DD256151B5

DD256151B5 - Verfahren zur erzeugnung von oberflaechenschichten

Info

Publication number: DD256151B5
Application number: DD26794584A
Authority: DD
Inventors: Roland Goebel; Hans-Juergen Prof Dr Tiller; Brigitte Magnus; Renate Sachse
Original assignee: Tiller Hans Juergen
Priority date: 1984-10-03
Filing date: 1984-10-03
Publication date: 1995-05-18
Also published as: DD256151A1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung von Oberflachen mittels einer Flamme Sie bezieht sich auf die Herstellung von Oberflachenschichten, die ζ B optisch aktiv sein können, Korrosionsschutzaufgaben dienen oder Haftmittiereigenschaften aufweisen können

Die Oberflächenschichten können mit sehr unterschiedlicher Morphologie, ζ B als fest haftende Schichten, aber auch als hochdisperse pulvrige Schichten aufgebracht werden

Die Wahl der zu beschichtenden Materialien hangt allein davon ab, ob ihre Oberflache genügend widerstandsfähig gegen die Flammentemperatur ist

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen als festhaftende Schicht

Die Herstellung von SiO₂-Oberflachenschichten auf unterschiedlichen Oberflachen mittels pyrolytischer Verfahren ist bekannt (GEFFCKEN, W, Glastechnische Berichte, 24 Jahrgang, Juni 1951, Heft 6 Seite 143 ff) Das gleiche gilt fur die Herstellung feindisperser pulvriger Schichten (Dr H KLOEPFER DE-PS 762 723 und DE-PS 830 786) Es wird dabei in einen Gasstrom, der aus einem im wesentlichen fur die gute Verbrennung dienenden Tragergas besteht, ein zweiter Gasstrom gemischt, der eine Metallverbmdung enthalt, die bei der Verbrennung mit dem Sauerstoff der Flamme das entsprechende Oxid, ζ B als Niederschlag auf einer mit der Flamme in Berührung gebrachten Oberflache liefert. Diese Verfahren der Zumischung über eine Gasphase machen eine zum Teil sehr aufwendige apparative Verfahrenstechnik notwendig, da die Komponenten meist flussig vorliegen und erst in die Gasphase überfuhrt werden müssen Damit wird eine Steuerung des Dampfdruckes erforderlich, weil darüber die Zusammensetzung des Gemisches in der Flamme bestimmt wird Reproduzierbare Verhaltnisse sind nur mit sehr aufwendigen Steuersystemen, auch hinsichtlich eventuell notwendiger Heiz- oder Kuhleinrichtungen zur Einstellung des Dampfdruckes zu erreichen

Hinzu kommt, daß eine Reihe metallorganischer Verbindungen in gasformigem Zustand an der Luft bzw gegenüber Feuchtigkeit nicht stabil sind

Ziel der Erfindung ist ein einfach zu handhabendes und im Hinblick auf die Struktur des Ergebnisses leicht zu variierendes Verfahren zur Schichterzeugung auf der Oberflache unterschiedlicher Materialien

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die zur pyrolytischen Erzeugung von Oberflachenschichten denkbare Palette von Schichtbildungspartnern auf solche zu erweitern, die mit bekannten Verfahren aufgrund ihrer Luftempfindlichkeit nicht verarbeitbar sind und gleichzeitig die Abhängigkeit von deren Dampfdruck zu beseitigen.

Die Losung dieser Aufgabe gelingt mit einem Verfahren zur Erzeugung von Oberflachenschichten guter Haftfestigkeit oder hochdisperser Struktur erfindungsgemaß dadurch, daß einem Flüssiggas eine metallorganische Verbindung zugemischt wird, die zusammen mit dem Flüssiggas in einer Flamme zur Verbrennung gebracht wird und dabei auf einer diese Flamme begrenzenden Oberflache als festhaftende oder hochdisperse Oxidschicht niedergeschlagen wird.

