DD256151B5 - Method for producing surface layers - Google Patents
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Description
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 könnenThe invention relates to a method for coating surfaces by means of a flame. It relates to the production of surface layers which can be optically active, serve anticorrosive tasks or can have adhesive properties
Die Oberflächenschichten können mit sehr unterschiedlicher Morphologie, ζ B als fest haftende Schichten, aber auch als hochdisperse pulvrige Schichten aufgebracht werdenThe surface layers can be applied with very different morphologies, ζ B as firmly adhering layers, but also as highly dispersed powdery layers
Die Wahl der zu beschichtenden Materialien hangt allein davon ab, ob ihre Oberflache genügend widerstandsfähig gegen die Flammentemperatur istThe choice of the materials to be coated depends solely on whether their surface is sufficiently resistant to the flame temperature
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 erreichenThe production of SiO 2 -surface layers on different surfaces by means of pyrolytic processes is known (GEFFCKEN, W, Glastechnische Berichte, 24 Volume, June 1951, No. 6 page 143 ff). The same applies to the production of finely dispersed powdery layers (Dr H KLOEPFER DE- PS 762 723 and DE-PS 830 786) is mixed in a gas stream, which consists of a carrier gas serving essentially for good combustion, a second gas stream containing a Metallverbmdung, which in the combustion with the oxygen of the flame corresponding oxide, ζ B as a precipitate on a flame-contacted surface provides. These methods of admixture via a gas phase make a sometimes very complex apparatus technology necessary because the components are usually liquid and must be transferred into the gas phase Thus, a control of the vapor pressure is required because it determines the composition of the mixture in the flame Reproducible conditions can only be achieved with very complex control systems, also with regard to any necessary heating or cooling devices for adjusting the vapor pressure
Hinzu kommt, daß eine Reihe metallorganischer Verbindungen in gasformigem Zustand an der Luft bzw gegenüber Feuchtigkeit nicht stabil sindIn addition, a number of organometallic compounds in gaseous state in the air or against moisture are not stable
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 MaterialienThe aim of the invention is an easy-to-handle method, which is easy to vary with regard to the structure of the result, for producing layers on the surface of different materials
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.The invention has for its object to extend the conceivable for pyrolytic generation of surface layers range of film forming partners to those that are not processable by known methods due to their sensitivity to air and at the same time to eliminate the dependence on their vapor pressure.
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.The solution to this problem is achieved with a method for producing surface layers of good adhesion or highly dispersed structure according to the invention characterized in that a liquid organic compound is mixed with a liquefied gas, which is brought together with the liquefied gas in a flame for combustion and thereby limiting this flame surface firmly adhering or highly dispersed oxide layer is deposited.
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.In this case, advantageously, the choice of the mixing ratio of the two components LPG and organometallic compound for adjusting the morphology of the resulting layer of a firmly adhering to a highly dispersed layer can be used. The layers can be applied by a static or a dynamic method as far as their morphology is concerned. In the first case, the mixture of liquid and organometallic compound is already present and is, for example from a Vorratsgefaß, fed to the flame In the second case, the components LPG and organometallic compound are brought together shortly before combustion or in the flame.
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, TetramethoxysilanBy varying the mixing ratio during the growth of the layer, layer regions of different layer depth can be provided with different layer properties. For the carrying out of the process, preferably butane, Gasolin® or gasoline can be used as the liquid gas. Advantageous is the use of Si-organic compounds, ζB tetraethoxysilane, vinyltriethoxysilane , Triethoxymethylsilane, tetramethoxysilane
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.Titanium or aluminum compounds can also be used with the same degree of success. The components do not separate Since the mixture is brought into the flame in a liquid state, even concerns about the very different vapor pressure values of the two components are eliminated. The only requirement is the use of a burner system. which guarantees the introduction of the liquid mixture as a jet into the flame.
Mit dem erfindungsgemaßen Verfahren können auf der Oberflache unterschiedlichster Materialien entweder feste glasartige Schichten oder alle Zwischenstadien bis zu pulvrigen Niederschlagen erzeugt werdenWith the method according to the invention, either solid vitreous layers or all intermediate stages up to powdery precipitates can be produced on the surface of most different materials
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 OxidschichtThe two extreme possibilities, solid or powdery layers are to be explained in two exemplary embodiments. If one mixes with the liquid Katalyt or Gasolin® 2% tetraethoxysilane and brings this mixture to the combustion, whereby the flame is directed to a material surface, then a very large surface is created on this surface solid, well-adherent oxide layer
Wird der prozentuale Anteil des Tetraethoxysilans auf 5 bis 10 % erhöht, entsteht auf der Materialoberflache ein feindisperser OxidniederschlagIf the percentage of tetraethoxysilane is increased to 5 to 10%, a finely dispersed oxide precipitate forms on the material surface
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