Verbesserte keramische Oxidschichten auf Magnesiumwerkstoffen durch Kombination von gepulster plasma-elektrolytischer Oxidation und chemischer Nanotechnologie

Description: Projektziel: Magnesiumlegierungen finden immer stärkere Verbreitung als Leichtbauwerkstoffe im Transportbereich. Ihre Reaktivität macht jedoch einen guten Korrosionsschutz erforderlich. Die plasma-elektrolytische Oxidation (PEO) wurde als Methode zur Oberflächenveredelung von Magnesiumlegierungen weiterentwickelt. Sie verbessert zwar die Korrosionsbeständigkeit von Magnesiumwerkstoffen bereits, jedoch kann diese durch eine Versiegelung noch deutlich gesteigert werden. Nachteilig ist dabei, dass der Werkstoff dann organisch terminiert ist, was die thermische und die Verschleißbeständigkeit der Oberfläche einschränkt. Weiterhin ist die PEO mit einem hohen Energieeinsatz verbunden. Der Einbau von keramischen Partikeln während der Anodisation kann hier eine Alternative sein. Ziel des vorliegenden Vorhabens ist somit die Entwicklung eines modifizierten, gepulsten Plasmaanodisierverfahrens in Kombination mit der Anwendung chemischer Nanotechnologie. Die Modifizierung soll dabei zu einem verminderten Energieeinsatz führen. Gleichzeitig sollen durch nanotechnologische Methoden die Eigenschaften der Plasmaanodisierschichten optimal gestaltet werden. Hieraus sollen keramische Schutzschichten mit folgenden Eigenschaften resultieren: - anorganisch verdichtet / terminiert - hohe Korrosionsresistenz - selbstheilende Eigenschaften. Der innovative Charakter des Vorhabens resultiert aus der Kombination der gepulsten PEO mit der chemischen Nanotechnologie. Mit ihr sollen sich keramische Schutzschichten auf Mg-Werkstoffen mit verbesserten Eigenschaften und geringerem Herstellungsenergiebedarf erzeugen lassen. Diese sollen einen guten Korrosions- und Verschleißschutz für Magnesiumwerkstoffe gewährleisten können. Ein besonderer Innovationsgrad soll durch Integration einer Selbstheilungsfunktion im Sinne des Erhalts der Korrosionsschutzwirkung durch Freisetzung von Inhibitoren erzielt werden. Zukünftige Arbeiten: Zukünftige Arbeiten sollen vor allem einer effizienteren Beladung mikroporöser Nanopartikel mit korrosionsinhibierendem Ce3+ dienen. Dies soll über eine optimierte Modifizierung der Partikeloberfläche erreicht werden. Die optimierten Partikel sollen in anodische Oxidschichten eingebracht und ihre korrosionsinhibierende Wirkung elektrochemisch und anhand von Auslagerungsversuchen untersucht werden.

SupportProgram

Tags: Magnesiumverbindung ? Keramik ? Cerium ? Werkstoff ? Bodenversiegelung ? Elektrochemie ? Korrosionsschutzmittel ? Verfahrenskombination ? Leichtbau ? Chemisches Verfahren ? Energieeinsparung ? Energieverbrauch ? Oxidation ? Oberflächenbehandlung ? Nanopartikel ? Arbeit ? Freisetzung ? Legierung ? Plasmatechnik ? Nanotechnologie ? Hemmstoff ? Materialprüfung ? Anorganischer Werkstoff ? Korrosionsfestigkeit ? Plasmaanodisierverfahren ? Porosität ?

Region: Hessen Hessen

Bounding boxes: 7.77249063727369° .. 10.235998831586334° x 49.3953967199412° .. 51.65749920650336°

License: Creative Commons Namensnennung-keine Bearbeitung-Nichtkommerziell 4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ (Finanzielle Förderung)
• DECHEMA Forschungsinstitut Stiftung bürgerlichen Rechts (Projektverantwortung)
• Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (Mitwirkung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)

Last harvest: 08.07.2026 00:18

Time ranges: 2013-04-01 - 2016-08-15

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Improved ceramic oxide layers on magnesium alloys through a combination of pulsed plasma-electrolytic oxidation and chemical nanotechnology
  Description: Project goals: Recently there is an increasing demand for magnesium alloys as low weight construction materials for the transport and automotice sectors. However, due to their high reactivity, these materials require particularly good corrosion protection. Plasma-electrolytic oxidation (PEO) was developed as a method for surface refinement of magnesium alloys. While this approach already leads to an improvement of the corrosion properties of magnesium alloys, a subsequent sealing of the protective coatings can even further enhance the corrosion protection significantly. However, a disadvantage of established organic sealing materials is their limited thermal and abrasive durability. Furthermore, PEO is an energy-intensive process. The implementation of ceramic particles as a sealing material during anodizing is a promising alternative. Thus, the aim of this project is the development of a modified pulsed plasma anodizing process, combined with the application of chemical nanotechnology. By optimizing certain process parameters the energy consumption of the process is to be reduced. Furthermore, nanotechnology should help to optimize the properties of the plasma-electrolytic oxide coatings. This approach should lead to ceramic protective coatings with the following properties: - anorganically sealed - high corrosion resistance - self-healing properties. The innovative character of this approach results from the combination of pulsed PEO with chemical nanotechnology. It should allow the creation of ceramic protective coatings on magnesium alloys with improved properties and lower requirements in terms of energy consumption. These coatings should offer good protection from corrosion and abrasion for magnesium alloys. A particularly innovative aspect lies in the introduction of self-healing properties for the preservation of the corrosion protective characteristics of the coatings, achieved by the release of corrosion inhibitive substances. Future Work: Future work will primarily aim at improving the loading of microporous nanoparticles with corrosion inhibiting Ce3+. This should be achieved through optimizing the chemical modification of the nanoparticle surface. The optimized particles are to be incorporated into anodic oxide coatings, and their corrosion inhibitive properties are to be assessed via electrochemical methods and exposure tests.
  URL: https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1068520

Resources

• Webseite zum Förderprojekt

  https://dechema-dfi.de/kwi_media/Downloads/korrosion/Abschlussbericht_472+ZBG+Mag+PEO.pdf (Webseite) ❌

Status

Aktiv

Quality score

• Overall: 0.48
• Findability: 0.57

  • Title: 1.00
  • Description: 0.07
  • Identifier: false
  • Keywords: 0.85
  • Spatial: BoundingBox (0.50)
  • Temporal: true
• Accessibility: 0.67

  • Landing page: Specific (1.00)
  • Direct access: false
  • Publicly accessible: true
• Interoperability: 0.00

  • Open file format: false
  • Media type: false
  • Machine-readable metadata: false
  • Machine-readable data: false
• Reusability: 0.67

  • License: ClearlySpecifiedAndFree (1.00)
  • Contact info: false
  • Publisher info: true

Accessed 1 times.