Dabei kann vorteilhafterweise die Wahl des Mischungsverhältnisses der beiden Komponenten Flüssiggas und metallorganische Verbindung zur Einstellung der Morphologie der entstehenden Schicht von einer festhaftenden bis zu einer hochdispersen Schicht verwendet werden. Die Schichten können, was ihre Morphologie betrifft, nach einem statischen oder einem dynamischen Verfahren aufgebracht werden. Im ersten Fall liegt die Mischung von Flüssiggas und metallorganischer Verbindung bereits vor und wird, etwa aus einem Vorratsgefaß, der Flamme zugeführt Im zweiten Fall werden die Komponenten Flüssiggas und metallorganische Verbindung kurz vor der Verbrennung oder in der Flamme zusammengeführt.

Durch die Veränderung des Mischungsverhältnisses wahrend des Aufwachsens der Schicht können Schichtbereiche unterschiedlicher Schichttiefe mit unterschiedlichen Schichteigenschaften ausgestattet werden Fur die Durchfuhrung des Verfahrens kann als Flüssiggas vorzugsweise Butan, Gasolin® oder Benzin verwendet werden Vorteilhaft ist die Verwendung Si-organischer Verbindungen, ζ B Tetraethoxysilan, Vinyltriethoxysilan, Triethoxymethylsilan, Tetramethoxysilan

Mit dem gleichen Erfolg können aber auch Titan- oder Aluminiumverbindungen eingesetzt werden Eine Entmischung der Komponenten erfolgt nicht Da die Mischung in flussigem Zustand in die Flamme gebracht wird, fallen sogar Bedenken hinsichtlich sehr unterschiedlicher Dampfdruckwerte der beiden Komponenten weg Voraussetzung ist nur die Anwendung eines Brennersystems, das die Einbringung des flussigen Gemisches als Strahl in die Flamme garantiert.

Mit dem erfindungsgemaßen Verfahren können auf der Oberflache unterschiedlichster Materialien entweder feste glasartige Schichten oder alle Zwischenstadien bis zu pulvrigen Niederschlagen erzeugt werden

Ausführungsbeispiel

Die beiden extremen Möglichkeiten, feste oder pulvrige Schichten sollen an zwei Ausfuhrungsbeispielen erläutert werden Mischt man zu der Flüssigkeit Katalyt bzw Gasolin® 2 % Tetraethoxysilan und bringt dieses Gemisch zur Verbrennung, wobei die Flamme auf eine Materialoberflache gerichtet wird, dann entsteht auf dieser Oberflache eine sehr feste, gut haftende Oxidschicht

Wird der prozentuale Anteil des Tetraethoxysilans auf 5 bis 10 % erhöht, entsteht auf der Materialoberflache ein feindisperser Oxidniederschlag

Claims

1. Verfahren zur Erzeugung von Oberflächenschichten guter Haftfestigkeit oder hochdisperser Struktur, dadurch gekennzeichnet, daß einem Flüssiggas eine metallorganische Verbindung zugemischt wird, die zusammen mit dem Flüssiggas in einer Flamme zur Verbrennung gebracht wird und dabei auf einer diese Flamme begrenzenden Oberflache als festhaftende oder hochdisperse Oxidschicht niedergeschlagen wird.

2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wahl des Mischungsverhältnisses der beiden Komponenten Flüssiggas und metallorganische Verbindung zur Einstellung der Morphologie der entstehenden Schicht von einer festhaftenden bis zu einer hochdispersen Schicht dient.

3. Verfahren nach Punkt 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorliegendes Gemisch aus Flüssiggas und metallorganischer Verbindung der Flamme zugeführt wird.

4. Verfahren nach Punkt 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten Flüssiggas und metallorganische Verbindung kurz vor der Verbrennung zusammengeführt werden.

5. Verfahren nach Punkt 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten Flüssiggas und metallorganische Verbindung in der Flamme zusammengeführt werden.

6. Verfahren nach Punkt 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Variation des Mischungsverhältnisses den beiden Komponenten Flüssiggas und metallorganische Verbindung eine morphologische Veränderung wahrend des Aufwachsens der Schicht gewahrleistet.

7. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Flüssiggas vorzugsweise Butan, Gasolin® oder Benzin verwendet werden.

8. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die metallorganische Verbindung eine Si-organische Verbindung, wie z. B. Tetraethoxysilan oder Vinyltriethoxysilan ist.

9. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die metallorganische Verbindung eine Titanverbindung ist.

10. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die metallorganische Verbindung eine Aluminiumverbindung ist.