INNOVATIONS: PRESENT&FUTURE
SPECIAL ISSUE ON ARCHITECTURE & DESIGN
Scienziato del Fraunhofer Institute sviluppa una vernice che protegge l’acciaio dalla penetrazione dell’idrogeno Katharina Hien Fraunhofer Institute for Mechanics of Materials IWM - Freiburg, Germania
katharina.hien@iwm.fraunhofer.de
Lukas Gröner del Fraunhofer IWM, MikroTribologie Centrum μTC, ha sviluppato una vernice che protegge efficacemente l’acciaio dalla penetrazione di idrogeno. L’effetto barriera di questo cosiddetto strato in fase MAX è 3500 volte maggiore di quello dell’acciaio non trattato.
L
’idrogeno prodotto in modo rigenerativo
per i componenti in acciaio che impediscono
Il processo di sviluppo
è un vettore energetico ecologico, che
virtualmente la penetrazione dell’idrogeno
In una camera a vuoto, Gröner prima ha
può essere usato come combustibile
atomico ed è riuscito a produrre sottili vernici
depositato molto accuratamente strati
nelle automobili o per generare elettricità e
in fase MAX che proteggono molto bene
alternati di nitruro di alluminio, un composto
calore nelle celle a combustibile. Può anche
l’acciaio dalla corrosione e dall’infragilimento
di alluminio-azoto e titanio su una superficie di
essere miscelato con gas naturale e utilizzato
da idrogeno.
acciaio usando la deposizione fisica a vapore
in centrali elettriche a gas per generare
“Le fasi MAX hanno proprietà sorprendenti
(PVD). Questa struttura a sandwich, che ha uno
energia.
perché combinano le caratteristiche sia della
spessore di soli tre micrometri, è stata quindi
Tuttavia, l’idrogeno atomico spesso induce
ceramica che dei metalli”, spiega Gröner.
riscaldata per formare uno strato di fase MAX
un comportamento fragile nei metalli ad alte
Infatti, le fasi MAX, come la ceramica, sono
temperature, che può portare a guasti dei
insensibili all’attacco dell’ossigeno e molto
molto sottile di titanio, alluminio e azoto (Ti2AlN).
componenti.
resistenti al calore, ma a differenza della
deposizione di titanio e nitruro di alluminio
Per fornire una soluzione a questo problema,
ceramica pura, non sono fragili, quindi non
in modo tale che durante il successivo
nella sua tesi di dottorato il fisico Lukas
si rompono. Inoltre, sono elettricamente
riscaldamento si formassero piastrine parallele
Gröner1 ha sviluppato e testato vernici speciali
conduttive come i metalli.
Ti2AlN.
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La sfida per Gröner era controllare la
© Fraunhofer Institute for Mechanics of Materials IWM
© Fraunhofer Institute for Mechanics of Materials IWM
Immagine REM del bordo di rottura di un rivestimento Ti2AlN con granelli simili a piastrine.
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N. 65 - SEPTEMBER/OCTOBER 2020 - international PAINT&COATING magazine
Immagini REM di multistrato Ti-AlN sovrapposti della superficie (a) e del bordo di rottura (b), nonché della superficie (c) e del bordo di rottura di uno strato Ti2AlN in fase MAX che ne deriva.