Niewielkie otwory zwiększające ochronę
Powłoka z Al2O3 jest bardzo twarda i niereaktywna, zwiększa wytrzymałość i zapobiega korozji. Warstwa tlenku metalu jest bardzo porowata, a także ułatwia przyleganie kolejnych warstw podczas nadawania koloru lub uszczelniania. Zaawansowana kontrola procesu powstawania i kształtu porów może znacząco poprawić właściwości i okres przydatności anodyzowanego aluminium. Taka kontrola w skali nano nie jest możliwa do uzyskania dzięki obecnie istniejącym procesom anodyzacji. Finansowani przez UE naukowcy pracujący w zespole projektu NANOCOAT ("Nano-structured aluminium oxide coatings") zbadali proces nanostrukturalny wymagany przy wdrożeniu na większą skalę. Naukowcy zbadali materiały i parametry wymagane podczas procesu anodyzacji czystego glinu, stopów glinu oraz glinu z inkluzjami. Udało im się uzyskać dobrze uporządkowaną strukturę czystego glinu i niektórych jego stopów (stopy o wyższej zawartości miedzi okazały się bardziej problematyczne). Aby zoptymalizować parametry prototypu systemu wielkoskalowego, w systemie cyrkulacji podczas anodyzacji zastosowano modele obliczeniowej dynamiki płynów. Wyniki uzyskane w warunkach laboratoryjnych zostały odtworzone w środowisku przemysłowym podczas pierwszej demonstracji nanostrukturalnego utleniania stopów glinu na skalę przemysłową. Czarne zabarwienie uzyskane bez konieczności otwierania porów pozostało jednolite po dwukrotnym przeprowadzeniu procedury anodyzacji, przy zachowaniu stałej mikrotwardości tlenku. Przeprowadzono uproszczoną analizę cyklu życia, by rozwiązać problemy produkcyjne związane z przepisami dotyczącymi ochrony środowiska. W ramach pełnej oceny technologiczno-ekonomicznej porównano zużycie energii podczas procesu NANOCOAT z konwencjonalnymi procesami utleniania. Pomimo wyższego zapotrzebowania energetycznego i wyższych nakładów kapitałowych niż przy konwencjonalnych procesach, nowoczesne powłoki okazały się bardzo przydatne w zastosowaniach związanych z wysokowydajną optyką, lotnictwem, elementami wykorzystywanymi w przestrzeni kosmicznej oraz produktami konsumenckimi o wysokiej wartości. Prace zespołu NANOCOAT stanowią istotny postęp w kontrolowaniu tworzenia się wysoce zorganizowanych, nanostrukturalnych powłok Al2O3 ze względu na lepsze właściwości i większą wytrzymałość. Branża obróbki powierzchni zdominowana jest przez małe i średnie przedsiębiorstwa (MŚP), które dostarczają szeroki asortyment produktów licznym przedsiębiorstwom o strategicznym znaczeniu dla gospodarki UE. Technologia opracowana w ramach projektu będzie zatem mieć duży wpływ na konkurencyjność, zarówno MŚP, jak i ich klientów.
