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Verfahren zum Überziehen eines festen Substrats mit Metall
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen von Metallüberzügen, insbesondere ein Verfah- ren zum Überziehen eines festen Substrats mit Metall unter Verwendung einer leicht zersetzbaren Über- gangsmetallverbindung.
Das Überziehen eines festen Substrats mit einem Übergangsmetall ist im allgemeinen bekannt und zur
Erzeugung von verschiedenen brauchbaren Gegenständen geeignet. Beispielsweise haben die auf diese
Weise erzeugten metallischen Überzüge und Folien brauchbare und erwünschte elektrische Leitfähigkeitseigenschaften, sie verleihen Korrosionsfestigkeit und ergeben auffällige, spiegelartige Dekorationswirkungen.
Bisher wurde das Überziehen eines festen Substrats mit einem Übergangsmetall, wie beispielsweise Chrom, oft nach den üblichen galvanotechnischen Verfahren durchgeführt. Diese Verfahren haben sich jedoch nicht als vollständig zufriedenstellend erwiesen, weil sie zur Herstellung von kommerziell brauch- barenüberzügen, d. h. Überzügen in einer Dicke von etwa 0, 05 J. L oder mehr, eine komplizierte galvanotechnische Anlage und lange Zeit zu ihrer Durchführung benötigen. Ferner ist es schwierig, mit galvanotechnischen Methoden einheitliche Überzüge auf unregelmässig geformten Gegenständen zu erhalten, weil an spitzen oder stark gekrümmten Flächenteilen des Substrats eine erhöhte elektrische Stromdichte auftritt.
Ausserdem können galvanotechnische Verfahren nur im Zusammenhang mit elektrisch leitfähigen Substraten, wie Metallen, angewendet werden, so dass ihre Anwendung zum Überziehen von Glas, Holz, keramischen oder andern festen, elektrisch nicht leitenden Materialien nicht möglich ist. Ferner hat es sich gezeigt, dass das galvanotechnische Überziehen von festen Substraten mit andern Übergangsmetallen als Chrom, beispielsweise mit Vanadin oder Molybdän, oft nicht im grossen Massstab durchgeführt werden kann.
Man kann Übergangsmetalle auch mit den üblichen mit Gas durchgeführten Überzugsverfahren auf festen Substraten aufbringen. Diese Überzugsverfahren erfordern jedoch gewöhnlich auch die Verwendung einer komplizierten Einrichtung sowie lange Zeit zu ihrer Durchführung, beispielsweise Plattierungszeiten von etwa 30 min oder mehr, wenn kommerziell brauchbare Überzüge erzielt werden sollen. Ausserdem sind die mit Gas durchgeführten Überzugsverfahren gewöhnlich insofern in ihrer Anwendung begrenzt., als die Dicke der mit ihnen erzeugten Überzüge gewöhnlich nicht ohne weiteres den bei verschiedenen Anwendungen der Überzüge zu stellenden Anforderungen entsprechend abgeändert werden kann.
Es hat sich gezeigt, dass die vorstehend angegebenen Nachteile in beträchtlichem Masse durch die Erfindung beseitigt werden können, welche bezweckt, ein einfach durchführbares Verfahren zum raschen Aufbringen von Übergangsmetallen in Form eines anhaftenden Überzuges mit einer regelbaren Dicke von etwa 0, 05 u oder mehr auf einem festen Substrat zu schaffen. Ferner bezweckt die Erfindung die Schaffung eines Verfahrens zum Aufbringen von Überzugsmetallen in Form eines im wesentlichen reinen Überzuges einheitlicher Dicke auf einem festen Substrat. Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, zur Ablagerung eines Übergangsmetalls auf einem festen Substrat ein Verfahren zu schaffen, mit dem Überzüge von gleichbleibender Dicke erzeugt werden können. Weitere Zwecke der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung hervor.
Allgemein besteht das erfindungsgemässe Verfahren darin, dass die Oberfläche des Substrats in dem zu überziehenden Bereich einheitlich mit einer Überzugsmateriallösung in Berührung gebracht wird, die eine leicht zersetzbare organische Verbindung eines Übergangsmetalles der Formel Ar. M bzw. ArMAr'
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(Ar und Ar'= aromatischer Kohlenwasserstoff oder substituiertes Benzol) in einem inerten flüssigen organischen Lösungsmittel mit einem Siedepunkt über 200 C, vorzugsweise in einem flüssigen Alkan von hohem Molekulargewicht enthält.
