Aluminium und Aluminium­le­gie­rungen als Cadmiumersatz in der Luft- und Raumfahrt

Aufgrund gesetzlicher Vorgaben ist die Entwicklung hochperformanter Korrosionsschutzschichten zum Ersatz umweltbedenklicher Cadmiumbeschichtungen von großem Interesse. Aluminiumlegierungen stellen interessante Werkstoffe hierfür dar, lassen sich galvanisch allerdings ausschließlich aus aprotischen Elektrolyten, wie ionischen Flüssigkeiten, abscheiden. Die Identifikation von Legierungen, die zuverlässigen kathodischen Korrosionsschutz bieten, sowie das Verständnis des Abscheideprozesses ist unerlässlich zur Umsetzung entsprechender technischer Prozesse.

Einleitung:

Jährlich verschlingt die Beseitigung von Korrosionsschäden enorme Summen. Allein im Jahr 2017 verursachte die Korrosion metallischer Strukturen Schäden von ca. 1,4 Billionen Euro und damit etwa 3,8 % des globalen Bruttosozialproduktes [4]. Korrosion kann nicht nur zu vollständigem Materialversagen führen und damit hohe Kosten verursachen, sondern auch Gefahren für Mensch und Umwelt verursachen [5]. Das unterstreicht die Bedeutung effizienter Korrosionsschutzmaßnahmen und deren kontinuierliche Weiterentwicklung aus wirtschaftlicher wie auch sozialer Sicht.

Um hohen technischen Anforderungen gerecht zu werden, werden stetig neue Werkstoffe entwickelt, die aber oft eine unzureichende Korrosionsbeständigkeit aufweisen. Bewährte Korrosionsschutzstrategien umfassen Beschichtungen mit metallischen (z. B. Zink) und nicht-metallischen (z. B. Lacke) Überzügen, die mittels physikalischer, chemischer und elektrochemischer Methoden erzeugt werden können [6,7]. Besonders der kathodische Korrosionsschutz von Stahl ist in vielen Bereichen, wie dem Bauwesen, der Automobil- sowie der Luft- und Raumfahrtindustrie, von großer Bedeutung [6]. Hier spielen klassische Beschichtungen aus Cadmium sowie moderne Legierungen, wie Zink-Nickel, eine zentrale Rolle [8–10].

Abb.1: Ablaufende Korrosionsprozesse bei beschädigten (links) Cadmium- und (rechts) Aluminiumbeschichtungen am Beispiel der Sauerstoffkorrosion [1]

Aufgrund der von der Europäischen Union (EU) in Kraft gesetzten REACH-Verordnung [11] steigt die Nachfrage nach umweltfreundlichen Ersatzstoffen für besonders besorgniserregende Stoffe (engl. Substances of very high concern SVHC9 wie Cadmium [12,13]). In diesem Zusammenhang wird Aluminium als vielversprechende Alternative und möglicher 1:1-Ersatz für Cadmium betrachtet [12–14]. Aluminium bietet Vorteile wie eine hohe Umweltverträglichkeit und Recyclingfähigkeit [15] sowie einen hohen spezifischen Strominhalt (2982 Ah kg-1) [16]. Allerdings begrenzt seine sich bei Kontakt mit Luftsauerstoff bildende Oxidschicht die kathodische Korrosionsschutzwirkung [17]. Schichten aus Cadmium bilden keine stabile isolierende Deckschicht aus, was einen lokalen Stromfluss ermöglicht, der zum Schutz des Substrats beiträgt (Abb. 1 links). Die natürliche Oxidschicht des Aluminiums hingegen unterbricht diesen Stromkreis (Abb. 1 rechts), was bei Beschädigung der Beschichtung zu erheblichen Korrosionsschäden und dem Versagen des Grundwerkstoffs führen kann. Das Legieren von Aluminium mit weiteren Metallen kann die Bildung der natürlichen Oxidschicht hemmen und so die kathodische Schutzwirkung verbessern, was jedoch auch die Eigenkorrosion des Materials erhöht [18,19]. Potentiell geeignete Legierungselemente sind Zink [19–23], Chrom [24–27] und Zinn [19]. Sowohl AlCr [24–30] als auch AlZn [25,31,32] wurden erfolgreich aus ionischen Flüssigkeiten (engl. Ionic Liquids, ILs) und Hochtemperatursalzschmelzen (HTSM) abgeschieden. Sn wurde auf Au, Pt und Glaskohlenstoff aus Lewis–basischen und Lewis–aciden Mischungen von AlCl3 und 1-Ethyl-3-methylimidazoliumchlorid ([EMIm]Cl) abgeschieden [33]. Die Legierungsabscheidung wurde nicht untersucht. AlSn wurde jedoch erfolgreich aus organischen Lösungsmitteln [34] und HTMS (engl. High Temperature Molten Salts)[28,35] realisiert. Detaillierte Untersuchungen der Abscheidung, der Schicht­eigenschaften und des Korrosionsverhaltens, vor allem bzgl. des kathodischen Korrosionsschutzes, erfolgten für diese Legierungen bisher nicht.

