Verbesserte keramische Oxidschichten auf Magnesiumwerkstoffen durch Kombination von gepulster plasmaelektrolytischer Oxidation und chemischer Nanotechnologie
Magnesiumlegierungen sind als Konstruktionswerkstoffe im Leichtbau sehr gefragt. Wegen ihrer Korrosionsanfälligkeit brauchen sie aber gute Beschichtungen.
Die gepulste plasmaelektrolytische Oxidation (PEO) ist dafür ein gängiges Verfahren. Damit lässt sich die Oberfläche einer Magnesiumlegierung mit einer extrem harten und dichten keramischen Schicht überziehen. Dies geschieht üblicherweise bei Spannungen von 300 - 500 V. Um die Korrosionsbeständigkeit noch weiter zu erhöhen, kann zusätzlich noch eine schützende Schicht aufgebracht werden. Da diese Versiegelungen organische Substanzen erhalten, wird der bessere Korrosionsschutz aber mit einer schlechteren thermischen Beständigkeit erkauft. Diese Nachteile lassen sich umgehen, wenn anstelle der organischen Beschichtungen anorganische Überzüge aufgebracht werden.
Durch die Kombination der PEO mit dem Einbau mesoporöser oxidischer Nanopartikel wollen Wissenschaftler vom Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme in Dresden und dem DECHEMA-Forschungsinstitut in Frankfurt im Rahmen eines Projekts der Industriellen Gemeinschaftsforschung die Oberflächenstruktur optimieren. Dadurch soll sich die thermische Belastbarkeit der Legierung weiter verbessern. Außerdem rechnen sie für diesen Prozess mit einer deutlichen Energieeinsparung durch geringere Spannungen, so dass das Verfahren auch für die industrielle Massenproduktion attraktiv ist. Ein besonderes Novum ist die Integration einer Selbstheilungsfunktion in die Schutzschicht. Durch die Freisetzung von Inhibitoren wie zum Beispiel Seltenerdverbindungen bleibt der Korrosionsschutz auch nach einer Beschädigung der Oberfläche bestehen.