Der Effekt der Oberflächentopographie auf die Unterwasser-Korrosionsbeständigkeit von Stahl
Ein neuer Artikel beschreibt die Untersuchung des Topographie-Effekts von superhydrophoben Oberflächen auf die Korrosionsschutzleistung von Stahl durch das Luftplastron-Verhalten, wenn es einer Unterwasserumgebung ausgesetzt ist.
Eine beliebige superhydrophobe Oberfläche wurde mittels Sprühbeschichtung hergestellt und durch Rasterelektronenmikroskopie (REM) und Goniometermessungen hinsichtlich Morphologie und Benetzbarkeit charakterisiert. Durch den Vergleich der beschichteten Oberflächen mit und ohne Luftplastron wurde festgestellt, dass die Superhydrophobie die Korrosion der beschichteten Stahlproben verzögerte. Diese Erhöhung des Korrosionsschutzes der superhydrophoben Oberfläche war auf das Luftplastron zurückzuführen, das durch die Superhydrophobie beim Eintauchen unter Wasser entsteht.
Untersuchung der mikrometrische Topographie
Da verschiedene Bereiche unterschiedliche Luftplastron-Lebensdauern (Benetzungsverhalten) zeigten, wurde angenommen, dass die darunter liegende Topographie der superhydrophoben Beschichtung die Luftplastron-Lebensdauer kontrolliert. Um dieses Verhalten zu untersuchen, wurde die Topographie der verschiedenen Bereiche im Mikrometerbereich mit der Technik der Laserkonfokalmikroskopie über den spezifischen Bereichen untersucht und mit der Luftplastronlebensdauer korreliert.
Unter Verwendung der theoretischen Analyse, die auf der superhydrophoben Robustheit basiert, und unter der Annahme, dass der Festkörperanteil an den verschiedenen Stellen gleich ist, wurde gezeigt, dass die Größe der Merkmale [extrahiert durch die Rauheitsanalyse als Root-Mean-Square (RMS)] mit der Luftplastron-Lebensdauer korreliert. Aus dem Diagramm von RMS und Luftplastron-Lebensdauer wurde bestätigt, dass kleinere Strukturgrößen die Luftplastron-Lebensdauer verlängern und eine bessere Korrosionsschutzleistung bieten können.
Die Studie wurde im Journal of Coatings Technology and Research Volume 18, 2021 veröffentlicht.