Elektrochemische Analyse zur Vermeidung von Korrosion an Raumfahrtbauteilen

In Raumfahrtanwendungen kann die Korrosion von Raumfahrtbauteilen die Zuverlässigkeit einer Baugruppe, die Beständigkeit einer Beschichtung, die elektrische Kontinuität oder die Lebensdauer eines Bauteils beeinträchtigen. Industrieunternehmen müssen die Auswirkungen kontrollierter Atmosphären, Lagerphasen, feuchter, salzhaltiger oder rauer Umgebungen am Boden sowie die Wechselwirkungen zwischen Legierungen, Oberflächenbehandlungen und galvanischen Paaren vorausschauend berücksichtigen. Ein Ansatz der Elektrochemischen Analyse ermöglicht es, die Degradationsmechanismen zu identifizieren, mehrere Werkstofflösungen zu vergleichen und eine technische Auswahl vor der Industrialisierung zu validieren. Dieser Ansatz ist in der Luft- und Raumfahrt, im Raumfahrt, in der Verteidigung, im Energiesektor oder in jedem Bereich mit hochbeanspruchten Metallbauteilen nützlich. Um den Ansatz nach Anwendungsbereich zu erweitern, besuchen Sie auch unsere Seite Secteur Activite.

Die Expertise ermöglicht die Analyse eines Bauteils mit Lochfraß, Spaltkorrosion, galvanischer Korrosion, fortgeschrittener Oxidation, Materialabtrag, Rissbildung oder Bruch. Die fraktografische Untersuchung bestimmt die Bruchart, macht charakteristische Merkmale sichtbar und vergleicht gesunde und geschädigte Bereiche anhand von Mikrostruktur, Härte und Zusammensetzung. Die Analysen können außerdem die Metallgüte im Vergleich zu einer Kundenspezifikation überprüfen und nach oxidierenden oder korrosiven Agenzien suchen, die die Ursache des Ausfalls sind.

Zu den elektrochemischen Prüfungen gehören die Messung des Leerlaufpotenzials OCV, die Bestimmung der Korrosionsgeschwindigkeit mittels LSV, die elektrochemische Impedanz EIS zur Bewertung der Homogenität und von Defekten einer Schutzbeschichtung sowie die Untersuchung galvanischer Kopplungen zwischen verbundenen Werkstoffen. Diese Prüfungen können in spezifischen Medien durchgeführt werden, die Meerwasser, extreme pH-Werte, das Vorhandensein von Inhibitoren oder andere für den Einsatz repräsentative Umgebungen simulieren. Salzsprühnebeltests und Protokolle zur beschleunigten Alterung ergänzen die Bewertung der Beständigkeit.

Vor der Industrialisierung ermöglicht die Expertise den Vergleich mehrerer Legierungen, Lacke, Beschichtungen oder Oberflächenbehandlungen, um die robusteste Lösung auszuwählen. In der Produktion hilft sie, die Gleichmäßigkeit der Verfahren zu kontrollieren, die Konformität von Werkstoffen/Verfahren zu überprüfen und eine Abweichung zu dokumentieren, bevor sie zu größeren Nichtkonformitäten führt. Dieser Ansatz reduziert das technische Risiko, verbessert die Haltbarkeit der Bauteile und erleichtert die Begründung von Werkstoffentscheidungen gegenüber den Auftraggebern.

Die Begleitung stützt sich auf eine kombinierte Expertise aus elektrochemischen Prüfungen, Oberflächencharakterisierung, chemischen Analysen und mikrostrukturellen Untersuchungen. Ziel ist es, die Ursache einer festgestellten Korrosion schnell zu bestimmen, die Beständigkeit von Werkstoffen und Verfahren zu validieren und Korrosionsphänomene vor dem Übergang in die Produktion vorherzusehen. Die Untersuchungen können die Messung des Leerlaufpotenzials OCV, die Korrosionsgeschwindigkeit mittels LSV, elektrochemische Impedanz EIS, die Untersuchung galvanischer Kopplungen, Salzsprühnebeltests, Ablagerungsanalysen, Schichtdickenkontrollen und Querschnittsbeobachtungen umfassen. Diese Logik der multidisziplinären Expertise ist Teil von F&E-, Qualifizierungs-, Qualitätskontroll- und Fehleranalyseprozessen. Um dieses Feld zu vertiefen, entdecken Sie die Analyse Caracterisation Electrochimique und die Möglichkeiten eines Laboratoire Analyses Met.

Oberflächenfehler werden untersucht, um Reibspuren, Unregelmäßigkeiten, Risse, Delaminationen, Schichtinhomogenitäten oder Haftungsfehler zu identifizieren. Querschnittsanalysen ermöglichen es, die Gleichmäßigkeit von Oberflächenbehandlungen zu bestätigen und die verbleibende Schichtdicke zu messen. Die chemische Oberflächenanalyse präzisiert die Art der Schichten, Ablagerungen oder Kontaminationen. Für fortgeschrittene Untersuchungen an Grenzflächen und Mehrschichtsystemen können die Analyses Fib Tof Sims die Interpretation ergänzen.

Die Auswertung stützt sich auf ergänzende Verfahren: MEB-FEG, MEB-EDX und MEB-FEB-EDX für Morphologie, Bruchflächen und lokale Zusammensetzung; Lichtmikroskopie für metallografische Schliffe und metallografische Beobachtungen; XPS für die Oberflächenchemie; ICP für die Analyse von Spurenelementen; DRX für die Kristallstruktur; Härteprüfer und Elementaranalysen zur Bestätigung des Materialzustands. Diese Kombination ermöglicht es, von der Beobachtung des Defekts zum Verständnis des Korrosionsmechanismus zu gelangen.

Der Mehrwert eines Expertenlabors liegt in der Fähigkeit, elektrochemische Daten mit Oberflächenchemie, Mikrostruktur, Beschichtungen und Bruchbeobachtungen zu verknüpfen. Die Ergebnisse werden so im Hinblick auf den tatsächlichen industriellen Kontext interpretiert: Montage, Behandlung, Umgebung, Alterungshistorie und Anforderungsniveau. Diese integrierte Betrachtung ermöglicht es, praxisnahe Schlussfolgerungen zu ziehen: eine Hauptursache zu bestätigen, beitragende Faktoren zu priorisieren und zusätzliche Prüfungen oder Korrekturmaßnahmen zu veranlassen.

Um eine Untersuchung zu beginnen, gilt es, die Funktion des Bauteils, die vorhandenen Werkstoffe, die Oberflächenbehandlungen, die Expositionsumgebung und den beobachteten oder befürchteten Schadensmechanismus zu definieren. Anschließend können Vergleichsprüfungen durchgeführt, Oberflächen und Beschichtungen charakterisiert, die Korrosionsgeschwindigkeit bewertet, die Gleichmäßigkeit der Schichten überprüft und die Ursache einer Schädigung bestätigt werden. Der Ansatz kann sowohl eine punktuelle Expertise als auch ein Prüfprogramm für F&E oder die Qualifizierung umfassen.