Galvanische Abscheidung von Aluminium aus ILs

Aluminium kann aufgrund seines negativen Nernst-Potentials (-1,66 V vs. SHE [36]) nicht aus wässrigen Elektrolyten abgeschieden werden, weshalb verschiedene nicht-wässrige Elektrolytsysteme entwickelt wurden [37]. Manche dieser Verfahren konnten die industrielle Reife erreichen (z. B. SIGAL-Verfahren [38–40] und REAL-Verfahren [41,42]), weisen allerdings ernst zu nehmende Nachteile, wie hohe Brennbarkeit des verwendeten Lösungsmittels, auf.

Ionische Flüssigkeiten sind in diesem Zusammenhang vielversprechende Medien. Hohe Chemikalienkosten haben jedoch bisher ihre industrielle Nutzung gebremst [43]. Da die Preise für diese Chemikalien durch ein großes Interesse an ihrem Einsatz für verschiedene Anwendungen stetig sinken, wird ihre wirtschaftliche Anwendung zunehmend attraktiver. Die Abscheidung von Metallen und Legierungen, welche aus wässrigen Elektrolyten abgeschieden werden können (z. B. Zn, Cu, Cr, Pd, Ag, Pt), aber auch solcher, die aufgrund ihres unedlen Charakters nur aus aprotischen Systemen abgeschieden werden können, aus ILs wurde umfangreich untersucht [43]. Die gezielte Untersuchung der kathodischen Schutzwirkung stellt hierbei allerdings einen vernachlässigten Aspekt dar und wurde bisher nur mittels beschleunigter Testmethoden, wie dem neutralen Salzsprühnebeltest, und primär für reine Aluminiumschichten untersucht [44–46]. Der dauerhafte kathodische Korrosionsschutz einer Beschichtung wie Aluminium unter milden atmosphärischen Bedingungen lässt sich aufgrund seiner Selbstpassivierungsneigung mittels solcher Testmethoden nicht adäquat bewerten. Die Verwendung alternativer Testmethoden ist daher zwingend erforderlich.

Die elektrochemische Abscheidung von Aluminium aus ILs ist ausschließlich aus Lewis-sauren Elektrolyten möglich. Die Mischung aus AlCl3 und [EMIm]Cl mit einem molaren Überschuss von AlCl3 stellt ein etabliertes System dar. Im Elektrolyten bilden sich Heptachloroaluminat-ionen (Al₂Cl₇-), die sich zu Aluminium reduzieren lassen (Gleichung 1) [47–49].

