DD151331A1 - METHOD FOR PRODUCING MODIFIED OXIDIVE LAYERS - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung beinhaltet ein Verfahren zur Herstellung modifizierter Oxidschichten auf mit Aluminiummetallen beschichteten Substraten, welche metallischer als auch nichtmetallischer Natur sein koennen. Diese Oxidschichten koennen teilweise wie auch vollstaendig z.B. durch anodische Oxidation unter Funkenentladung durchoxidiert werden und weisen insbesondere bei vollstaendiger Oxidation ein hervorragendes Haftvermoegen sowohl auf metallischen als auch nichtmetallischen Substraten auf. Die Oxidschicht selbst ist auf der Oberflaeche aufgerauht und ist ein guter Haftgrund fuer nachfolgende Beschichtungen. Bei durchoxidierten Metallsubstrat-Oxidschicht-Kombinationen wird die Korrosionsfestigkeit auch bei Temperaturen > 923 K positiv beeinfluszt. Durch die modifizierten Oxidschichten auf metallischen Substraten wird eine gute elektrische Isolation bei gleichzeitiger verbesserter Waermeleitung der Oxidschicht erreicht. Auch auf organischen Substraten, z.B. Epoxidharzen, wird eine spuerbare Erhoehung des Isolationsverhaltens nachgewiesen, das Hochspannungsverhalten wird ebenfalls verbessert. Die Verbunde lassen sich im Maschinen-, Fahrzeugbau, in der Chemie- und Elektronikindustrie einsetzen.The invention includes a method of producing modified oxide layers on substrates coated with aluminum metals, which may be metallic or nonmetallic in nature. These oxide layers can be partly or completely removed, e.g. are oxidized by spark discharge by anodic oxidation and exhibit excellent adhesion to both metallic and non-metallic substrates, especially when fully oxidized. The oxide layer itself is roughened on the surface and is a good primer for subsequent coatings. In the case of through-oxidized metal substrate / oxide layer combinations, the corrosion resistance is positively influenced even at temperatures> 923 K. By the modified oxide layers on metallic substrates, a good electrical insulation is achieved with simultaneous improved heat conduction of the oxide layer. Also on organic substrates, e.g. Epoxy resins, a noticeable increase in the insulation behavior is detected, the high-voltage behavior is also improved. The composites can be used in mechanical engineering, vehicle construction, in the chemical and electronics industry.
Description
Verfahren zur Herstellung modifizierter Oxidschichten Anv/endungsgebiet der ErfindungMethod for producing modified oxide layers Area of application of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung modifizierter Oxidschichten auf mit Aluminiummetall beschichteten Substraten, welche metallischer als auch organischer Struktur sein können. Mittels dieses Verfahrens können die Oxidschichten teilweise oder vollständig durchoxidiert v/erden, daraus ergibt sich der gezielte Einsatz in der Elektrotechnik/Elektronik, im Maschinen- und Fahrzeugbau und in der Chemieindustrie· Da diese modifizierten Oxidschichten auf dem Substrat gut haften und auf Grund ihrer Struktur einen verbesserten Haftgrund aufweisen, lassen sie sich insbesondere mit Lacken, Isolierstoffen u« a. heftfest beschichten und gut umformen. Die verfahrensgema3 hergestellten Schichten sind wegen ihrer guten Korrosionsschutzwirkung, die auch bei hohen Temperaturen erhalten bleibt, im Fahrzeugbau insbesondere für Auspuffanlagen einsetzbar. In der Chemieindustrie können die erfindungsgemäß hergestellten Oxidschichten als Trägermaterialien vorzugsweise für Katalysatoren oder Reektorauskleidungen Verwendung finden. Auf Grund hoher elektrischer Widerstandseigenschrften und guter Wärmeableitung lassen sie sich insbesonders in der Elektrotechnik und 'Elektronik einsetzen.The invention relates to a process for producing modified oxide layers on substrates coated with aluminum metal, which may be of metallic or organic structure. By means of this process, the oxide layers can be partially or fully oxidized by oxidation, resulting in the targeted use in electrical engineering / electronics, in mechanical engineering and in the chemical industry · Since these modified oxide layers adhere well to the substrate and due to their structure have an improved primer, they can in particular with paints, insulating u u. coat hard and reshape well. Because of their good corrosion protection effect, which is maintained even at high temperatures, the layers produced according to the method can be used in vehicle construction, in particular for exhaust systems. In the chemical industry, the oxide layers produced according to the invention can preferably be used as support materials for catalysts or reector linings. Due to high electrical resistance and good heat dissipation, they can be used especially in electrical engineering and electronics.