Diese Berührung muss natürlich herbeigeführt werden, während sich das Substrat auf einer erhöhten Temperatur befindet, die höher ist als die Zersetzungstemperatur der Übergangsmetallverbindung, und während sich die Überzugsmateriallösung auf einer Temperatur von 20 bis 1000C befindet. Die Berührungszeit kann in breitem Masse variieren und braucht nur so lange zu dauern, dass ein Überzug von kommerziell annehmbarer Dicke abgelagert wird. Diese Zeit kann vom Fachmann angesichts der vorliegenden Beschreibung ohne weiteres bestimmt werden. Ferner wird das erfindungsge-
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Verfahrenstoffhaltigen Substanzen, die mit der Übergangsmetallverbindung oder mit dem gebildeten Metallüberzug selbst unter Bildung von Oxyden reagieren können, welche den Metallüberzug verunreinigen können.
Die in dem erfindungsgemässen Überzugsverfahren verwendbaren organischen Übergangsmetallverbindungen sind organometallische Verbindungen, in denen die organischen Anteile ungeladene aromatische Kohlenwasserstoffe sind, die entweder einen isolierten Benzolring oder eine arylsubstituierte Benzolstruktur enthalten. Unter letzteren werden solche Verbindungen verstanden, die im Molekül nur einen einzigen Benzolring enthalten, wobei, falls dieser Benzolring substituiert ist, eine allfällige Doppelbindung im Substituenten vom nächstgelegenen Kohlenstoffatom des Benzolrings durch wenigstens zwei Kohlenstoff-
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benzol, Butylbenzol, Octylbenzol usw. und alkanylsubstituierte Benzole, in denen ausserhalb des Benzol- rings gelegene Doppelbindungen von diesem durch wenigstens zwei Kohlenstoffatome getrennt sind, bei- spielsweise Allylbenzol u. dgl.
Dagegen fallen Naphthalin, Inden, Anthracen, Phenanthren und Styrol nicht unter die angegebene Begriffsbestimmung.
Wie vorstehend bereits erwähnt wurde, werden indem erfindungsgemässen Überzugsverfahren verwend- bare organische Übergangsmetallverbindungen auch durch aromatische Kohlenwasserstoffe wie arylsubsti- tuierte Benzole, beispielsweise die Polyphenyle, die alkylsubstituierten Polyphenyle wie p-Isopropyldi- phenyl und p-p'-Dimethyldiphenyl, Phenylanthracen und Phenylphenanthren.
Die erfindungsgemäss verwendbaren organischen Übergangsmetallverbindungen können vom Gesichts- punkt ihres organischen Anteils aus gesehen auch als Additionsverbindungen angesehen werden, zum Unterschied vonmetallorganischen Substitutionsverbindungen, bei deren Bildung Wasserstoff oder ein anderer Substituent des organischen Ringes substituiert oder ersetzt wird. Beispielsweise unterscheiden sich die in dem erfindungsgemässen Verfahren verwendeten Übergangsmetallverbindungen von den metallorganischen
Verbindungen, die durch die chemische Bindung eines Cyclopentadienylradikals mit einem Element gebildet werden (Fischer und Pfab, Zeit. für Naturforschung, 7b [1952j, S. 377), und von Phenylquecksil- berverbindungen, beispielsweise Phenylrnercuriacetat (USA -Patentschrift Nr. 2, 502, 222).
Es sei darauf hingewiesen, dass bei der Bildung derartiger Substitutionsverbindungen Wasserstoff von dem Cyclopentadien- oder Benzolring abgespalten wird. Bei den erfindungsgemässen organischen Übergangsmetallverbindungen findet die chemische Vereinigung des Übergangselements mit dem aromatischen Kohlenwasserstoff ohne Abspaltung des Wasserstoffs oder eines andern Substituenten des organischen Ringes statt. Die Verbindungen können daher als Additionsprodukte von Übergangselementen mit aromatischen Kohlenwasserstoffen angesehen werden.
Die erfindungsgemäss verwendeten Verbindungen können durch die Formel (Ar) "M dargestellt werden, in der Ar die vorstehend beschriebene Bedeutung hat und M ein Übergangsmetall der Gruppen VA und VIA des Periodensystems nach Webster's New Collegiate Dictionary [1956], S. 626, insbesondere jener mit einer Ordnungszahl von23 bis 74, wie Vanadin, Chrom, Niob, Molybdän, Tantal und Wolfram bezeichnet. Die Übergangsmetallverbindungen können ferner gemischte Ar-Substituenten aufweisen, wie beispielsweise durch die Formel (Ar) (Ar') M ausgedrückt wird, wie vorstehend angegeben. Die genaue Beschaffenheit der Bindung zwischen dem aromatischen Kohlenwasserstoffanteil und dem Übergangsmetall ist unbekannt.
