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Reines Wasser als Schnelltest für Korrosionsschutz
Eine chinesische Studie zeigt, dass hohe NaCl-Konzentrationen die Sauerstoffdurchlässigkeit dichter Beschichtungen hemmen und so Korrosionsprüfungen verfälschen können. Die Forschenden schlagen einen Reinwasser-Immersionstest als schnellere Bewertungsmethode vor.
Die Korrosivität realer Einsatzumgebungen ist komplex und variabel. Insbesondere die Sauerstoffkonzentration, die durch eine Beschichtung permeiert, beeinflusst den Korrosionsprozess maßgeblich. Ein chinesisches Forschungsteam hat nun systematisch untersucht, wie unterschiedliche NaCl-Konzentrationen die Korrosionsschutzleistung ein und derselben Beschichtung beeinflussen – mit überraschenden Ergebnissen.
Die Studie ergab, dass mit steigender NaCl-Konzentration die Zeit bis zur Substratkorrosion und Blasenbildung der Beschichtung zunahm. Dieser zunächst kontraintuitiv erscheinende Befund lässt sich durch einen dreifachen Mechanismus erklären: NaCl reduziert die Wasseraufnahmerate der Beschichtung, verringert die Menge des in der Lösung gelösten Sauerstoffs und hemmt zusätzlich den Sauerstofftransport innerhalb der Beschichtung.
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Grenzen der elektrochemischen Impedanzspektroskopie
Eine zentrale Erkenntnis der Studie betrifft die Aussagekraft der elektrochemischen Impedanzspektroskopie (EIS) bei Hochleistungs-Korrosionsschutzbeschichtungen. Die Forschenden stellten fest, dass EIS-Messungen den Sauerstofftransport in intakten Barrierebeschichtungen nicht zuverlässig abbilden können. Selbst als das Substrat bereits korrodiert war, verblieb der Impedanzwert |Z| bei f = 0,01 Hz bei rund 10¹¹ Ω·cm² – ein Wert, der eine intakte Schutzwirkung suggeriert.
Diese Diskrepanz zwischen EIS-Ergebnis und tatsächlichem Korrosionszustand des Substrats zeigt die Grenzen konventioneller Prüfmethoden bei dichten Beschichtungssystemen auf.
Reinwasser-Immersion als schnellere Prüfmethode
Als Alternative schlagen die Forschenden einen Reinwasser-Immersionstest vor. Da reines Wasser die Sauerstoffkonzentration, die durch die Beschichtung permeiert, deutlich erhöht, lassen sich Unterschiede in der Schutzqualität verschiedener Beschichtungen schneller erkennen. Dieses Verfahren könnte als Schnellmethode zur Bewertung und zum Screening von Korrosionsschutzbeschichtungen dienen.
Die Ergebnisse haben praktische Relevanz für die Beschichtungsprüfung: Herkömmliche Salzsprüh- und NaCl-Immersionstests könnten bei dichten Hochleistungsbeschichtungen zu optimistischen Ergebnissen führen und damit die tatsächliche Schutzwirkung überschätzen.
Quelle: Song, S. & Wang, Z. Refining coating anti-corrosion assessment via NaCl concentration-dependent performance analysis. Prog. Org. Coat. 109936 (2025).