-Z--Z-
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
Es sind Verfahren bekannt, Metalle und nichtmetallische Werkstoffe mit A^CU aus der Gasphase oder direkt durch Plasmaspritzen zu beschichten. Die so erzeugten Oxidschichten sind entweder zu .dünn oder spröde und mechanisch nicht stabil oder sie zeigen bei größeren Schichtdicken ein zu geringes Haftvermögen und ungenügendes Umformverhalten. Vielfach weisen diese Schichten eine zu glatte Oberflächenmorphologie auf, so daß sie als Haftvermittler z. B. für Lacke, Farben u. a. Anstrichsysteme sowie als Isolierstoffträger ungeeignet sind. Verfahren zur Herstellung dickerer Schichten, die z. B. durch Plasmaspritzen von Α1?0^ auf metallische Werkstoffe erzeugt v/erden, zeigen, daß diese Oxidschichten ungenügend geschlossen sind und deshalb für einen dauerhaften Korrosionsschutz bzw. für elektrische Isolationszwecke nicht eingesetzt v/erden können. Zum anderen läßt sich das Plasmaspritzen von Al2Oo nicht auf organische Substrate übertragen.Methods are known for coating metals and non-metallic materials with A 1 CU from the gas phase or directly by plasma spraying. The oxide layers produced in this way are either too thin or brittle and mechanically unstable, or they show too little adhesion and insufficient forming behavior for larger layer thicknesses. In many cases, these layers have a too smooth surface morphology, so that they are used as adhesion promoters z. B. for paints, paints, etc. paint systems and as Isolierstoffträger are unsuitable. Process for producing thicker layers, the z. Eg by plasma spraying of Α1 ? 0 ^ produced on metallic materials v / earth, show that these oxide layers are insufficiently closed and therefore can not be used for permanent corrosion protection or for electrical insulation purposes. On the other hand, the plasma spraying of Al 2 Oo can not be transferred to organic substrates.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Ziel der Erfindung ist es, durch ein neuartiges Verfahren modifizierte Oxidschichten auf metallischen und nichtmetallischen Substraten herzustellen, die eine verbesserte Haftfestigkeit auf dem Substrat aufweisen sowie einen guten Haftgrund für Anstrich- und Isolierstoffsysteme bilden und verbesserte Umform-, Korrosionsschutz-, elektrische Widerstands- und Wärmeleiteigenschaften zeigen.The aim of the invention is to produce by a novel method modified oxide layers on metallic and non-metallic substrates, which have improved adhesion to the substrate and form a good primer for paint and insulating systems and improved deformation, corrosion protection, electrical resistance and thermal conduction properties demonstrate.
Darlegung des V/es ens der ErfindungPresentation of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erzeugung modifizierter Oxidschichten auf mit Aluminiummetallen beschichteten Substraten zu entwickeln. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Verbund, z. B. mit Aluminium beschichteter Stahl, der durch Aluminieren oder elektrochemische Abscheidung von Aluminium auf Stahl inThe invention has for its object to develop a method for producing modified oxide layers on substrates coated with aluminum metals. According to the invention the object is achieved in that a composite, for. Aluminum coated steel obtained by aluminizing or electrochemical deposition of aluminum on steel
nicht wäßrigen Lösungen hergestellt ist, einer anodischen Oxidation unter Funkenentladung in wäßrigen Elektrolyten, gemäß DDWPC25D/21,143O, unterzogen wird. Dabei wird die Aluminiumschicht teilweise oder vollständig oxidiert, und auf Grund der hohen Temperaturen an der Oberfläche des Aluminiums wird die Oxidschicht mit ьо - AIpO., angereichert. Durch die hohen Temperaturen im Entladungskanal wird ein Plasmazustand erzeugt, der das sich bildende AIpO-> auf der Substratoberfläche aufschmilzt und ein verbessertes Haftvermögen des entstehenden Überzuges erzeugt. Das größte Haftvermögen wird erzielt, wenn die Aluminiumschicht auf dem Substrat vollständig oxidiert wird und mit der Substratoberfläche eine feste chemische Bindung eingeht. Diese Bildung kann bei metallischen Substraten über Zwischenschichten, z. B. mit Spinellstruktur, erzielt werden, die aus einer reaktiven ¥/echse !wirkung Substrat-Oxidschicht hervorgehen. Bei organischen Substraten tritt eine Aufrauhung der Substratoberfläche ein, dabei wird nach dem "Druckknopf mechanismus" das Haftvermögen der AlpO^-Schicht auf dem Substrat wesentlich gesteigert.non-aqueous solutions is prepared, anodic oxidation under spark discharge in aqueous electrolytes, according to DDWPC25D / 21,143O, is subjected. In this case, the aluminum layer is partially or completely oxidized, and due to the high temperatures on the surface of the aluminum, the oxide layer with ьо - AIpO., Enriched. Due to the high temperatures in the discharge channel, a plasma state is produced which melts the forming AIpO-> on the substrate surface and produces an improved adhesion of the resulting coating. The greatest adhesion is achieved when the aluminum layer on the substrate is completely oxidized and forms a strong chemical bond with the substrate surface. This formation can occur with metallic substrates via intermediate layers, for. B. with spinel structure, which result from a reactive / ε / echse! Effect substrate oxide layer. In the case of organic substrates, a roughening of the substrate surface occurs, in which case the adhesion of the AlpO.sub.3 layer on the substrate is substantially increased according to the "snap mechanism".