Es ist jedoch bekannt, dass der isoliertebenzolring öderderbenzolring des arylsubstituiertenbenzols einekomplexverbindungmit dem Übergangsmetall bildet.
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vorzugt werden jene Übergangsmetallverbindungen, in denen der aromatische Anteil entweder Benzol oder ein mit niederem Alkyl substituiertes Benzol ist, in dem das oder die substituierten niederen Alkane
1-8 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 1-4 Kohlenstoffatome enthalten.
Wie vorstehend angegeben, werden in dem erfindungsgemässen Verfahren insbesondere jene Über- gangsmetallverbindungen verwendet, in denen das Übergangsmetall ein Element der Gruppe VA oder VIA des Periodensystems ist. Zum Unterschied von andern Übergangsmetallen, die nur salzartige Verbindungen bilden, welche ein Arylmetallkation enthalten, beispielsweise Dimesityleneisendibromid, bilden diese
Metalle die erfindungsgemäss verwendeten neutralen bzw. unelektrischen Metallverbindungen.
Die Bis-Verbindungen können dadurch hergestellt werden, dass ein wasserfreies Übergangsmetallsalz, vorzugsweise ein Übergangsmetallhalogenid, mit einem wenigstens einen isolierten Benzolring enthal- tenden aromatischen Kohlenwasserstoff oder mit einem arylsubstituierten Benzol in Anwesenheit eines wasserfreien Aluminiumhalogenids und eines Reduktionsmittels zur Reaktion gebracht wird.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird ein erhitztes festes Substrat in dem zu überziehenden Be- reich einheitlich mit einer Lösung der Übergangsmetallverbindung in einem Alkan hohen Molekulargewichts in Berührung gebracht. Diese Berührung kann beispielsweise dadurch bewirkt werden, dass ein erhitztes Substrat in die Übergangsmateriallösung getaucht wird. Ein Verfahren dieser Art wird allgemein als Tauchüberzugsverfahren bezeichnet.
Damit ein Metallüberzug abgelagert wird, muss die Temperatur des Substrats während des Überzugsvorganges höher sein als die Zersetzungstemperatur der Übergangsmetallverbindung. Diese Temperatur kann vom Fachmann angesichts der vorliegenden Beschreibung ohne weiteres bestimmt werden. Im allgemeinen liegt die Zersetzungstemperatur der Übergangsmetallverbindung beispielsweise in dem Bereich von 200 C bei den Molybdänverbindungen bis 350-4000C bei den Chrom-und Vanadinverbindungen. Insbesondere wird das Substrat vorzugsweise auf eine Temperatur erhitzt, die 150-4000C über der Zersetzungstemperatur der Übergangsmetallverbindung liegt, wobei bei höherer Temperatur des Substrats gewöhnlich ein dickerer Überzug erhalten wird.
Auch bei Substrattemperaturen über 700-800 C erfolgt eine Ablagerung des Übergangsmetalls. Bei einer so hohen Temperatur des Substrats neigt jedoch der aromatische Kohlenwasserstoffanteil der Übergangsmetallverbindung, mit der das Substrat in Berührung gebracht wird, zur raschen Zersetzung unter Abgabe von Kohlenstoff und/oder polymerisationsfähigen Kohlenwasserstoffen wie Äthylen und Acetylen, die den erhaltenen Metallüberzug verunreinigen können. Daher wird die Obergrenze, bis zu der das Substrat in dem erfindungsgemässen Verfahren erhitzt werden kann, praktisch durch die Zersetzungs- bzw. Cracktemperatur des aromatischen Kohlenwasserstoffanteils der Übergangsmetallverbindung bestimmt. Diese Temperatur ist in gewissem Grade auch von der Beschaffenheit und der Grösse des als Substrat gewählten Materials abhängig.
Beispielsweise werden etwas höhere Vorerhitzungstemperaturen von 6500C und darüber am besten beim Tauchüberziehen von nichtleitenden Materialien wie Glas oder Porzellan mit Chrom verwendet, während Metallsubstrate vor dem Tauchüberziehen bei sonst ähnlichen Arbeitsbedingungen am besten auf eine Temperatur bis zu 5000C vorerhitzt werden. Ausserdem müssen dünnere Substratkörper zum Tauchüberziehen infolge der unterschiedlichen Wärmekapazität gewöhnlich auf etwas höhere Temperaturen vorerhitzt werden als dickere.
