Hybride Epoxid-SiO2/GO-Nanoblätter als Korrosionsschutzbeschichtung für Aluminium Al6061-T5 in der Luftfahrt
Forschende fanden heraus, dass die Integration von 0,5% GO signifikante Verbesserungen in den mechanischen und korrosionshemmenden Ergebnissen zeigt, wobei die Korrosionsbeständigkeit um bis zu 500 Stunden erhöht wird.
Die mechanische und antikorrosive Bewertung eines hybriden Epoxidharz-SiO2 und Graphenoxid (GO) wird vorgestellt. Es wurden drei Verbundwerkstoffe mit 0 %, 0,1 Gew.-% und 0,5 Gew.-% GO-Konzentration hergestellt. Das Hybridmaterial wurde durch das Sol-Gel-Verfahren hergestellt, bei dem die Siliziumdioxidpartikel in situ in die Epoxidharzmatrix (ER) eingebracht wurden. Zuvor wurde das ER mit Carboxylgruppen unter Verwendung von Abietinsäure funktionalisiert und als funktionalisiertes Epoxidharz bezeichnet. Die Abscheidung der drei Hybride auf Aluminium 6061-Substraten erfolgte durch Schaufelbeschichtung und Messung der Nass- und Trockenschichtdicke. Die Untersuchung der mechanischen Eigenschaften umfasste Adhäsions-, Bleistiftkratzhärte- und Abriebtestmethoden, wobei die Einarbeitung von 0,5 Gew.-% GO die mechanischen Eigenschaften erheblich verbesserte. Die Korrosionsschutzeigenschaften der Beschichtungen wurden mit Hilfe der elektrochemischen Impedanzspektroskopie und der beschleunigten Korrosion in einer Salzsprühkammer untersucht, wobei sich zeigte, dass GO eine Korrosionsschutzbarriere bildet, die die Lebensdauer der Beschichtungen in korrosiven Umgebungen verlängert. Die Anti-Eis-Eigenschaften wurden mit der Messung des Kontaktwinkels in Verbindung gebracht, bei der die GO-Konzentrationen ein stärkeres hydrophobes Verhalten zeigten. Alle Tests wurden gemäß den ASTM-Normen durchgeführt.
Die Einarbeitung von 0,5 % GO zeigte eine signifikante Verbesserung der mechanischen und antikorrosiven Ergebnisse und verbesserte die Korrosionsbeständigkeit bis zu 500 h. Die Abriebtests hatten einen Anstieg von 35 %, die Härte bis zu 9H, und der Verschleißindex verbesserte sich um 29,14 % im Vergleich zu Verbundwerkstoffen mit 0,1 Gew.-% GO und ohne GO. Die HREF1- und HREF5-Materialien weisen dank der Einbindung von Graphenoxid eine Erhöhung des Kontaktwinkels auf. Die Ergebnisse der elektrochemischen Impedanzspektroskopie und die Impedanzkurven zeigen ein besseres Verhalten für den HREF5-Verbundwerkstoff aufgrund des unterschiedlichen Widerstands im Zeitverlauf.
Veranstaltungstipp: Korrosionsschutz
Korrosionsschutzbeschichtungen stehen auch im Mittelpunkt FARBEUNDLACK Seminars am 13. November in Essen. Die neuesten Entwicklungen auf dem Gebiet der Korrosionsschutz- und Brandschutzbeschichtungen werden Ihnen auf einer Konferenz vorgestellt.
Wenn Sie an weiteren Informationen über die Forschung interessiert sind, finden Sie diese im Journal of Coatings Technology and Research.