4 Al₂Cl7-+ 3 e- → Al + 7 AlCl4- <1>

Darüber hinaus erlaubt die Zugabe weiterer Metallsalze (z. B. ZnCl₂, SnCl₂) oder die anodische Auflösung des jeweiligen Metalls im Elektrolyten die Abscheidung von Aluminium­legierungen. Da die Wirkung von Komplexbildnern für ILs bisher nur sehr begrenzt untersucht wurde, stellt in diesem Zusammenhang der Einsatz von Multianoden einen vielversprechenden Ansatz für die Stabilisierung der Metallionenkonzentration im Elektrolyten dar. Das ist unerlässlich für die Sicherstellung der Abscheidung reproduzierbarer Legierungsschichten [50].

Ergebnisse der Versuche

Die Eignung verschiedener Aluminiumlegierungen für den kathodischen Korrosionsschutz von Stahl wurde untersucht. Dazu wurden die abgeschiedenen Schichten umfassend hinsichtlich ihrer Abscheidung, der Morphologie und Zusammensetzung sowie der kristallografischen Struktur charakterisiert [3] (nicht gezeigt). Anschließend wurden ihre Korrosionseigenschaften eingehend untersucht. Alle im Folgenden diskutierten Potentiale sind auf die Ag/AgCl-Referenzelektrode bezogen.

Potentiodynamische Polarisation

Die Korrosionspotentiale E_Corr wurden aus Polarisationskurven in 3,5 Gew% NaCl-Lösung ermittelt. Hierfür wurde zunächst das Ruhepotential E_OCP für 5 min bis 120 min gemessen und anschließend im Bereich E_OCP ± 200 mV mit einer Vorschubgeschwindigkeit von 0,1 mV s^–1 polarisiert. Aus der Tafel-Auftragung der Polarisationsdaten oder, wie für die stark reaktiven AlSn-Legierungen, aus den Messungen von E_OCP wurde E_Corr ermittelt.

Für eine kathodische Korrosionsschutzwirkung muss die Beschichtung ein Korrosionspotential unterhalb des Potentials des zu schützenden Stahlsubstrats (-510 mV bis -630 mV) aufweisen (Abb. 2). Technische Cadmiumschichten, die ein Korrosionspotential von -700 mV bis -730 mV aufweisen, entsprechen dieser Voraussetzung. Auch kommerzielle Opferanodenlegierungen, hier als 40Al und 60Al bezeichnet, sind mit ihrem Korrosionspotential von -950 mV bis -1020 mV geeignet. Die Tafel-Auftragung der Polarisationskurven für binäre Aluminiumlegierungen mit Cr, Zn und Sn zeigt die Verschiebung des Korrosionspotentials E_Corr mit dem Legierungsanteil. Das Korrosionspotential aller Legierungen nähert sich einem Wert von ca. -780 mV bis -800 mV an, was dem Wert für reines Aluminium in 3,5 Gew% NaCl-Lösung entspricht (Abb. 2 rechts, schwarzer Pfeil) [51,52]. Dieser mit Cadmium vergleichbare Wert begründet die potentielle Eignung von Aluminium und seinen Legierungen als Cadmiumersatz.

Abb. 2: (links) Tafel-Auftragung potentiodynamischer Polarisationskurven (0,1 mV s-1, 3,5 Gew% NaCl, 25°C) für AlCr- (rot), AlZn- (grün) und AlSn-Legierungen (violett) sowie Cd (orange) und das Stahlsubstrat (schwarz) und (rechts) Korrosionspotential ECorr vs. Konzentration von Cr (rot), Zn (grün) und Sn (violett) in binären Legierungen AlMe und Vergleich zu Korrosionspotentialbereichen des Stahlsubstrats (schwarz), Cd (orange) und der Opferanodenlegierungen 40Al und 60Al (blau). Die gestrichelten Linien repräsentieren den qualitativen Trend, haben aber keine physikalische Bedeutung. Das Korrosionspotential der Legierungen für c(Me) → 0 Gew% (schwarzer Pfeil, blauer Punkt) entspricht dem Wert für Al [1, 51,52]

Wird Chrom zulegiert, steigt das Korrosionspotential an und überschreitet den unteren Wert für Stahl bei einem Legierungsanteil von etwa 5 Gew% bis 10 Gew%. Während unterhalb dieser Chromanteile mit Cadmium vergleichbare Korrosionspotentiale und gleichmäßige Korrosion zu beobachten sind und damit ein kathodischer Schutz von Stahl denkbar ist, führen höhere Gehalte zu Lochfraß und Rotrostbildung. Daher sind bis zum Substrat reichende Poren und Risse anzunehmen, die die Vermutung nahelegen, dass die gemessenen Potentiale dem des Stahlsubstrats entsprechen.

