Ziel der Entwicklung
Magnesium besitzt aufgrund seiner sehr geringen Dichte ein hohes Potenzial für Leichtbauanwendungen, ist jedoch gegenüber Feuchtigkeit und korrosiven Medien vergleichsweise empfindlich. Ziel von MagProtect war deshalb die Entwicklung eines umweltfreundlichen und kosteneffizienten Korrosionsschutzsystems für Magnesiumlegierungen. Hierzu sollten Verfahren der chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) und der plasmachemischen Oxidation (PCO) kombiniert werden. Im Mittelpunkt standen siliciumhaltige Barriereschichten und ein möglichst einfacher, prozessreduzierter Schichtaufbau ohne chromhaltige Systeme. Dadurch sollen die Oberflächeneigenschaften von Magnesium verbessert und neue Anwendungen, insbesondere in der Optik, Feinmechanik und im Leichtbau, ermöglicht werden.
Vorteile und Lösungen
Für das Schichtsystem wurde zunächst eine reproduzierbare Vorbehandlung der Magnesiumoberflächen aus Reinigung, Beizen und Aktivierung erarbeitet. Anschließend konnten mittels C-CVD siliciumhaltige SiOx-Schichten im angestrebten Bereich von etwa 25 bis 100 nm erzeugt und durch Profilometrie sowie EDX-Analysen nachgewiesen werden. Parallel wurden die PCO-Beschichtungsbedingungen optimiert und die erzeugten Schichten hinsichtlich Schichtdicke, Morphologie, Rauheit, Haftung und Korrosionsverhalten untersucht. Die Ergebnisse belegen die grundsätzliche technische Machbarkeit der kombinierten CVD-/PCO-Prozesskette. Vorteile des Ansatzes sind der Verzicht auf chromhaltige Korrosionsschutzsysteme, die Nutzung atmosphärischer CVD-Verfahren ohne Vakuumtechnik und das Potenzial zur funktionalen Anpassung der Magnesiumoberfläche. Für eine industrielle Umsetzung sind weitere Arbeiten zur Homogenität, Reproduzierbarkeit, Haftung und vollständigen Systemintegration erforderlich.
Zielgruppe und Zielmarkt
Zielgruppen sind Unternehmen aus Optik und Photonik, Feinmechanik, Oberflächen- und Beschichtungstechnik sowie perspektivisch dem Fahrzeug- und allgemeinen Leichtbau. Potenzielle Transferpartner sind außerdem Anlagenbauer, Chemikalienhersteller und industrielle Beschichtungsdienstleister. Der Transfer soll stufenweise über Machbarkeitsstudien, Muster- und Prototypenbeschichtungen sowie anwendungsbezogene FuE-Aufträge erfolgen. Nach weiterer technischer Validierung sind Technologietransfer und gegebenenfalls Lizenzmodelle vorgesehen. Erste industrielle Anknüpfungspunkte bestehen insbesondere im Bereich Optik sowie bei Unternehmen der Oberflächen- und Anlagentechnik.