Modifizierung von anodisch erzeugten Oxidschichten auf Aluminium und Einlagerung von Nanopartikeln
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Reinaluminium sowie eine Aluminiumlegierung EN AW-3105 [EN AW-Al Mn0,5Mg0,5] H24 wurden in Oxalsäureelektrolyt unter Zugabe nanoskaliger Partikelwerkstoffe erfolgreich anodisiert. Mittels verschiedener Prozessmodifikationen (Ultraschall, unterschiedliche Stromformen, Zugabe von Partikeln) wurde versucht die Porenstruktur zu beeinflussen, die Einlagerung von Partikeln zu erreichen und somit die Schichteigenschaften zu verändern. Insgesamt zeigen die Ergebnisse, dass neben dem gewählten Elektrolyten (Oxal-, Schwefel- oder Phosphorsäure) der wesentliche Einflussfaktor auf die elektrischen und mechanischen Eigenschaften von anodisierten Aluminiumoxidschichten vorrangig im Grundmaterial der Konversionsschicht zu finden ist. Stromformen, Ultraschall und Zusätze zum Elektrolyten wirken sich nur gering aus. Die Inkorporation von nanoskaligen Partikeln in die Porenstruktur konnte nicht nachgewiesen werden. Die Arbeit hebt den hohen Einfluss der Legierungselemente von Aluminiumwerkstoffen auf die Eigenschaften der daraus erzeugten Oxidschichten hervor. Basis dieser Erkenntnis ist die umfangreiche und detaillierte Bestimmung der Schichteigenschaften. In diesem Aspekt ist der Neuheitsgehalt der Ergebnisse zu definieren.Die Prozessgestaltung zur Inkorporation nanoskaliger Partikel in die Porenstruktur während oder nach der anodischen Oxidation erwies sich als nicht erfolgreich. Weiterführende Forschungsaktivitäten sollten sich auf Partikeleintrag in den Substratwerkstoff vor dem Anodisieren fokussieren. Hierzu sollten, auf Basis der Nutzung bereits erzielter Ergebnisse, die folgenden vielversprechenden Verfahren zum Einsatz kommen: - Einpressen / Einwalzen von Partikeln in den Grundwerkstoff - thermisches Spritzen partikelverstärkter Aluminiumwerkstoffe - Laserdispergieren - Elektrophorese mit ab initio erzeugten angepassten Partikeln - Kombination mit Sol-Gel-Prozessen
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Conventional Imaging of Nanopores in Surface Finishing Anodized Coatings. Proceedings MC 2007, Microscopy and Microanalysis, 13 (2007) 3, 346-347.
Dietrich, D.; Nickel, D.; Lampke, Th.; Alisch, G.; Wielage, B
- Anodizing – a key for surface treatment of aluminium. Key Engineering Materials Vol. 384 (2008) 263-281.
Wielage, B., Alisch, G., Lampke, Th., Nickel, D.
- Der Einfluss des Grundmaterials auf ausgewählte Eigenschaften anodischer Oxidschichten aus Oxalsäure.
12. Werkstofftechnische Kolloquium, Chemnitz 2009.
Wielage, B.; Lampke, T.; Alisch, G., Dietrich, D., Meyer, D.
- Eigenschaften anodischer Oxidschichten aus Oxalsäure auf Aluminium- und Aluminiumlegierungen. 15. Tagung Festkörperanalytik, Chemnitz 2009.
Dietrich, D.; Meyer, D.; Alisch, G.; Lampke, Th.
