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Selbstheilende superhydrophobe LDH-Filme verbessern Korrosionsschutz von Aluminium
Ein in situ aufgebauter ZnAl-LDH-Film mit interkalierten Tungstat-Ionen kombiniert Selbstheilung und Superhydrophobie. Die Beschichtung erreicht einen statischen Wasserkontaktwinkel von 171 ° und eine Schutzwirkung von 99,9 % – auch nach 80 Tagen in NaCl-Lösung bleibt die Effizienz nahezu konstant.
Die Studie beschreibt die Herstellung von ZnAl-Layered Double Hydroxide (LDH)-Filmen direkt auf Aluminiumoberflächen. Durch Interkalation von Tungstat-Ionen (LDH-W) und anschließende Modifizierung mit Fluorsilan entsteht eine superhydrophobe Oberfläche. Rasterelektronenmikroskopie zeigt eine homogene, dichte Lamellenstruktur; die Interkalation und die FAS-Behandlung beeinträchtigen die Morphologie nicht. Der Wasser-Kontaktwinkel der LDH-W-FAS-Schichten erreicht 171 °.
Elektrochemische Impedanzspektroskopie weist eine Schutzwirkung von 99,9 % nach und belegt auch nach 80 Tagen Eintauchen in NaCl-Lösung noch 99,6 %. In künstlich verkratzten Proben zeigt sich eine ausgeprägte Selbstheilung: Freigesetzte Tungstat-Ionen fördern lokal die Bildung einer dichten Oxidschicht auf dem Aluminium und reparieren damit die beschädigte Barriere.
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Mechanismus und Anwendungsbezug
Der vorgeschlagene Mechanismus basiert auf dem Inhibitor-Release aus der LDH-Zwischenschicht und der nachfolgenden Oxidneubildung. In Summe adressiert das System die Anforderungen an chromatarme bzw. chromfreie Konversionsschichten und liefert gleichzeitig Superhydrophobie für eine reduzierte Benetzung und Permeation.
Quelle: Wang, Y., Gao, X., He, W. & Ma, H., Fabrication of self-healing superhydrophobic film via inhibitor loaded LDH for improving the anti-corrosion performance of aluminum alloy. Progress in Organic Coatings 207, 109418 (2025).
