Kor­ro­si­ons­schutz durch Metallphosphat-Partikel

Für Archi­tek­tur, Brü­cken- und Schiffs­bau wer­den gro­ße Men­gen Stahl ver­baut. Sol­che Kon­struk­tio­nen sol­len lang­le­big sein. Sie dür­fen auch im Lau­fe vie­ler Jah­re nicht an Fes­tig­keit und Sicher­heit ver­lie­ren. Dafür müs­sen ver­wen­de­te Stahl­plat­ten und ‑trä­ger dau­er­haft und groß­flä­chig gegen Kor­ro­si­on geschützt wer­den. Vor allem Luft­sauer­stoff und Was­ser­dampf sowie Sal­ze grei­fen den Stahl an. Um das Ein­drin­gen der kor­ro­si­ven Sub­stan­zen zu ver­hin­dern, ver­wen­det man als gän­gi­ge Metho­de den Kor­ro­si­ons­schutz mit Zink­phos­phat-Beschich­tun­gen bei gleich­zei­ti­ger Phos­pha­tie­rung von Metall­ober­flä­chen. Nun haben For­scher des INM spe­zi­el­le, plätt­chen­för­mi­ge Metall­p­hos­phat-Par­ti­kel ent­wi­ckelt: Die­se ver­bes­sern die Pas­si­vie­rung und erhö­hen die Dif­fu­si­ons­bar­rie­re für kor­ro­si­ve Sub­stan­zen. Neben Zink­phos­phat ste­hen neu­er­dings auch Man­gan­phos­phat Plätt­chen zur Verfügung.
Die plätt­chen­för­mi­gen Par­ti­kel sind auf­grund ihrer Aniso­tro­pie bes­ser lös­lich als ent­spre­chen­de kugel­för­mi­ge Par­ti­kel glei­cher Zusam­men­set­zung. „Dadurch wer­den im Bedarfs­fall mehr Phos­phat-Ionen aus der Beschich­tung bereit­ge­stellt. Dies gewähr­leis­tet eine ver­bes­ser­te und rasche­re Repas­si­vie­rung, falls Metall­ober­flä­chen durch mecha­ni­sche Beschä­di­gung frei­ge­legt wur­den“, sagt Cars­ten Becker-Wil­lin­ger, Lei­ter des Pro­gramm­be­reichs Nano­me­re am INM.
In Test­rei­hen konn­ten die Wis­sen­schaft­ler die Wirk­sam­keit der neu­en Par­ti­kel bestä­ti­gen. Dazu bewit­ter­ten sie Stahl­ble­che, die mit Metall­p­hos­phat-Par­ti­kel hal­ti­gen Epoxid­har­zen beschich­tet wur­den, in stan­dar­di­sier­ten Kor­ro­si­ons­tests. Dabei schnit­ten Beschich­tun­gen mit plätt­chen­för­mi­gen Phos­phat-Par­ti­keln etwa zehn mal bes­ser ab als Beschich­tun­gen mit kugel­för­mi­gen Phos­phat-Par­ti­keln. Die plätt­chen­för­mi­gen, am INM ent­wi­ckel­ten, Metall­p­hos­phat-Par­ti­kel wer­den in einem kon­trol­lier­ten Fäl­lungs­pro­zess erzeugt.