Wie vorstehend angegeben, wird als Lösungsmittel für die Übergangsmetallverbindung vorzugsweise ein relativ nicht flüchtiges Alkan von hohem Molekulargewicht verwendet. Man nimmt an, dass es wenigstens teilweise auf die Verwendung eines solchen Lösungsmittels zurückzuführen ist, dass nach dem erfindungsgemässen Verfahren innerhalb wesentlich kürzerer Zeit dickere Überzüge hergestellt werden können als in den bekannten Überzugsverfahren. Es hat sich beispielsweise gezeigt, dass das als Lösungsmittel verwendete Alkan eine Verbindung mit mindestens 12 Kohlenstoffatomen sein muss und vorzugsweise 16-22 Kohlenstoffatome enthält. Die als Lösungsmittel geeigneten Alkane umfassen beispielsweise Dodecan, Tetradecan, Hexadecan, Methylpentadecan, Heptadecan, Äthylpentadecan, Isopropyltetradecan, Octadecan, Isopropylpentadecan, Docosan, Pentatriacontan u. dgl.
Bei Verwendung von Alkanen mit weniger als 12 Kohlenstoffatomen, d. h. mit einem Siedepunkt unter etwa 200 C als Lösungsmittel werden Metallüberzüge von kommerziell brauchbarer Dicke entweder überhaupt nicht oder erst nach ungewöhnlich langer Zeit erhalten. Die Obergrenze für das Molekulargewicht des als Lösungsmittel verwendeten
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Alkans ist durch die Forderung gegeben, dass während der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens eine flüssige Überzugsmateriallösung vorhanden sein muss. Daher darf der Schmelzpunkt des als Lösungs- mittel verwendeten Alkans nicht höher sein als 100 C.
Für das hierbeschriebene erfindungsgemässe Überzugsverfahren ist auch die Temperatur der Überzugs- materiallösung von Bedeutung. Natürlich muss die Temperatur der Lösung höher sein als der Schmelzpunkt des Lösungsmittels, damit eine flüssige Überzugsmateriallösung vorhanden ist. Die Temperatur kann wäh- rend des Überzugsvorganges in dem Bereich von 200C oder etwas weniger bis 1000Cund etwas darüberlie- gen. Vorzugsweise hat die Lösung eine Temperatur von 25 bis 900C. Wenn das erhitzte Substrat in eine Überzugsmateriallösung getaucht wird, deren Temperatur wesentlich höher ist als IOOOC, wird der erhal- tene Metallüberzug gewöhnlich in unerwünschter Weise geschwärzt oder dunkel.
Anderseits wird eine Lö- sungstemperatur, die wesentlich unter 200C liegt, gewöhnlich vermieden, um ein zu rasches Abschrecken des erhitzten Substrats zu vermeiden. Da das Substrat notwendigerweise über die Zersetzungstemperatur der Übergangsmetallverbindung erhitzt wird, die über 100 C liegt, wird zweckmässig die Temperatur der ganzen Überzugsmateriallösung während des Überzugsverfahrens so gesteuert, dass eine Temperatur von
20 bis 1000C aufrechterhalten wird. Eine derartige Steuerung kann beispielsweise durch Kühlen der Über- zugsmateriallösung von aussen, durch Rühren der Lösung, durch Begrenzung der Dauer der Berührung zwi- schen der Überzugsmateriallösung und dem erhitzten Substrat oder in jeder andern zweckmässigen Weise erfolgen.
Die Konzentration der Übergangsmetallverbindung, die zur Herstellung der Überzugsmateriallösung in dem als Lösungsmittel verwendeten Alkan von hohem Molekulargewicht gelöst wird, kann, bezogen auf das Gewicht der Lösung, zwischen 5 Gew. lo oder weniger bis zu 60 Gel.-% betragen, wobei die besten Ergebnisse bei Verwendung einer Überzugsmateriallösung erzielt werden, die 20-50 Gew.-% der Übergangsmetallverbindung enthält.