Mit steigendem Zinkgehalt nimmt das Korrosionspotential ab. Das ist insofern überraschend, als das Standardpotential von Zink gegenüber Aluminium deutlich positiver ist [36]. Bei einem Legierungsanteil von 20 Gew% wird ein Minimum von etwa -1050 mV erreicht und deutet auf die effektive Störung der natürlichen Oxidschicht des Aluminiums und die damit verbundene Aktivierung hin. Mit weiter ansteigendem Zinkgehalt steigt das Korrosionspotential, was auf die zunehmende Dominanz des Zinks bezüglich des gemessenen Potentials hindeutet. Diese Werte kommen denen für Opferanodenlegierungen nahe, was im Zusammenspiel mit gleichmäßiger Flächenkorrosion der AlZn-Legierungen einen kathodischen Korrosionsschutz von Stahl erwarten lässt. Unterschiede des Korrosionsverhaltens zwischen den abgeschiedenen Legierungen und den Opferanodenmaterialien sind auf weitere Elemente (z. B. Ti, In) in letzteren zurückzuführen.

Vergleichbar mit den AlZn-Legierungen, jedoch deutlich stärker, nimmt auch das Korrosionspotential mit steigenden Zinngehalten ab. Bereits geringe Anteile unter 1 Gew% Zinn führen zu Werten von bis zu -1400 mV und zu einer starken Aktivierung. Die Benetzung derartiger Legierungen mit NaCl-Lösung führt zu spontaner Gasentwicklung, was nicht zuletzt die Aufnahme von Polarisationskurven erschwerte und stark verrauschte Messungen verursachte (Abb. 2 links). Unter Annahme der vollständigen Hemmung der Oxidschichtbildung, kann davon ausgegangen werden, dass es sich bei dem Gas um Wasserstoff handelt. Durch Erhöhen des Zinngehalts steigt das Korrosionspotential, wie auch im Fall von AlZn-Legierungen, an, bleibt aber deutlich unterhalb von -1200 mV. Die starke Aktivierung des Materials verursacht eine schnelle Auflösung im Elektrolyten, was äußerst niedrige Zinngehalte für technisch sinnvolle Schichten erfordert. Das ist aufgrund des Abscheideverhaltens dieser Legierung [3], insbesondere für geometrisch komplexe Bauteile, nur schwer zu gewährleisten, was den Einsatz einer solchen Legierung stark beschränkt.

Neutraler Salzsprühnebeltest

Der neutrale Salzsprühnebeltest (engl. Neutral Salt Spray Test, NSS–Test) wurde in Anlehnung an DIN EN ISO 9227 [53] durchgeführt. NaCl–Lösung (5 Gew%) wurde bei einer Temperatur von 35 °C intervallartig (10 min Sprühen, 50 min Pause) in die Kammer eingesprüht. Es kamen blanke Stahlsubstrate als Referenz sowie mit Al, AlCr (ca. 3 Gew% Cr), AlZn (ca. 4 Gew% Zn) und AlSn (ca. 2 Gew% Sn) beschichtete Proben (Schichtdicke ca. 10 µm) zum Einsatz. Die Kanten und unbeschichteten Bereiche der Proben wurden mit PVC–Lack abgedeckt. Durch tägliche visuelle Begutachtung hinsichtlich des ersten Auftretens von Rotrost wurde der Korrosionsfortschritt bewertet.

