Wie wir arbeiten Korrosion unter der Lupe

Wenn es um Grenzflächenprozesse und Korrosion geht, ist Dr.-Ing- Özlem Özcan Expertin. Seit drei Jahren ist sie mittlerweile an der BAM – und hat den Aufbau des gleichnamigen Fachbereichs von Grund auf begleitet. Ein Ende der Aufbauarbeit ist nicht in Sicht: Demnächst ziehen sie, ihre Kolleginnen und Kollegen sowie die Geräte in größere Laborräume.

Inzwischen ist das Team von einst fünf Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern auf 12 gewachsen. Ingenieurinnen und Ingenieure, PhDs und Studierende forschen gemeinsam an den vielfältigen Aspekten rund um Korrosionsmechanismen an Oberflächen und Grenzflächen. Dazu gekommen ist auch eine moderne Laborausstattung wie z.B. ein hochauflösendes elektrochemisches Mikroskop und ein Rasterkraftmikroskop, mit dem Materialien unter gleichzeitiger korrosiver und mechanischer Beanspruchung untersucht werden können.

Was damit erforscht wird? Unter anderem geht es darum zu untersuchen, welche Schäden Mikroorganismen auf metallischen Flächen anrichten können – und wie schnell sie ihre zerstörerische Arbeit verrichten. Dazu arbeitet das Team von Dr.-Ing. Özlem Özcan eng mit dem Fachbereich Biologische Materialschädigung und Referenzorganismen zusammen. Mikrobiell beeinflusste Korrosion, kurz MIC, heißt eines der interdisziplinären Projekte. Dabei wird zum Beispiel untersucht, wie die Bakterien sich auf Metallen anheften. Ziel ist es, die Mechanismen zu verstehen, die zur „Biokorrosion“ führen.

Unter einem Biofilm kann nämlich oft eine lokal begrenzte Korrosion entstehen, die gefährlich werden kann, denn: Die mikrobiellen Auslöser gedeihen in Öl- und Klärwerksleitungen, Anlagen der Lebensmittelindustrie in der salzhaltigen Umgebung von Offshore-Anlageteilen oder in Ballasttanks von Schiffen. „Die Herausforderung liegt darin, Sensoren zu entwickeln, die das Voranschreiten gleichmäßiger und lokal begrenzter Korrosion differenzieren können“, sagt Özcan. Das Ziel ist, ein Frühwarnsystem zu entwickeln, um Schäden an den Anlagen zu vermeiden. Doch zunächst schaut sie auf die Grundlagen und, einfach ausgedrückt, der Korrosion beim Korrodieren zu.

Selbst „rostfreie“ Stähle, also hochlegierte Werkstoffe, sind anfällig für Lochkorrosion. Gerade solche zusammengesetzten Materialien sind in allen Industriezweigen gefragt, ständig werden neue Varianten entwickelt. Sie sollen leichter, fester, beständiger sein. „Wichtig sind Methoden, die gekoppelte Belastungsszenarien simulieren und Schadensmechanismen aufklären können“, erläutert die Wissenschaftlerin. Daran arbeitet sie mit ihrem Team: „Mit diesen Kenntnissen werden wir zur Materialsicherheit beitragen.“

Und wie wird man Korrosions-Expertin? Özcan selbst wurde zunächst in der Türkei zur Chemieingenieurin ausgebildet und kam dann in 2006 nach Deutschland zum Max Planck Institut für Eisenforschung in Düsseldorf als Stipendiatin des International Research Schools „SURMAT“. Sie promovierte dann im Fachbereich Werkstoffwissenschaften an der Ruhr Universität Bochum. Im Anschluss untersuchte sie am Lehrstuhl für Technische und Makromolekulare Chemie an der Universität Paderborn nanostrukturierte Dünnschichten und Leichtbaumaterialien in der Automobilbranche, bis sie im April 2015 an die BAM kam. Das Thema Mobilität wird sie weiter beschäftigen, wenn es darum geht, wie Hybridbauteile am besten verklebt oder nachbehandelt werden müssten, um gleichzeitig der mechanischen und korrosiven Belastung standzuhalten. Die ersten Projekte werden bald starten.