Wenn die Konzentration der Überzugsmetallverbindung in der Über- zugsmateriallösung über den oben angegebenen grossen Bereich hinaus erhöht wird, zeigen die in diesem Fall nach dem erfindungsgemässen Verfahren erhaltenen Metallüberzüge eine zunehmende Anzahl von dunklen Streifen, die wahrscheinlichKohlenstoffablagerungen sind. Es hat sich ferner gezeigt, dass in dem vorgenannten Konzentrationsbereich dieDicke des erhaltenen Metallüberzuges direkt von der Anfangskon- zentration der Übergangsmetallverbindung abhängig ist. Durch Steuerung der Konzentration der Übergangsmetallverbindung in der Überzugsmateriallösung können daher bei sonst konstanten Reaktionsbedingungen Metallüberzüge von kontrollierter Dicke erhalten werden.
Ein weiterer Vorteil, der durch das erfindungsgemässe Verfahren erhalten wird, besteht darin, dass Metallüberzüge von kommerziell brauchbarer Dicke in kurzer Zeit erhalten werden können. Beispielsweise kannman kommerziell brauchbare Platten dadurch erhalten, dass das erhitzte Substrat während einer Berührungszeit in der Grössenordnung von 5 bis 15 sec in die Überzugsmateriallösung getaucht wird. Man kann jedoch auch längere Berührungszeiten anwenden. Zur Herstellung eines Überzuges von derselben Qualität und Dicke nach üblichen Überzugsverfahren, beispielsweise nach mit Gas durchgeführten Überzugsverfahren kann eine Zeit von 3. 0 min oder mehr erforderlich sein. Da der Überzug in kürzerer Zeit aufgebracht werden kann, eignet sich das erfindungsgemässe Verfahren ohne weiteres für den kontinuierlichen Betrieb.
Ferner können die erfindungsgemäss metallüberzogenen Substrate gegebenenfalls in ähnlicher Weise mit einem weiteren Überzug versehen werden, wobei dickere Überzüge ohne erkennbare Beeinträchtigung der physikalischen Eigenschaften des ursprünglichen Überzuges erzielt werden. Andere Verfahren zur Erzielung dickerer Überzüge nachdem erfindungsgemässen Verfahren bei sonst gleichen Reaktionsbedingungen beruhen auf der Verlängerung der Dauer des Verfahrens, der Erhöhung der Konzentration der Übergangsmetallverbindung in der Überzugsmateriallösung, der Auswahl eines bestimmten Lösungsmittels für die Überzugsmateriallösung und/oder der Erhöhung der Temperatur des Substrats, mit dem die Überzugsmateriallösung in Berührung gebracht wird.
In dem erfindungsgemässen Überzugsverfahren kann jedes überziehbare feste Substrat, das bei der verwendeten Temperatur wärmebeständig ist, in verschiedenen Formen verwendet werden. Zu den geeigneten Substraten gehören beispielsweise Glas, Keramik und Metalle wie Kupfer, Aluminium, Eisen, rostfreier Stahl und Silber.
Die Erfindung wird weiter in den nachstehenden Ausführungsbeispielen erläutert : Beispiel l ; In einer Reihe von Versuchen wurde ein Chromüberzug auf 5 Weichstahlmustern von 12, 7 X 12, 7 X 1, 6 mm dadurch aufgebracht, dass die Stahlmuster gemäss der nachstehenden Tabelle 1 auf erhöhte Temperaturen erhitzt und die erhitzten Stahlmuster unter einer Stickstoffatmosphäre in 60 ml einer Überzugsmateriallösung getaucht wurden, die 50 Gew. -0/0 Bis (cumol) chrom in n-Octadecan enthielt
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und während des Überzugsverfahrens mittels eines sie umgebenden Bades auf einer Temperatur von 350C gehalten wurde.
Nach einer Berührungszeit von 1 min wurde jedes der erhaltenen gleichmässig verchromten Stahlmuster der Überzugsmateriallösung entnommen, mit Seife und Wasser gewaschen, mit Aceton getrocknet und dann auf die Kontinuität des Überzuges geprüft, indem die Muster 3 h lang der Korrosionswirkung von Luft mit einer Feuchtigkeit von 100% ausgesetzt wurde. Diese Korrosionsp rufung zeigte, dass die erhaltenen verchromten Stahlmuster eine gleichmässige, hohe Korrosionsbeständigkeit hatten.
Die Dicken der bei den verschiedenen Erhitzungstemperaturen erhaltenen Chromüberzüge sind nachstehend in der Tabelle 1 angegeben. Dabei ist die Erhitzungstemperatur die Temperatur, auf die das Stahlmuster vor der Berührung mit der Überzugsmateriallösung erhitzt wurde.