Abb. 3: Zeit bis zur Rotrostbildung tRR während des NSS–Tests und des EE–Tests im Ritz und auf der gesamten exponierten Oberfläche für unbeschichtete Substrate sowie Al-, AlCr- (ca. 3 Gew% Cr), AlZn- (ca. 4 Gew% Zn) und AlSn-Beschichtungen (ca. 2 Gew% Sn). Die Werte für den NSS–Test repräsentieren die Zeit bis zum ersten Auftreten von Rotrost und jene des EE–Tests die Zeit bis zu einer Rotrostbedeckung von ca. 5 % [1]

Nach 24 h wies die Stahlreferenz bereits starke vollflächige Rotrostbildung auf (Abb. 3). Dahingegen bietet Aluminium einen im NSS-Test wirksamen Schutz, was auch aus der Literatur hervorgeht [44–46]. In einem Zeitraum von ca. zwei Wochen konnte eine Verfärbung der Beschichtung beobachtet werden, ohne dass Anzeichen von Rotrostbildung festzustellen waren. Nach 33 Tagen (>790 h) trat stellenweise Rotrost auf, was auf das Aufbrechen der Beschichtung und das Versagen der Schutzwirkung hindeutet. Auch AlCr-Legierungsschichten lassen eine Verfärbung beobachten, die im Gegensatz zu reinem Aluminium bereits innerhalb eines Tages auftrat und nach drei Tagen in die vereinzelte Bildung von Rotrost mündete, welcher sich innerhalb weniger weiterer Tage über die gesamte Oberfläche ausbreitete. AlZn-Legierungen verhielten sich ähnlich reinem Aluminium hinsichtlich Verfärbung und Rotrostbildung. Letztere konnte vereinzelt nach 30 Tagen beobachtet werden (>720 h). Bedingt durch ihre hohe Reaktivität, wie oben diskutiert, konnte im Fall der AlSn-Legierungen eine starke Verfärbung und Fleckenbildung innerhalb von zwei Tagen und eine schnelle Rotrostbildung und -ausbreitung ab dem vierten Tag festgestellt werden.

Freibewitterung

Freibewitterungsversuche (engl. Environmental Exposure Test, EE–Test) [54] wurden in Anlehnung an DIN EN ISO 2810 [55] und DIN 55665 [56] auf dem Dach des IMN MacroNano der Technischen Universität Ilmenau (GPS: 50°41’03.4“N, 10°56’23.2“E) durchgeführt. Die Proben wurden bei einer Neigung von (15 ± 2)° gegen die Horizontale nach Süden ausgerichtet. Es wurden zum NSS-Test analoge Proben verwendet. Neben der Abdeckung der Probenkanten wurde ein künstlicher Defekt in Form eines bis zum Substrat reichenden Ritzes eingebracht. Im Zeitraum von Juni 2019 bis Juli 2020 wurde der Korrosionsfortschritt durch Sichtprüfung beobachtet. Die Prüfintervalle beliefen sich auf tägliche Prüfung für sechs Wochen, zweimal wöchentlich für die folgenden 4 Wochen und anschließend wöchentliche Prüfung. Anhand von Fotoaufnahmen und Bildanalyse mittels ImageJ/FIJI v.146 wurde die Rotrostbedeckung quantifiziert und ein Wert von 5 % als Einsetzen von Korrosion festgelegt. Während der NSS-Test aufgrund erhöhter Salzkonzentration und Temperatur zu einer Beschleunigung der Korrosionsprozesse führt, ermöglicht es die Freibewitterung, die Korrosion unter realistischen Bedingungen, allerdings auch abhängig von geografischer Lage und zivilisatorischen sowie jahreszeitlichen Umgebungsbedingungen zu beobachten. Das führt zu verlässlicheren Ergebnissen, erfordert jedoch deutlich längere Prüfzeiträume (Monate bis Jahre).