Durch Abreißversuche wurde gefunden, daß das Haftvermögen bei teilweise oxidierten Substrat-Oxidschicht-Kombinationen bei ca. 26 IfIPa, bei vollständig oxidierten Substrat-Oxidschicht-Kombinationen > 30 MPa liegt.Tear-off tests have shown that the adhesion of partially oxidized substrate-oxide layer combinations is about 26 IfIPa, with fully oxidized substrate-oxide layer combinations> 30 MPa.
Bei vollständig oxidierten Metallsubstrat-Oxidschicht-Kombinationen wird die Korrosionsfestigkeit bei Temperaturen > 923 K positiv beeinflußt.In fully oxidized metal substrate-oxide layer combinations, the corrosion resistance at temperatures> 923 K is positively influenced.
Durch die verfahrensgemäß erzeugten modifizierten Oxidschichten auf metallischen Substraten wird eine verbesserte elektrische Isolation bei gleichzeitiger verbesserter Wärmeleitung erreicht.The modified oxide layers produced on metallic substrates in accordance with the method achieve improved electrical insulation while at the same time improving heat conduction.
Auf organischen Substraten, z. B. Epoxidharzen u. a., wird eine Verbesserung des Isolationsverhaltens nachgewiesen, was sich insbesondere bei einer Kombination Substrat-Oxid-Substrat in einem verbesserten Hochspannungsverhalten zeigt.On organic substrates, eg. B. epoxy resins u. a., An improvement in the isolation behavior is detected, which is particularly in a combination of substrate-oxide substrate in an improved high-voltage behavior.
Ausführungsbeispielembodiment
Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen erläutert werden.The invention will be explained below with reference to two embodiments.
Ausführungsbeispiel 1Embodiment 1
An einer Sisenprobe, die et v/a 10 /um mit Aluminium beschichtet ist, wird eine anodische Oxidation unter Funkenentladung durchgeführt. Dabei wird das Aluminium vollständig oxidiert und verbleibt als festhaftende, erschmolzene und geschlossene Oxidschicht auf der Substratoberfläche. Abreißversuche zur Ermittlung des Haftvermögens zeigen an dieser Schicht Werte von > 30 MPa. Wird die an der vorliegenden Eisenprobe 10 rum starke Aluminiumschicht nur 6 /um tief mittels anodischer Oxidation unter Funkenentladung durch Veränderung der Oxidationsparameter oxidiert, so erhält man ein Haftvermögen der Oxidschicht auf der Aluminiumunterlage von *~ 25 IiPa.On an iron sample, which is et al / 10 / um coated with aluminum, anodic oxidation is carried out with spark discharge. The aluminum is completely oxidized and remains as a firmly adhering, molten and closed oxide layer on the substrate surface. Tear-off tests to determine the adhesion show values of> 30 MPa at this layer. If the aluminum layer surrounding the iron sample 10 is only oxidized 6 times by means of anodic oxidation with spark discharge by changing the oxidation parameters, the adhesion of the oxide layer to the aluminum substrate is * 25 IiPa.
Ausführungsbeispiel 2Embodiment 2
An einer Epoxidharzprobe, die mit einer 5 /um starken Aluminiumschicht bedeckt ist, wird eine anodische Oxidation unter Funkenentladung bis zur vollständigen Oxidation des Aluminiums durchgeführt. Nach konventionellen Kachbehandlungsmethoden wird die Oxidschicht mit einer weiteren Epoxidharzschicht 'von 6-8 /um bedeckt. Messungen der Gleichspannungsdurchschlagfeldstärke zeigen im Vergleich zu reinen Epoxidharzproben eine um ~~ 20 % höhere Belastbarkeit.On an epoxy resin sample covered with a 5 μm thick aluminum layer, anodic oxidation with spark discharge is carried out until complete oxidation of the aluminum. According to conventional Kachbehandlungsmethoden the oxide layer is covered with a further Epoxidharzschicht 'of 6-8 / um. DC breakdown field strength measurements show a ~ 20 % higher load capacity compared to pure epoxy resin samples .
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD22153180A DD151331A1 (en) | 1980-06-03 | 1980-06-03 | METHOD FOR PRODUCING MODIFIED OXIDIVE LAYERS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD22153180A DD151331A1 (en) | 1980-06-03 | 1980-06-03 | METHOD FOR PRODUCING MODIFIED OXIDIVE LAYERS |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD151331A1 true DD151331A1 (en) | 1981-10-14 |
Family
ID=5524485
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DD22153180A DD151331A1 (en) | 1980-06-03 | 1980-06-03 | METHOD FOR PRODUCING MODIFIED OXIDIVE LAYERS |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD151331A1 (en) |
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-
1980
- 1980-06-03 DD DD22153180A patent/DD151331A1/en not_active IP Right Cessation
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