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Development of innovative nanocomposite coatings for magnesium castings protection

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Spinell als Beschichtung ist wie das Rot in den Rubinen

Eine breite Verwendung von leichten Magnesiumlegierungen wird durch ihre Korrosionsanfälligkeit und ihren hohen Verschleiß erschwert. Ein umweltfreundlicher Beschichtungsprozess, bei dem hauptsächlich Spinell abgeschieden wird, hat eine Vielzahl von neuen funktionellen Anwendungen möglich gemacht.

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Die industrielle Herstellung von leichteren aber langlebigeren Fahrzeugen würde zu einer sofortigen Reduzierung des Treibstoffverbrauchs führen und einen deutlichen positiven ökonomischen und ökologischen Effekt haben. Magnesium verdrängt aufgrund seiner geringen Dichte Stahl und Aluminium aus vielen industriellen Anwendungen, zu beobachten zum Beispiel im Bereich der Automobilindustrie. Es findet heutzutage eine breite Verwendung. Ein großer Nachteil der Verwendung von Magnesium ist jedoch die Korrosionsanfälligkeit und die geringe Verschleißfestigkeit. Es wurden bereits mehrere Beschichtungsprozesse entwickelt, die aber aus ökologischer wie auch aus ökonomischer Sicht nicht zufriedenstellend waren. Während des NANOMAG-Projekts wurde ein innovativer Beschichtungsprozess entwickelt, der nicht nur höchst effizient sondern auch umweltfreundlich und wirtschaftlich ist. Bei dem Prozess mit dem Namen KERONITE handelt es sich um ein Beschichtungsverfahren zur elektrolytischen Oxidation von Magnesium. Die zu beschichtende Komponente wird in ein Elektrolytbad getaucht. Mithilfe einer Plasmaentladung wird auf der Oberfläche der Komponente eine harte Keramikschicht mit gleich bleibender Dicke zwischen 10 und 50 Mikrometern erzeugt. Bei der Keramik handelt es sich um ein komplexes Magnesium-Aluminium-Oxid, genauer gesagt um Spinell. Es handelt sich hierbei um ein hartes Mineral, das unter Juwelieren aufgrund der rubinähnlichen Farbe sehr bekannt ist. Aufgrund des Hauptbestandteils der Keramik, dem Spinell, besitzt die Schutzschicht eine hohe Härte und einen hohen Verschleißwiderstand. Die Untersuchung des Korrosionswiderstands ergab, dass mit KERONITE beschichtete Magnesiumlegierungen selbst nach 1.000 Stunden in einer Salzsprühkammer keinerlei nachweisbare Anzeichen einer Korrosion aufwiesen. KERONITE bietet zudem Schutz vor galvanischer Korrosion, da es die Stromdichte, hervorgerufen durch den Elektrolyt, deutlich reduziert. Die KERONITE-Beschichtungen können schließlich in Verbindung mit anderen Beschichtungsprozessen verwendet werden, wenn Magnesiumlegierungen, wie in der Weltraumindustrie, extremen Bedingungen ausgesetzt sind. KERONITE besitzt eine poröse Oberfläche und kann so als Substrat für eine zweite Beschichtung dienen.

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