Abb. 4: Rotrostbedeckung vs. Expositionszeit des unbeschichteten Stahlsubstrats (schwarz) sowie Al- (blau), AlCr- (rot), AlZn- (grün) und AlSn-Beschichtungen (violett) bezogen auf (links) die geritzte Fläche und (rechts) die gesamte exponierte Oberfläche. Die durchgehenden Linien repräsentieren den qualitativen Trend der Rotrostbedeckung über der Expositionszeit, haben aber keine physikalische Bedeutung. Die horizontalen, gestrichelten Linien (grau) markieren eine Rotrostbedeckung von 5 %. [1]

Bereits nach einer Expositionszeit von zwei Tagen konnten deutliche Rotrostspuren auf den Stahlreferenzen entdeckt werden (Abb. 3 und Abb. 4). Der zu Vergleichszwecken auch bei den Stahlproben eingeritzte Bereich war nach zwei Tagen vollständig mit Rotrost bedeckt (Abb. 4 links), während die restliche exponierte Fläche in dieser Zeit eine Bedeckung von 20% aufwies (Abb. 4 rechts). Anschließend blieb die Bedeckung nahezu konstant, bis sie nach ca. 20 Wochen kontinuierlich bis zur vollständigen Bedeckung der Probe anstieg. Im Gegensatz zum NSS-Test zeigten sich für Al-Beschichtungen bereits nach zwei Tagen erhebliche Korrosionserscheinungen, die sich in den darauf folgenden Wochen über den beschichteten Bereich ausbreiteten. Das belegt, dass unter vergleichsweise milden Umgebungsbedingungen kein signifikanter kathodischer Korrosionsschutz durch reines Aluminium erzielt werden kann. AlCr-Legierungen konnten das Einsetzen von Rotrostbildung im Ritz für einen Zeitraum von sechs Tagen verhindern. Die anschließende Rotrostbildung legt nahe, dass nur eine marginale Verbesserung des kathodischen Korrosionsschutzes im Vergleich zu reinem Aluminium vorliegt. In den folgenden Wochen trat auch auf der restlichen Fläche Korrosion auf, was auf Defekte in der Schicht hindeutet. Nach 35 bis 40 Wochen war der gesamte Ritz mit Rotrost bedeckt und nach 50 Wochen war eine Gesamtbedeckung von 75-80 % zu verzeichnen. Mit einer rotrostfreien Oberfläche im Ritz nach mehr als 20 bis 55 Wochen bei leichten Verfärbungen stellen AlZn-Legierungen aussichtsreiche Legierungen dar. Die Variation des Auftretens ersten Rotrosts lässt sich durch Schwankungen im Zn-Gehalt und damit des Korrosionspotentials der Beschichtungen erklären. Bei allen Proben konnte nach 55 Wochen eine Rotrostbedeckung von weniger als 25 % im Ritz festgestellt werden. Darüber hinaus wies der restliche exponierte Bereich über den gesamten Freibewitterungszeitraum keinerlei Anzeichen von Rotrost auf. Diese Ergebnisse in Kombination mit den Resultaten des NSS-Tests deuten auf eine deutliche Verbesserung der kathodischen Schutzwirkung hin und machen diese Legierungen überaus interessant für weitere Forschungsarbeiten. Trotz der starken Reaktivität der AlSn-Legierungsschichten konnte für diese Proben eine Rotrostbildung im Ritz begleitet von einer deutlichen Verfärbung der Schicht erst nach fünf bis zehn Wochen beobachtet werden. Nach ca. 15 Wochen setzte eine schnell fortschreitende Rotrostbildung ein, die zu einer Bedeckung im Ritz von 60 % nach 40 Wochen führten. Auf der restlichen exponierten Fläche traten nach 25 Wochen vereinzelte Rotroststellen auf, die sich nach 55 Wochen über ca. 20 % der Gesamtfläche ausbreiteten. Das belegt eine Steigerung der kathodischen Korrosionsschutzwirkung im Vergleich zu reinem Aluminium wie auch AlCr-Legierungen. Die Rotrostbildung im ungeschädigten Bereich deutet jedoch auf eine nicht geschlossene Morphologie der Beschichtung hin, was eine technische Anwendung nicht sinnvoll erscheinen lässt.