Tabelle 1
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<tb>
<tb> Erhitzungstemperatur <SEP> Dicke <SEP> des <SEP> Überzuges
<tb> oc <SEP> Mikron
<tb> 500 <SEP> 0, <SEP> 094 <SEP>
<tb> 525 <SEP> 0, <SEP> 181 <SEP>
<tb> 550 <SEP> 0, <SEP> 312 <SEP>
<tb> 600 <SEP> 0,566
<tb> 650 <SEP> 0,782
<tb>
Ein Muster ausDosenstahlblech mit den Abmessungen 12, 7 x 50, 8 x 0, 229 mm wurde auf eine Temperatur von 6500C erhitzt und ähnlich wie vorstehend in diesem Beispiel beschrieben mit einer Lösung
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"'10 Bis (cumol) chromBeispiel 2 : In einer ähnlichen Arbeitsweise wie im Beispiel 1 wurde ein Weichstahlmustervon 12, 7 X50. 8 XI, 6 mm auf eine Temperatur von 6000C erhitzt und unter einer Stickstoffatmosphäre in 60 mm einer 50 Gew.-folgen Lösung von Bis (cumol) chrom in Dodecan getaucht. Die Lösung wurde auf einer Temperatur von 350C gehalten. Nach einer Berührungsdauer von 1 min wurde das Stahlmuster der Lösung entnommen, gewaschen und getrocknet. Es zeigte sich, dass auf dem Muster ein gleichmässiger Chromüberzug von 0, 170 je Dicke aufgebracht worden war. Beim Ersatz von Dodecan durch Decan oder Heptan erhielt man jedoch bei denselben Arbeitsbedingungen wie in diesem Beispiel keinen definierbaren Überzug.
Beispiel 3 : Ein Muster aus Dosenstahlblech mit den Abmessungen 12, 7 X 50, 8 X 0, 229 wurde auf eine Temperatur von 6500C erhitzt und unter einer Stickstoffatmosphäre in eine Überzugsmateriallösung getaucht, die 50 Gew. -0/0 Bis (cumol) chrom in n-Octadecan enthielt. Während des Überzugsvorganges wurde die Temperatur der Überzugsmateriallösung mit Hilfe eines umgebenden Bades auf 350C gehalten. Nach einer Berührungszeit von 15 sec wurde dasStahlmuster der Überzugsmateriallösung entnommen, mit Seife gewaschen und mit Aceton getrocknet. Dann wurde die Dicke des auf dem Muster abgelagerten Chromüberzuges bestimmt. Darauf wurde das Verfahren zwecks Bildung eines Überzuges von zunehmender Dicke wiederholt, bis der Überzug Zeichen von Rissbildung und Abblättern zeigte.
Die Zunahme der Dicke des Überzuges bei jedem Tauchen und die am Ende jedes Tauchvorganges erhaltene Gesamtdicke des Überzuges sind nachstehend in der Tabelle 2 angegeben.
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Tabelle 2
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<tb>
<tb> Tauchvorgang <SEP> Zunahme <SEP> der <SEP> Gesamtdicke
<tb> Nr. <SEP> Überzugsdicke <SEP> des <SEP> Überzuges
<tb> Mikron <SEP> Mikron
<tb> 1 <SEP> - <SEP> 0, <SEP> 14 <SEP>
<tb> 2 <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> 0, <SEP> 24 <SEP>
<tb> 3 <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> 0, <SEP> 34 <SEP>
<tb> 4 <SEP> 0, <SEP> 11 <SEP> 0, <SEP> 45 <SEP>
<tb> 5 <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> 0, <SEP> 55 <SEP>
<tb> 6 <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> 0, <SEP> 65 <SEP>
<tb> 7 <SEP> 0, <SEP> 11 <SEP> 0, <SEP> 76 <SEP>
<tb> 8 <SEP> 0, <SEP> 08 <SEP> 0, <SEP> 84 <SEP>
<tb> 9 <SEP> 0, <SEP> 09 <SEP> 0, <SEP> 93 <SEP>
<tb> 10 <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> 1, <SEP> 03 <SEP>
<tb> 11 <SEP> 0, <SEP> 09 <SEP> 1, <SEP> 12 <SEP>
<tb> 12 <SEP> 0, <SEP> 08 <SEP> 1, <SEP> 20 <SEP>
<tb> 13 <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> 1, <SEP> 30 <SEP>
<tb> 14 <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> 1, <SEP> 40 <SEP>
<tb> 15 <SEP> 0, <SEP> 9 <SEP> 1,
<SEP> 49 <SEP>
<tb> 16 <SEP> 0, <SEP> 7 <SEP> 1, <SEP> 56 <SEP>
<tb> 17 <SEP> 0, <SEP> 9 <SEP> 1, <SEP> 65 <SEP>
<tb> 18 <SEP> 0, <SEP> 1 <SEP> 1, <SEP> 75 <SEP>
<tb> 19 <SEP> 0, <SEP> 7 <SEP> 1, <SEP> 82 <SEP>
<tb>
EMI6.2
12,7 x 50,8 x 1, 6 mm auf eine Temperatur von 6000C erhitzt und unter einer Stickstoffatmosphäre in
60 ml einer Überzugslösung getaucht, die 60 Gew. -0/0 Bis (cumol) chrom in n-Octadecan enthielt und auf einer Temperatur von 350C gehalten wurde. Die Berührungszeit betrug 1 min. Dann wurde das Stahlmu- ster der Überzugsmateriallösung entnommen, gewaschen und getrocknet, worauf die Dicke des auf dem
Muster abgelagerten Chromüberzuges bestimmt wurde. Zwecks Bildung eines Überzuges von zunehmender
Dicke wurde das Verfahren wiederholt. Nach dem 16.
