Werkstoffe: Komposite schützt Metal vor Rost

Die Materialforscher vom Leibniz-Institut für Neue Materialien, INM, haben ein Kompositmaterial entwickelt, 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 das neue Material und weitere Forschungsergebnisse in Halle 2 am Stand C48 auf der Hannover Messe im Rahmen der Leitmesse Forschung, Entwicklung und Technologietransfer. Beispielsweise haben die Forscher auch neues zu transparenten und leitfähigen Schichten, zu CIGS Solarzellen, antimikrobielle Beschichtungen, fettfreie Komposite mit Korrosionsschutz und Printed Electronics.

Zu dem neuen Komposite erklärt Carsten Becker-Willinger, Leiter des Programmbereichs Nanomere am INM: „Dieses patentierte Komposit entfaltet seine Wirkung durch Aufsprühen. Das Besondere ist die Strukturierung dieser Schicht: Die Schutz-Partikel ordnen sich von alleine dachziegelartig an. Ähnlich wie bei einer Mauer lagern sich mehrere Partikel-Schichten versetzt übereinander; das Resultat ist eine selbstorganisierte, hochstrukturierte Barriere“, sagt der Experte für Nanokomposit-Technologie. 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 150-200°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.