Tue, 03 January, 2023
TWI hat im Rahmen laufender geothermischer Forschungsprojekte wie Geo-Coat, Geo-Drill und GEOHEX eine stromlos aufgebrachte Nickel-Phosphor -Verbundbeschichtung (electroless nickel-phosphorus plating, ENP) für anspruchsvolle Anwendungen entwickelt.
ENP-Beschichtungen werden wegen ihrer außergewöhnlichen mechanischen und tribologischen Eigenschaften, d.h. insbesondere wegen ihrer hohen Härte und ihrer Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit, in vielen Branchen eingesetzt, darunter Luft- und Raumfahrt, Öl und Gas, Geothermie, Bauwesen und Elektronik.
Durch die Steuerung der Mikrostruktur können die Eigenschaften von ENP-Beschichtungen wie Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit, Antifouling, Antiskalierung oder deren Kombination eingestellt werden. Dies kann durch die Anpassung der Legierungschemie (Variation des Phosphorgehalts, Einarbeitung von Nanopartikeln), die Wärmebehandlung nach dem Beschichten usw. erreicht werden. Die Beimischung von Nanopartikeln kann Beschichtungsfunktionen wie Hydrophobie, hohe Härte und Verschleißfestigkeit mit niedrigem Reibungskoeffizienten (µ) verbessern.
TWI hat die Fähigkeit entwickelt, EN-Verbundbeschichtungen (durch homogene Einarbeitung von PTFE-Nanopartikeln in Beschichtungen auf Nickel-Phosphor-Basis, wie in Abbildung 1 dargestellt) für Anwendungen herzustellen, die Antifouling-Eigenschaften, Hydrophobie (Abbildung 2), Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit erfordern.
Abbildung 1. Repräsentative Bilder einer ENP-PTFE-Verbundbeschichtung. Links ein Rückstreuelektronenkontrastbild (BSE-Bild) des Querschnitts der Duplexbeschichtung auf einem Stahlsubstrat (1: Stahlsubstrat; 2: Ni-P-Grundierung; 3: Ni-P-PTFE-Deckschicht); dunkle Merkmale in der Deckschicht entsprechen funktionellen PTFE-Nanopartikeln. Rechts ein hochauflösendes BSE-Bild der Ni-P-Matrix mit eingebetteten PTFE-Nanopartikeln
Abbildung 2. Statische Messung des Wasserkontaktwinkels an einer Ni-P-PTFE-Verbundbeschichtung, die ihre hydrophoben Eigenschaften zeigt
Dank unserer umfangreichen Einrichtungen, zu denen Korrosions- und tribologische Testlabors, Wärmebehandlungsöfen und fortschrittliche Charakterisierungswerkzeuge gehören, ist das TWI in der Lage, Beratung und Fachwissen über ENP-Beschichtungen für ein breites Anwendungsspektrum anzubieten.
Darüber hinaus können wir bei der Entwicklung maßgeschneiderter Lösungen zur Oberflächenmodifikation helfen, indem wir die Leistung der Beschichtung durch Abscheidung, Charakterisierung und Prüfung der ENP-Beschichtung optimieren.
Wenn Sie mehr über diese Beschichtungsentwicklung oder andere damit zusammenhängende Aspekte erfahren möchten, kontaktieren Sie uns bitte auf Englisch unter der unten angegebenen E-Mail-Adresse.
Das Projekt Geo-Coat wurde durch das Forschungs- und Innovationsprogramm Horizont 2020 der Europäischen Union finanziert, Finanzhilfevereinbarung Nr. 764086
Das Projekt Geo-Drill wurde durch das Forschungs- und Innovationsprogramm Horizont 2020 der Europäischen Union unter der Finanzhilfevereinbarung Nr. 815319 gefördert.
Das Projekt GEOHEX wurde durch das Forschungs- und Innovationsprogramm Horizont 2020 der Europäischen Union unter der Fördervereinbarung Nr. 851917 gefördert.