Verzicht auf Konversionsschichten aus Chrom
Es gibt eine Reihe von Gründen, warum Oberflächen behandelt werden müssen. Die entsprechenden Prozesse verbessern ihre Ästhetik, erhöhen ihre Resistenz gegenüber Verwitterung und anderen Einflüssen und stärken ihre Haltbarkeit. Die Nachteile sind, dass sie teuer sind und sich schädlich auf die Umwelt auswirken.
Ceriumsalze haben entweder eine rot-gelbliche oder weiße Farbe und finden viele Anwendungsbereiche innerhalb der Fertigungsindustrie. Sie können für Stähle, Edelstähle, Legierungen wie Magnesium, Glas und sogar das Erdölcracken verwendet werden.
Als ein ungewöhnliches Element werden sie nun bei der Entwicklung von Konversionsschichten für Aluminium und dessen Legierungsprodukte genutzt. Die Konversionsbeschichtung ist ein Vorgang, bei dem Additive (wie z.B. Ceriumsalze) hinzugefügt werden, um eine Verbindung mit dem Ausgangsmetall herzustellen und damit eine Aufwertung eines seiner Merkmale zu erreichen.
Normalerweise wird bei der Konversionsbeschichtung entweder das chromatierende oder das phosphochromatierende Verfahren verwendet. Ersteres wird genutzt, um die Korrosionsbeständigkeit des Metalls zu verbessern, während das zweite Verfahren darauf abzielt, die Fähigkeit des Produktes zu erhöhen, sich an dünne Farbschichten zu binden. In beiden Fällen wird Chrom, ein giftiger Umweltschadstoff, verwendet.
Andalusische Forscher haben nun Methoden entwickelt, die weitaus bessere Resultate liefern – sowohl was die Korrosionsbeständigkeit des Materials als auch die Reduzierung der Umweltschädlichkeit betrifft. Bei der Verwendung von Ceriumsalzen dauert das Verfahren nun maximal zwei Stunden. Außerdem wird dadurch die Nutzung von Chrom vermieden und die Widerstandsfähigkeit wird um das 1500-fache erhöht.
Alles in allem wird Chrom durch die Verwendung von Lanthanid-Salzen völlig verdrängt. Die thermische Aktivierung kann durch einen Immersionsprozess der Cerium-Nitrate Ce(NO3)3 oder der Cerium-Chloride (CeCl3) bei Temperaturen um 298-363 Kelvin erreicht werden.
Da Ceriumsalze bei Wärme eine rasche Reaktionszeit aufzeigen, kann die gesamte Produktionszeit erheblich reduziert werden. Diese Tatsache und der Fakt, dass dieses Verfahren ein weit überragenderes Produkt bereitstellt als auf Chrom basierende Methoden, die bei Raumtemperatur durchgeführt werden, sprechen für die Vorteilhaftigkeit dieses Prozesses.
Ein Prototyp steht für Demonstrationszwecke bereit, und nach Partnern im Bereich der Beschichtungsindustrie wird gesucht.
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