Untersuchung des Einflusses von Mg auf das Korrosionsverhalten hartstoffbeschichteter Stahlsubstrate

• Antragsteller: Dr. Martin Fenker; Professor Dr.-Ing. Thorsten Halle, seit 11/2015
• Fachliche Zuordnung: Beschichtungs- und Oberflächentechnik
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 217330056

Der Fortsetzungsantrag orientiert sich an den Zielen des laufenden Forschungsprojekts und erweitert bzw. fokussiert diese im Hinblick auf die bereits gewonnenen Ergebnisse und die daraus entwickelten Arbeitshypothesen. Aus diesen ergeben sich für die Fortsetzung im Wesentlichen drei Hauptziele. Erstens soll das prognostizierte Reaktionsmodell vom Schutz- und Wirkmechanismus des Magnesiums im TiMgN-Korrosionssystem abschließend elektrochemisch verifiziert sowie die steuernden Einflussfaktoren des Korrosionsverhaltens, wie die Flächenverhältnisse sowie die chemischen und strukturellen Gegebenheiten der Schichten mit der Wirksamkeit des Magnesiums zum Korrosionsschutz korreliert werden. Die so gewonnen Erkenntnisse in Kombination mit den Ergebnissen über das Reaktionsverhalten des Magnesiums im Korrosionssystem können dann zur gezielten Entwicklung von Schichtsystemen mit verbesserten Korrosionseigenschaften eingesetzt werden. Zweitens soll das nachgewiesen schlechtere Korrosionsverhalten von TiMgN-Beschichtungen aus der anwendungsrelevanteren Mischtarget-Abscheidung elektrochemisch sowie strukturanalytisch untersucht und mögliche Ursachen identifiziert werden. Die Untersuchungen sollen auf diesem Wege Informationen zum Einfluss des Einbauzustands des Magnesiums und des N-Gehaltes auf das Korrosionsverhalten liefern und somit der Optimierung der Beschichtungsmethodik für die Erstellung anwendungsrelevanter und korrosionsbeständiger PVD-Hartstoffschichten dienen.Für die Beurteilung der Korrosionsbeständigkeit von PVD-Hartstoffbeschichteten Stahlsubstraten ist im Rahmen der Fortsetzung als Drittes vorgesehen, ein anwendungsorientiertes, elektrochemisch-optisches Kurzzeitprüfverfahren zu entwickeln. Mit diesem soll es nach einer entsprechenden Anpassung der Prüfparameter möglich sein, das Korrosionsverhalten der Schichtsysteme nach einer möglichst kurzen Messdauer über statistische sowie elektrochemische Kennwerte qualitativ wie auch quantitativ beschreiben zu können und eine Korrelation mit Einzeldefekten herzustellen. Man erhält damit zusätzlich ein messtechnisches Hilfsmittel für die Beschichtungsentwicklung, welches im Vergleich zum sonst üblichen Salzsprühtest ein höheres Maß an Aussagekraft und Empfindlichkeit bei gleichzeitig geringerem Zeitaufwand besitzt.Die erzielten Ergebnisse des fortgesetzten Projekts sollen das Verständnis für den Korrosionsmechanismus verbessern und die Ursachen und Einflüsse, die zum Eintritt führen und den Verlauf von Korrosion steuern, geklärt werden. Auf diesem Wege können die Antragsteller das Potential magnesiumdotierter Hartstoffschichten auf Stahl abschätzen und die Erkenntnisse für zukünftige Entwicklungen korrosionsbeständiger PVD-Beschichtungen einsetzen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemalige Antragsteller: Dr.-Ing. Andreas Burkert, von 9/2014 bis 10/2015; Privatdozent Dr.-Ing. Andreas Heyn, bis 9/2014