Magnesium ersetzt Aluminium und Stahl
Eine Gewichtsreduzierung gehört bei Kraftfahrzeugen zu den wichtigsten Maßnahmen, um den Kraftstoffverbrauch und damit die Abgasemissionen zu reduzieren. Magnesiumlegierungen, die leichter als Aluminium und Stahl sind, sind besonders interessant, um das Ziel einer maximalen Gewichtsreduzierung, wie es von der Fahrzeug- sowie der Luft- und Raumfahrtindustrie gefordert wird, zu erreichen. Fahrzeugbauteile, die für den Einsatz von Magnesium am geeignetsten sind, sind Lenkradkerne, Getriebegehäuse, Sitze sowie verschiedene Streben und Träger. Die im Rahmen des NANOMAG-Projekts durchgeführte Forschung sollte dazu beitragen, den größten Schwachpunkt dieser ansonsten vielseitigen Werkstoffe zu beheben, und zwar die Korrosionsanfälligkeit und die ungleichmäßige Verfärbung. Bisher wurden Magnesiumlegierungen mit chromhaltigen Schutzschichten überzogen, die allerdings mit einem umweltschädlichen Verfahren abgeschieden wurden. Die Entwicklung von neuartigen korrosionsbeständigen Beschichtungen, die durch ein sauberes und umweltfreundliches Verfahren abgeschieden werden können, ist daher aus gesundheitstechnischer sowie ökonomischer Sicht für die europäische Industrie von strategischer Bedeutung. Wissenschaftler an der Università di Bari in Italien untersuchten Möglichkeiten zur Herstellung von gut haftenden dünnen Schichten geringer Porosität auf Magnesiumlegierungen, die durch das Verfahren der plasmagestützten chemischen Gasphasenabscheidung (PECVD) abgeschieden werden. Diese Schichten wurden bei einer Plasmatemperatur von weniger als 70°C unter Verwendung eines elektromagnetischen Feldes und einer Gasmischung, die siliciumorganische Monomere (HMDSO, Hexamethyldisiloxan und TEOS, Tetraethylorthosilicat), Sauerstoff und Argon enthielt, abgeschieden. Um die Anwendbarkeit dieser PECVD-Methode im Bereich der Fahrzeugindustrie bewerten zu können, wurden Gehäuse aus Magnesiumlegierungen von originalen Fahrzeugbauteilen, die beschichtet, montiert und lackiert wurden, für Korrosionstests zur Verfügung gestellt. Die Schutzwirkung von dünnen SiO2-änlichen Schichten wurde anhand der elektrochemischen Impedanzspektroskopie und durch Korrosionstests im Rahmen von Salzsprühtests untersucht. Es zeigt sich, dass das PECVD-Verfahren eine interessante Methode zur Oberflächenmodifizierung darstellt, bei der nur ein Mindestmaß an Emissionen und Abfallprodukten erzeugt wird. Aus den experimentellen Ergebnissen ging hervor, dass eine Plasmavorbehandlung einen positiven Einfluss auf die elektrochemischen Eigenschaften der abgeschiedenen SiO2-ähnlichen Schichten hat. Gehäuse aus Magnesiumlegierungen, die einer Plasmavorbehandlung unterzogen und auf denen eine SiO2-ähnliche Schicht abgeschieden wurde, zeigten dabei eine deutliche Verbesserung ihres Korrosionswiderstands.
