Umweltfreundliche korrosionsbeständige Flugzeuge
Bei der Herstellung von Flugzeugteilen verwendet man üblicherweise Aluminium (Al). Die Aluminiumteile werden zunächst eloxiert, um auf ihnen eine korrosionsbeständige Schicht aus Aluminiumoxid (Al2O3) auszubilden, die außerdem zusätzliche Abriebbeständigkeit und Festigkeit verleiht. Diese Al2O3-Schicht ist ziemlich porös, was eine weitere Abdichtung erforderlich macht, um die Zersetzung durch raue Betriebsbedingungen wie zum Beispiel UV-Strahlung, geringen Druck und starke Temperaturschwankungen zu verhindern. Auf Chrom basierende Dichtungsmittel, die Cr(VI) enthalten, haben die größte Wirkung und werden normalerweise in einem Heißsiegelverfahren verwendet, in dem kochendes Wasser zum Einsatz kommt. Cr(VI) ist jedoch krebserregend und so haben die zunehmenden existierenden oder vorgeschlagenen Einschränkungen von dessen Nutzung eine Suche nach geeignetem Ersatz angeschoben. Das EU-finanzierte Projekt "Chromate free and energy efficient sealing of TSA anodic films for corrosion protection" (TARTASEAL) untersuchte und charakterisierte einige recht vielversprechende Alternativen. Dazu gehören die Anwendung von dreiwertigem Chrom (Cr(III)), der viel weniger toxisch als Cr(VI) ist, und weiterer REACH-konformer Zusatzstoffe (EU-Richtlinie über Registrierung, Bewertung, Zulassung und Beschränkung chemischer Stoffe) sowie alternativer Prozesse mit dem Ziel eines geringeren Energieverbrauchs. Die Wissenschaftler untersuchten die standardgemäße Heißwasserverdichtung als Richtwert sowie die Heißwasserverdichtung mit REACH-konformen Zusatzstoffen. Danach erkundeten sie alternative Abdichtungsoptionen wie die kaltverdichtete Chrom-Konversionsbeschichtung (Chromium Conversion Coating, CCC), Heißwasserverdichtung mit folgender CCC und eine Anpassung des elektrischen Flammspritzzyklus für Aluminium (Thermal Spray Aluminium, TSA) mit folgender Heißwasserverdichtung oder CCC. Das Team nutzte Technik wie das Umgebungs-Rasterelektronenmikroskop, Raman- und Infrarotspektroskopie und Elektronenspektroskopie zur chemischen Analyse, um die geschützten Oberflächen zu beschreiben. Die im Rahmen von TARTASEAL für REACH-konforme chemische Stoffe entwickelten Prozesse zeigten in Bezug auf die Eloxierung von Aluminium an Flugzeugbauteilen ein großes Potenzial. Die weitere Entwicklung und Zertifizierung wird erhebliche Auswirkungen auf die Wettbewerbsfähigkeit des EU-Luftfahrtsektors ausüben, der schnell geeignete Ersatzstoffe für die herkömmlichen Cr(VI)-basierten Abdichtungsmittel finden muss.