Zusammenfassung und Ausblick

Die kathodische Schutzwirkung von Aluminium und Aluminiumlegierungen mit Chrom, Zink und Zinn wurde mittels potentiodynamischer Polarisation, dem neutralen Salzspühnebeltest sowie Freibewitterungsversuchen untersucht.

Es konnte gezeigt werden, dass die Fähigkeit von AlCr-Legierungen, Stahl vor Korrosion zu schützen, äußerst gering ist und technischen Ansprüchen nicht genügt. Ein mit dem Chromgehalt steigendes Korrosionspotential wirkt der kathodischen Schutzwirkung entgegen. Zudem konnte ungleichmäßige Korrosion in Form von Lochfraß festgestellt werden. Dennoch konnte eine gegenüber reinem Aluminium verzögerte Rotrostbildung im NSS- wie auch im EE-Test gezeigt werden. AlZn-Legierungen weisen sowohl im NSS-Test wie auch im EE-Test eine hohe Leistungsfähigkeit auf und stellen somit vielsprechende Schichten für den Cadmiumersatz dar. Eine gleichmäßige Korrosion sowie eine hohe Schutzwirkung und effektive Verzögerung der Rotrostbildung stellen hierfür die beste Grundlage dar. Die Abnahme des Korrosionspotentials mit steigendem Zinkgehalt deutet auf eine effektive Hemmung der natürlichen Oxidschicht hin. AlSn-Legierungen reagieren bereits bei geringen Zinngehalten mit einer deutlichen Abnahme des Korrosionspotentials und folglich mit einer starken Aktivierung. Der Anspruch an geringe Zinngehalte stellt eine technische Herausforderung für die Reproduzierbarkeit der Abscheidung dar. Trotzdem konnte im NSS-Test sowie im EE-Test eine Steigerung der kathodischen Schutzwirkung gezeigt werden.

Aus diesen Ergebnissen folgt die Eignung von AlZn-Legierungen sowie die bedingte Eignung von AlSn-Legierungen für Stahl. Aufgrund prozesstechnischer Herausforderungen liegt für Erstere allerdings ein höheres Anwendungspotential vor. Durch die fortschreitende Forschung gepaart mit sinkenden Preisen für ILs rückt die industrielle Umsetzung der IL-basierten Aluminiumlegierungsabscheidung näher. Eine fortlaufende Optimierung der vielversprechenden AlZn­-Legierungen hinsichtlich Führung des galvanischen Prozesses, Schichtmorphologie und -zusammen­setzung kann eine verlässliche Leistungsfähigkeit derartiger Beschichtungen sicherstellen. Darüber hinaus spielt die anwendungsbezogene Entwicklung der nötigen Anlagentechnik (Anodentechnik, Materialkompatibilität, Kapselung) eine entscheidende Rolle bei der Industrialisierung. Die Adaption des SIGAL-Prozesses und der zugehörigen Anlagentechnik sollte hierfür in Betracht gezogen werden. Eine industrielle Anwendung gekapselter Elektrolytsysteme wurde hiermit bereits erfolgreich realisiert.

Mit seinen Arbeiten zur elektrochemischen Abscheidung von Aluminium und Aluminiumlegierungen [1] hat Dr. Böttcher den Nasser-Kanani-Preis 2024 gewonnen. Neben ihm erhielt auch Frank Simchen die Auszeichnung mit einer Publikation zum Korrosionsschutz von Magnesium. Der vorliegende Artikel baut auf [1] auf und wurde bereits in zwei wissenschaftlichen Zeitschriften [2,3] auf Englisch publiziert. Ein weiterer Artikel des Autors zum Thema Anodenpassivierung erscheint in einer der nächsten Ausgaben.

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