen in industriellen Anwendungen“, Dr. Carsten Becker-Willinger.

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