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Rostschutz Flockige Nanopartikel schützen Stahl verlässlich vor Rost

| Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Tobias Hüser

Um das Eindringen rostfördernden Stoffen in Stahl zu verhindern, werden heute verschiedene Techniken genutzt. Nun haben Forscher des Leibniz-Institut für Neue Materialien (INM) spezielle Zinkphosphat-Nanopartikel entwickelt. Im Gegensatz zu herkömmlichen kugelförmigen Zinkphosphat-Nanopartikeln, sind die neuen Nanopartikel plättchenförmig. Sie sind zehnmal so lang wie dick. Diese Vorzugsrichtung verlangsamt das Vordringen aggressiver Gasmoleküle zum Metall.

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Für Architektur, Brücken- und Schiffsbau werden große Mengen Stahl verbaut. Solche Konstruktionen sollen langlebig sein. Dafür müssen die verwendeten Stahlplatten und –träger vor dem Verrosten geschützt werden.
Für Architektur, Brücken- und Schiffsbau werden große Mengen Stahl verbaut. Solche Konstruktionen sollen langlebig sein. Dafür müssen die verwendeten Stahlplatten und –träger vor dem Verrosten geschützt werden.
(Bild: INM/Uwe Bellhäuser)

Saarbrücken – „In ersten Testbeschichtungen konnten wir zeigen, dass sich die flockigen Nanopartikel mauerartig übereinander schichten“, erklärt Carsten Becker-Willinger, Leiter des Programmbereichs Nanomere am INM. „Dadurch verlängert sich der Weg der Gasmoleküle durch die Schutzbeschichtung hindurch, weil sie sich einen Weg durch die „Mauerritzen“ suchen müssen.“ Das Ergebnis sei ein deutlich langsameres Verrosten als bei Beschichtungen mit kugelförmigen Nanopartikeln, wo Gasmoleküle viel schneller einen Weg durch die Schutzschicht zum Metall finden.

In weiteren Testreihen konnten die Wissenschaftler die Wirksamkeit der neuen Nanopartikel bestätigen. Dazu tauchten sie Stahlbleche in Elektrolyt-Lösungen mit je kugelförmigen und flockigen Zinkphosphat-Nanopartikeln. Bereits nach einem halben Tag zeigten die Stahlbleche in den Elektrolyten mit kugelförmigen Nanopartikeln Rostspuren. In den Elektrolyten mit flockigen Nanopartikeln blieben die Stahlbleche nach drei Tagen noch unversehrt und glänzend. Für die Herstellung ihrer Partikel verwendeten die Forscher handelsübliche Zinksalze, Phosphorsäure und eine organische Säure. Je mehr organische Säure sie zusetzten, umso flockiger wurden die Nanopartikel.

Ihre Ergebnisse und Möglichkeiten zeigen die Entwickler auf der diesjährigen Hannover Messe am Stand B46 in Halle 2 im Rahmen der Leitmesse Research & Technology vom 25. bis 29. April.

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