Tauchvorgang wurde ein Abblättern des Überzuges beobachtet. Nach jedem der folgenden Tauchvorgänge wurde das Abblättern stärker erkennbar. Die Er- gebisse dieser Versuchsreihe sind nachstehend in der Tabelle 3 angegeben.
Tabelle 3 :
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<tb>
<tb> Tauchvorgang <SEP> Zunahme <SEP> der <SEP> Gesamtdicke
<tb> Nr. <SEP> Überzugsdicke <SEP> des <SEP> Überzuges
<tb> Mikron <SEP> Mikron
<tb> 1-0, <SEP> 58 <SEP>
<tb> 2 <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> 1, <SEP> 08 <SEP>
<tb> 3 <SEP> 0, <SEP> 55 <SEP> 1, <SEP> 63 <SEP>
<tb> 4 <SEP> 0, <SEP> 62 <SEP> 2, <SEP> 25 <SEP>
<tb> 5 <SEP> 0, <SEP> 53 <SEP> 2, <SEP> 78 <SEP>
<tb> 6 <SEP> 0, <SEP> 57 <SEP> 3, <SEP> 35 <SEP>
<tb> 7 <SEP> 0, <SEP> 55 <SEP> 3, <SEP> 90 <SEP>
<tb> 8 <SEP> 0, <SEP> 56 <SEP> 4, <SEP> 46 <SEP>
<tb> 9 <SEP> 0, <SEP> 54 <SEP> 5, <SEP> 00 <SEP>
<tb> 10 <SEP> 0, <SEP> 55 <SEP> 5, <SEP> 55 <SEP>
<tb> 11 <SEP> 0, <SEP> 55 <SEP> 6, <SEP> 10 <SEP>
<tb>
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Tabelle 3 (Fortsetzung) :
EMI7.1
<tb>
<tb> Tauchvorgang <SEP> Zunahme <SEP> der <SEP> Gesamtdicke
<tb> Nr. <SEP> Überzugsdicke <SEP> des <SEP> Überzuges
<tb> Mikron <SEP> Mikron
<tb> 12 <SEP> 0, <SEP> 56 <SEP> 6, <SEP> 66 <SEP>
<tb> 13 <SEP> 0, <SEP> 54 <SEP> 7, <SEP> 19 <SEP>
<tb> 14 <SEP> 0, <SEP> 58 <SEP> 7, <SEP> 77 <SEP>
<tb> 15 <SEP> 0, <SEP> 54 <SEP> 8, <SEP> 31 <SEP>
<tb> 16 <SEP> 0, <SEP> 55 <SEP> 8, <SEP> 86 <SEP>
<tb> 17 <SEP> 0, <SEP> 51 <SEP> 9, <SEP> 37 <SEP>
<tb> 18 <SEP> 0, <SEP> 51 <SEP> 9, <SEP> 88 <SEP>
<tb> 19 <SEP> 0, <SEP> 54 <SEP> 10, <SEP> 42 <SEP>
<tb> 20 <SEP> 0, <SEP> 51 <SEP> 10, <SEP> 93 <SEP>
<tb> 21 <SEP> 0, <SEP> 46 <SEP> 11, <SEP> 39 <SEP>
<tb>
Beispiel 5 :
In einer ähnlich wie das Beispiel 1 durchgeführten Versuchsreihe wurden Weichstahl- muster von 12, 7 X 50, 8 X 1, 6 mm auf eine Temperatur von 550 bzw. 6000C erhitzt und unter einer Stickstoffatmosphäre in 60 ml einer Überzugsmateriallösung getaucht, die50Gew.-oBis (cumol) chrom in raffiniertem Petroleum mit einem Destillationsbereich von 201 bis 266 C enthielt und während des Überzugsvorganges auf einer Temperatur von 350C gehalten wurde. Nach einer Berührungszeit von etwa 15 sec wurden die erhaltenen verchromten Stahlmuster der Übelzugslösung entnommen.
