Nanopartikel-modifizierte Anodisierschichten mit erhöhter Alkalibeständigkeit

19082 BG

Forschungsstelle 1: DECHEMA-Forschungsinstitut, Frankfurt am Main
Projektleiter 1: PD Dr. W. Fürbeth
Forschungsstelle 2: Fraunhofer-Gesellschaft e.V., Fraunhofer-Institut f. Keramische Technologien und Systeme (IKTS)
Projektleiter 2: Dr.-Ing. M. Schneider 
Laufzeit:  01.04.2016 - 30.09.2018

Aluminium und Al-Legierungen werden im Bauwesen (Fassaden, Fensterrahmen, Sanitär), im Flugzeug- und Automobilbau sowie im Sportbootbau (Aufbauten) verwendet. Besonders dort, wo wiederkehrende Reinigungen mit stark basischen Reinigungschemikalien (pH 13,5) durchgeführt werden (z.B. Autowaschanlage) wird das Material stark beansprucht. Aluminiumoxid als Passivschicht ist nur bis zu einem pH-Wert von ˜8,5 stabil. In stark alkalischem Milieu erhöht sich die Gefahr durch Korrosion erheblich. Damit sie beständiger gegen äußere Einflüsse sind, werden die Aluminiumlegierungen anodisiert. Dabei wird eine mehrere Mikrometer dicke Oxidschicht erzeugt, die durch nanoskalige Poren besitzt. Diese werden anschließend oft durch Heißdampf- oder Heißwasserverdichtung verschlossen. Damit kann zwar die Korrosionsbeständigkeit in Säuren deutlich gesteigert werden, jedoch sind auch verdichtete Anodisierschichten bei pH>8,5 nicht ausreichend stabil. In diesem Projekt soll ein Anodisierverfahren auf Basis des Schwefelsäureanodisierens für Aluminiumwerkstoffe entwickelt werden. Durch eine Imprägnierung mit Hilfe chemischer Nanotechnologie wird eine hohe Korrosionsbeständigkeit gegen alkalische Medien erreicht. Dabei muss das Porendesign (Porengröße und –-form) sehr gut auf die nachfolgende Behandlung abgestimmt werden. Dies lässt sich durch Anpassung des Strom-Spannungsregimes sowie der Badzusammensetzung und der Temperatur einstellen. Mit Hilfe der Nachbehandlung durch verschiedene (gemischt-) oxidische Nanopartikel soll anstelle des hydrothermalen Verdichtens eine alkalibeständige Imprägnierung auf die Anodisierschicht aufgebracht und fest mit der Schicht verankert werden. Sie soll den Korrosionsschutz auch unter alkalischen Bedingungen aufrecht erhalten. Gleichzeitig können andere Funktionalitäten wie Hydrophobizität, Härte oder Verschleißfestigkeit gezielt eingestellt werden.

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BMWi-Logo Das IGF-Vorhaben Nr. 19082 BG der Forschungsvereinigung DECHEMA, Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V., Theodor-Heuss-Allee 25, 60486 Frankfurt am Main wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
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