Selbstheilende und fluoreszierende Anti-Korrosionsbeschichtungen für Aluminiumlegierungen
Ein neues Beschichtungssystem schützt Aluminiumlegierungen, die in der maritimen Industrie häufig korrosiven Bedingungen ausgesetzt sind, durch selbstheilende und fluoreszierende Eigenschaften.
Aluminiumlegierungen, die in Schiffsrümpfen und Unterwasserfahrzeugen weit verbreitet sind, müssen in aggressiven Meeresumgebungen zuverlässig vor Korrosion geschützt werden. Selbstheilende Beschichtungen, die Schäden eigenständig reparieren können, stehen im Mittelpunkt aktueller Forschungsentwicklungen. Der Artikel beschreibt die Entwicklung einer solchen Beschichtung, die Fluoreszenz zur Schadensanzeige und Formgedächtnispolymere zur Selbstheilung nutzt. Hierfür wurde eine fluoreszierende Sonde (Rhodamin-Naphthalimid) synthetisiert, die in Fasern aus einem spezialisierten Polymer eingebettet ist. Durch ein innovatives Elektrospinning-Verfahren wurde die Sonde in der Polymerstruktur eingefangen und anschließend in Epoxidbeschichtungen integriert.
Lesetipp: Korrosionsschutz durch Beschichtungen
Metalle gehören zu den wichtigsten Werkstoffen des täglichen Lebens und sollten vor Korrosion, die optische Fehler, Sicherheitsmängel und am Ende wirtschaftliche Schäden verursachen kann, geschützt werden. Das Buch „Korrosionsschutz durch Beschichtungen“ der Autoren Jörg Sander et al. bietet ein aktuelles Bild der Qualität und Chemie der Substratoberfläche, der fachgerechten Konversionsbehandlung, der Funktion von Harzen und antikorrosiven Pigmenten in Lacken sowie der neuesten Konzepte für den Korrosionsschutz.
Die Beschichtung reagiert auf mechanische Schäden mit einer fluoreszierenden Anzeige, die durch Wasser und Al3+-Ionen aktiviert wird, und nutzt Infrarotstrahlen zur punktgenauen Erkennung und Reparatur. Bei einer durch Infrarotstrahlung ausgelösten Temperaturänderung tritt die Formgedächtnisfunktion des Polymers in Kraft, wodurch die beschädigte Stelle erweicht, expandiert und sich selbstständig repariert. Dieser Ansatz zeigt das Potenzial für einen verbesserten Korrosionsschutz bei Aluminiumlegierungen und gibt der Entwicklung intelligenter Beschichtungen neuen Schwung.
Quelle: Journal of Coatings Technology and Research, Vol. 21, S. 1431–1446 (2024).