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Leichte Flugzeuge durch Magnesium mit innovativem Rostschutz

Magnesium ist ein Drittel leichter als Aluminium, korrodiert aber schneller. Der Materialchemiker Ulrich Schubert hat mit seinem Team an der TU Wien eine Beschichtung entwickelt und zum Patent angemeldet, die Magnesiumlegierungen vor Korrosion schützt.

O.Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.rer.nat. Ulrich Schubert

O.Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.rer.nat. Ulrich Schubert

O.Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.rer.nat. Ulrich Schubert

O.Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.rer.nat. Ulrich Schubert

Im Gespräch: O.Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.rer.nat. Ulrich Schubert

Im Gespräch: O.Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.rer.nat. Ulrich Schubert

Im Gespräch: O.Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.rer.nat. Ulrich Schubert

Im Gespräch: O.Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.rer.nat. Ulrich Schubert

Wien (TU). – Bei Flugzeugen und in der Weltraumfahrt kommt es auf das Gewicht an: Je leichter, desto besser. Magnesium ist 35 Prozent leichter als Aluminium und genauso stabil. Dennoch wird Magnesium beim Bau von Flugzeugen oder Satelliten kaum verwendet. „Viele Leute glauben, der Grund dafür ist, dass Magnesium leichter brennt, das stimmt aber nicht. Ein Problem ist aber seine viel größere Anfälligkeit für Korrosion“, weiß Ulrich Schubert, Professor und Vorstand des Instituts für Materialchemie an der Technischen Universität Wien. In einem groß angelegten EU-Forschungsprojekt zur Verwendung von Magnesiumlegierungen in der Luft- und Raumfahrt haben er und sein Team gemeinsam mit ihrem Industriepartner EADS eine Beschichtung entwickelt, die dieses Korrosionsproblem löst. Ihr neuartiger Rostschutz ist bereits zum Patent angemeldet.

Nur drei Mikrometer dick


Zwar gibt es bereits Schutzanstriche für Bauteile aus Magnesium, die bestehen aber aus vielen verschiedenen Schichten und sind am Ende mehrere Millimeter dick. Das geht natürlich zu Lasten des Gewichtskontos. Schuberts Schutzfilm besteht dagegen nur aus einer einzigen Schicht, die eine Dicke von maximal drei Mikrometern hat. „Unser Beschichtungslack ist zudem wasserlöslich, kann aufgesprüht oder gepinselt werden, haftet sehr gut und bekommt keine Risse. Man kann den Schutzfilm nach Beschädigungen auch ausbessern“, schildert Materialchemiker Schubert die Ergebnisse von aufwändigen Testreihen.

Individuell auf Oberflächen abgestimmt


Die Grundlage für die innovative Beschichtung ist der so genannte Sol-Gel-Prozess. Dabei verbinden sich verschiedene organische und anorganische Moleküle nach und nach zu einem polymeren Netzwerk. Nach dem Trocknen bildet sich ein stabiler Schutzfilm. Für speziell für Flugzeugteile geeignete Magnesiumlegierungen entwickelten die Forschenden der TU Wien Stoffgemische aus bis zu sieben Komponenten. Dafür konnten sie auf viele Jahre Erfahrung mit Sol-Gel-Systemen zurückgreifen. „Die chemischen Gemische mussten genau auf die Magnesiumlegierung des Untergrunds abgestimmt werden, um optimale Ergebnisse zu liefern“, erklärt Schubert die Ergebnisse der langwierigen Entwicklungsarbeit.

Machbar und sicher

„In unserem von der EU getragenen Forschungsprojekt haben wir gezeigt, dass Magnesiumlegierungen mit unserer Anti-Korrosionsbeschichtung in der Luftfahrt angewendet werden können, also in einer Branche, in der es auf hohes Maß an Zuverlässigkeit ankommt“, sagt er. Dennoch erwartet Schubert, dass es noch einige Zeit dauern wird, bis Magnesium dort eine breite Anwendung findet. Nach seiner Erfahrung sind Luft- und Raumfahrt aus Sicherheitsbedenken eine eher konservative Branche, in der neue Werkstoffe erst nach einer gewissen Bewährungsphase eingeführt werden. Dennoch, der ökonomische Druck, das Gewicht von Bauteilen noch weiter zu reduzieren, ist sehr hoch. „Zunächst könnten wohl weniger sicherheitsrelevante Komponenten zum Beispiel der Innenausstattung aus Magnesium bestehen“, so seine Erwartung.

Fotodownload: http://www.tuwien.ac.at/index.php?id=9180


Links:

www.imc.tuwien.ac.at
www.tt.tuwien.ac.at
http://de.wikipedia.org/wiki/Sol-Gel

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