Twentse techniek opent weg naar nieuwe coatings
Onderzoekers van de Universiteit Twente zijn er in geslaagd een zeer
dichte en fijnkorrelige coating te maken met veelbelovende industriële
toepassingen. Het afdeklaagje bestaat uit kristallen van
zirkoniumoxide (ZrO2) van slechts tien nanometer. Het
NWO-Prioriteitsprogramma Materialenonderzoek en de
Technologie-stichting STW financierden het onderzoek.
Het bijzondere is dat de coating verkregen is bij lage temperaturen
van slechts enkele honderden graden Celsius. Met een speciale
techniek, de gemodificeerde emulsie-precipitatie, zijn zirkoniumoxide
en andere lastige oxiden aan te brengen op bijvoorbeeld staal en
kunststoffen. Het is voor het eerst gelukt om goede lagen te
produceren met deeltjes kleiner dan twintig nanometer. De resultaten
van het onderzoek verschijnen binnenkort in het vooraanstaande
vaktijdschrift Advanced Materials.
Het maken en bestuderen van zogenaamd nanokristallijn materiaal met
een zeer kleine korrelgrootte heeft de laatste twintig jaar een grote
vlucht genomen. Deze materialen zijn ondere andere interessant voor
toepassingen in coatings en composieten (samengestelde materialen). Zo
is in de industrie grote vraag naar keramische coatings die tal van
materialen beschermen tegen roest, hitte en slijtage. Daarnaast moeten
coatings ook nog economisch rendabel zijn en aangebracht kunnen worden
bij relatief lage temperaturen.
De Twentse onderzoekers Fiona Woudenberg, N. Sibelt en Henk Verweij
van het MESA+ onderzoeksinstituut en W. Sager van de groep
Membraantechnologie slaagden erin een afdeklaag te maken die voldoet
aan de eisen van de industrie. De materiaalonderzoekers gebruikten
tetragonale zirkoniumoxidedeeltjes (t-ZrO2). Dit keramische materiaal
is zeer geschikt als coating voor onderdelen van motoren omdat het
niet alleen beschermt tegen slijtage, maar ook tegen corrosie en
thermo shocks.
De onderzoekers losten de zirkoniumdeeltjes op totdat een vloeistof
ontstond met daarin zwevende deeltjes ZrO2 van zon tien nanometer
groot. Deze deeltjes bleken gestapeld te kunnen worden tot één- en
meerlaagse nanocoatings zonder de extra behandelingen die bij andere
methoden noodzakelijk zijn. De Twentse methode produceerde
goedwerkende lagen bij een temperatuur onder de tweehonderd graden
Celsius. Het proces is geschikt voor grootschalige industriële
toepassing en opent de weg naar nanocoatings die uit meer soorten
deeltjes bestaan.
Nadere informatie bij:
* prof. dr. ir. Henk Verweij, (UT, Chemische Technologie)
* tel. (053) 4894124 of (053) 4892860 (secretariaat), fax (053) 4894683
* e-mail h.verweij@ct.utwente.nl
Laagjes van zirkoniumoxide die geproduceerd zijn bij temperaturen van respectievelijk 500 (A), 200 (B) en 600 (C) graden Celsius. Bij B is het laagje amorf met bij de pijltjes een kristalstructuur. Bij C is het laagje polykristallijn.