Von den fortgeschrittenden zu den bahnbrechenden Metalloberflächenbehandlungen
Mit seiner niedrigen Dichte von 1,7 g/cm3 ist es nicht überraschend, dass Magnesium zahlreiche Anwendungen in der Luft- und Raumfahrtindustrie findet. Die Konkurrenzfähigkeit dieses leichtes Materials gegenüber Aluminiumlegierungen beruht jedoch auf Oberflächenbehandlungen zur Steigerung der Korrosionsbeständigkeit in aggressiven Umgebungen. Die üblichen Oberflächenbehandlungen zum Korrosionsschutz von Magnesiumlegierungen bestehen bisher aus chemischen Umwandlungsbeschichtungen auf Basis von sechswertigem Chrom. Mit finanzieller Unterstützung aus dem Programm Clean Sky suchten die Forscher nach einer umweltfreundlichen Alternative. Dabei konzentrierte sich das EU-finanzierte Projekt COMAG (Development and implementation of conductive coating for magnesium sheets in A/C) auf Nachbehandlungen auf Silanbasis. Es kommen überall Alkoxyorganosilane und ähnliche Siliziumverbindungen zum Einsatz, um den Korrosionsschutz von metallischen Bauteilen aus Stählen, Kupfer und Aluminiumlegierungen zu verbessern. Auch dünne organische Silanschichten erwiesen sich als physikalische Barriere zum Schutz von Magnesiumlegierungen. Das handelsübliche silanhaltige Produkt Oxsilan MG 0611 war Ausgangspunkt der Forschungsarbeit des Teams. Dünnschichten von weniger als einem Mikrometer Dicke könnten durch Eintauchen in eine neu entwickelte modifizierte Version der Lösung auf Silanbasis auf der Oxidschicht von Magnesiumsubstraten gebildet werden. Wurde dieses organische Silan vor dem Auftragen von Flugzeuglack zur Versiegelung der eloxierten Oberfläche gezogener Bleche aus Elektron 43 verwendet, konnte die Korrosionsbeständigkeit deutlich verbessert werden. Die anodischen Oxide förderten außerdem die Haftung der Nachbehandlungsbeschichtungen einschließlich der Anstriche. Die COMAG-Forscher testeten die Nass- und Trockenhaftung gemäß dem Federal Standard 141, wobei vielversprechende Resultate erzielt wurden. Neben der Gewährleistung einer guten Haftung ist die Nachbehandlung auf Grundlage von Silan eine umweltfreundliche Technologie, welche den passenden elektrischen Widerstand und die richtigen mechanischen Eigenschaften der getesteten Magnesiumlegierung sicherstellt. Die Projektresultate eröffnen die Möglichkeit, Aluminiumsekundärteile und Flugzeugsystemkomponenten durch Magnesiumbauteile zu ersetzen, was eine Gewichtsreduktion um etwa 30 % verspricht. Realisiert man diese Zahl, könnten auch die Ziele des Programms Clean Sky im Sinne der Senkung des Kraftstoffverbrauchs und der Schadstoffemissionen erreicht werden.
Schlüsselbegriffe
Oberflächenbehandlungen, Magnesiumlegierungen, Luft- und Raumfahrt, Korrosionsbeständigkeit, Silane, Leichtmaterial, leichtes Material