Der auf dem zunächst auf 5500C erhitzten Stahlmuster abgelagerte Chromüberzug hatte eine Dicke von 0, 15 u, der auf dem zunächst auf 6000C erhitzten Stahlmuster abgelagerte Chromüberzug hatte eine Dicke von 0, 30 jan.
Ein Muster aus Dosenstahlblech, von 12, 7 x 50, 8 X 0, 229 mm wurde auf 650 C erhitzt und mit einer 50 Gew.-feigen Lösung Bis (cumol) chrom in N-Octadecan ähnlich wie vorstehend in diesem Beispiel beschrieben in Berührung gebracht. Die Dicke des auf dem Stahlmuster gebildeten Chromüberzuges betrug 0, 086 lui.
Beispiel 6 : In einer ähnlich wie im Beispiel 1 beschrieben durchgeführten Versuchsreihe wurden zweiMessingmuster von 12,7 X 50, 8 X 1, 6 mm auf eine Temperatur von 500 bzw. 5500C erhitzt und unter einer Stickstoffatmosphäre in 60 ml einer Überzugsmateriallösung getaucht, die 20 Gew. -0/0 Bis (tolu- ol) molybdän in n-Octadecan enthielt und während des Überzugsvorganges auf 350C gehalten wurde. Nach einer Berührungszeit von 15 sec wurden die Messingmuster der Überzugsmateriallösung entnommen. Sie hatten gleichmässige, blanke Molybdänüberzüge von kommerziell brauchbarer Dicke.
Beispiel 7 : In einer ähnlich wie im Beispiel 1 beschrieben durchgeführten Versuchsreihe wurden drei Messingmuster von 12, 7 X 50, 8 X 1, 6 mm auf eine Temperatur von 550, 600 bzw. 6500C erhitzt und unter einer Stickstoffatmosphäre in 60 ml einer Überzugslösung getaucht, die 20 Gew. -0/0 Bis (toluol) - vanadin in n-Octadecan enthielt und während des Überzugsvorganges auf 350C gehalten wurde. Nach einer Berührungszeit von 15 sec wurden die Messingmuster der Überzugsmateriallösung entnommen. Sie besassen gleichmässige Vanadiumüberzüge von kommerziell brauchbarer Dicke.
Beispiel 8 : EinVerbrennungsschiffchen aus Porzellan wurde mit Chromsäure gereinigt und in einer Argonatmosphäre auf eine Temperatur von 6500C erhitzt. Dann wurde das erhitzte Porzellanschiffchen unter einerstickstoffatmosphäre in 60 ml einer Überzugslösung getaucht, die 50 Gew.-oBis (cumol) chrom in n-Octadecan enthielt und während des Überzugsvorganges auf 350C gehalten wurde. Nach einer Berührungszeit von 2 min wurde dasPorzellanschiffchen der Überzugsmateriallösung enmommen. Es hatte einen gleichmässigen, elektrisch leitenden Chromüberzug von kommerziell brauchbarer Dicke.
Beispiel 9 : Ein flaches Pyrexglasmuster von 12, 7 X 50, 8 X 1, 6 mm wurde mit Chromsäure gereinigt und in einer Argonatmosphäre auf eine Temperatur von 6500C erhitzt. Dann wurde das erhitzte Glasmuster unter einer Stickstoffatmosphäre in 60 ml einer Überzugsmateriallösung getaucht, die 50 Gew.-% Bis(cumol)chrom in n-Octadecan enthielt und während des Überzugsvorganges auf 950C gehalten wurde. Nach einer Berührungszeit von 30 sec wurde das Glasmuster der Überzugsmateriallösung entnommen. Es hatte einen gleichmässigen, spiegelnden Chromüberzug von kommerziell brauchbarer Dicke. Auf ähnliche Weise können auch Glasfasern nach dem erfindungsgemässen Verfahren verchromt werden.
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