Thermisch gespritzte ZnMgAl-Schichten als Korrosionsschutz in chloridhaltiger Atmosphäre

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Christiane Schulz

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Durch immer knapper werdende Ressourcen an Öl- und Gasvorkommen sowie den Entschluss der deutschen Bundesregierung aus der Atomkraft auszusteigen, werden regenerative Energietechniken zur Sicherstellung der Stromversorgung in Deutschland immer wichtiger. Der Stromerzeugung durch Windenergie kommt dabei eine Schlüsselrolle zu, der Fokus liegt dabei insbesondere bei offshore installierten Windenergieanlagen. Aufgrund der offshore herrschenden aggressiven maritimen Atmosphäre spielt ein verlässlicher Korrosionsschutz der Stahlkonstruktion eine entscheidende Rolle für die Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit der Windenergieanlagen. Für den Korrosionsschutz werden thermisch gespritzte Schichten auf Zn oder Al-Basis eingesetzt. Im Rahmen dieser Arbeit konnte erstmals ein ZnMgAl-Werkstoff mit je 1-2 Gew.-% Al und Mg durch einen Lichtbogen-Drahtspritzprozess verarbeitet werden. Der Zusatz von Mg beeinflusst maßgeblich den Korrosionsmechanismus der Schicht in chloridhaltiger Atmosphäre und somit die Korrosionsbeständigkeit von ZnMgAl-Legierungen. Die gute Korrosionsbeständigkeit von ZnMgAl-Legierungen gegenüber Zn-Legierungen konnte in der vorliegenden Arbeit aufgezeigt werden. Die ZnMgAl-Schichten wurden hinsichtlich ihrer Schicht- und Systemeigenschaften analysiert und mit thermisch gespritzten Schichten aus Zn, ZnAl15 und AlMg5 hinsichtlich ihrer Korrosionsschutzeigenschaften verglichen. Ferner wurde prozessseitig als Zerstäubergas beim Lichtbogendrahtspritzen neben Druckluft auch Stickstoff eingesetzt, sowie der Spritzabstand und die Stromstärke variiert, um den Einfluss auf die Schicht- und Korrosionseigenschaften sowie die Auftragrate zu untersuchen.