Zaawansowane powłoki do ochrony magnezu
Magnez jest trzecim w kolejności najczęściej używanym metalem w przemyśle, po stali i aluminium. Przemysł motoryzacyjny, lotniczy i kosmiczny, medyczny i sportowy wytwarza produkty, od których wymaga się wytrzymałości i trwałości, a jednocześnie niskiej masy właściwej. Mimo tych właściwości wykorzystanie stopów magnezowych jest wciąż ograniczone, co po części wynika z ich podatności na korozję. Materia obca, która utrzymuje wilgoć na powierzchni, może prowadzić do korozji i wżerów w niektórych stopach, o ile metal nie jest chroniony prawidłowo naniesionymi powłokami. Inny minus polega na tym, że wiele obecnie używanych powłok stanowi źródło zanieczyszczeń toksycznych dla środowiska, do których należą metale i aniony fluorkowe. Ambitnym celem finansowanego przez Komisję Europejską projektu NANOMAG było opracowanie powłok odpornych na korozję i ścieranie nanoszonych w procesach przyjaznych dla środowiska, a zarazem ekonomicznych. Zespół projektowy w Haute Ecole Arc ingeniérie w Szwajcarii wykorzystał niskotemperaturową metodę zanurzeniową zol-żel do nanoszenia powłok z SiOx i tlenków wieloskładnikowych w celu wytworzenia cienkiej warstewki. Jako prekursorów użyto ortokrzemianu czteroetylu i sec-butanolanu glinu. Atrakcyjną właściwością obu tych związków jest doskonała adhezja do powierzchni stopu. Opracowano kilka rodzajów powłok, w tym wieloskładnikowe tlenki zawierające krzem oraz tlenki cyrkonu i ceru, na które następnie nanosi się warstwę polimerową. Po naniesieniu tych cienkich warstw przeprowadzono badania przyspieszonej korozji, adhezji i twardości. Wyniki pokazały, że po niemal setce ekspozycji na mgłę solną na powleczonych stopach nie pojawiły się wżery. Niemniej jednak z powodu wymagań użytkownika końcowego zawieszono badania nad warstwą polimerową. Opracowano również powłokę z azotku chromu (CrN) nanoszoną przy użyciu metody wspomaganego plazmowo fizycznego osadzania z fazy gazowej (ang. Plasma-Assisted Physical Vapour Deposition, PAPVD) w tej samej niskiej temperaturze wynoszącej 180şC. Oprócz tego cienkie powłoki nanoszono na nowy stop magnezowy uzyskany w wyniku projektu NANOMAG. W związku z popytem na zużywające mniej paliwa lżejsze pojazdy oraz rozwojem programu lotniczego i kosmonautycznego potrzebne stały się materiały o niskiej masie właściwej, a zarazem wytrzymałe, co wzmogło zainteresowanie magnezem ze strony producentów. Zarówno powłoki wieloskładnikowe, jak i powłoka CrN zostały przystosowane do procesów powlekania średnich i dużych powierzchni na skalę przemysłową.
