DE1905896A1 - Verfahren zum Beschichten eines Metalls mit einem Metalloxid und mit einem Metalloxid beschichteter Metallgegenstand,insbesondere Aluminiumplatte - Google Patents

Verfahren zum Beschichten eines Metalls mit einem Metalloxid und mit einem Metalloxid beschichteter Metallgegenstand,insbesondere Aluminiumplatte

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Description

  • IngO Albert Behrens 2081 Haslon (Kr. Pinneberg) Ladestraße 21 Dipl.-Ing. Bela István auntyán Vondelkerkstraat 18 Amsterdam W. G. E. de Man Dri Schaepmanlaan 37 Heernstede Verfahren zum Beschichten eines Metalls mit einem Metalloxid und mit einem Metalloxid beschichteter Metallgegenstand, insbesondere Aluminiumplatte Für viele Zwecke werden Metalloberflächen mit einem Oxidüberzug geschützt, den man auf die Oberfläche des als Anode dienenden Metalls in einem sauren Elektrolyten aufbringt, der bei der Elektrolyse Sauerstoff für die Oxidation zu bilden vermag. Die erstellung solcher Schichten wird als anodische Oxydation bezeichnet.
  • Diese Schichten besitzen schlechte mechanische Eigensonaften, wie eine geringe Abriebfestigkeit und ein schlechtes Biegeverhalten. Sie sind nicht hochhitzefest, reflektieren und isolieren die Wärme schlecht. Dickere Schichten springen wegen ihrer Sprödigkeit leicht von der Unterlage ab und reflektieren die Hitze schlecht.
  • in kann zwar feuerfeste überzüge durch Bespritzen der Gegenstände mit feuerfesten Oxiden erhalten und andererseits gute Reflexionseigenschaften durch Polieren der Metallgegenstände erreichen, eine Oberflächenschutzschicht, die diese Eigenschaften in sich vereint, ist schwierig herzustellen.
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein elektrochemisches Verfahren anzugeben nach dem auf Gegenstände aus Metall oder Metellegierungen, deren Oxide eine hohe Schmelztemperatur besitzen, insbesondere Aluminium u-nd Aluminiumlegierungen, Oxidschichten aufgebracht werden können, die die erwähnten Nachteile nicht haben.
  • Beim Verfahren gemäß der Erfindung wird auf dem Gegenstand im wesentlichen Aluminiumhydroxid angelagert, durch Funkenentladungen entwässert und in eine kristalline Oxidform überführt, wobei die angelagerte Schicht nicht vollist kommen dicht; sondern kleine Hohlräume aufweist, die einzelnen eile der Schicht aber miteinander verschmolzen sind.
  • Bei der ersten Anordnung zur Durchführung des Verfahrens wird der zu beschichtende Gegenstand als eine Elektrode in ein elektrochemisches Bad eingehängt, das Aluminiumhydroxid als kolloid gelöste Teilchen enthält.
  • An den Gegenstand und eine weitere Elektrode wird eine WEchselspannung angelegt; zwischen einer Hilfselektrode und dem Gegenstand wird eine Gleichspannung angelegt, so daß die Schicht auf dem Gegenstand mittels einer kombination von Gleich- und Wechselstrom aufgebaut wird.
  • Zuerst lagern sich aus dem kolloiden Aluminiumhydroxid zusammentretene Teilchen an den Gegenstand an, auf dessen Oberfläche sich ebenfalls etwas Metallhydroxid gebildet hat. Zur Vermeidung größerer Stromstöße werden großflächige Gegenstände langsam in das Bad eingetaucht.
  • Gegenstände mit sehr großen Anlagerflächen werden am besten nicht mehr im Tauchbad behandelt, sondern werden unter Spannung mit der kolloiden Aluminiumlösung bespritzt, wobei in dieser zweiten Anordnung die nicht verbrauchte Lösung in die Zelle zurückfließt.
  • Dann treten in der angelagerten Aluminiumhydroxidschicht Funkenentladungen auf, deren grobe \ärmeenergie das Aluminiumhydroxid stufenweise entwässert und durcn Glühen in Aluminiumoxid (Korund) umformt; das Metallhydroxid wird dabei ebenfalls umgeformt. Die Aluminiumhydroxidteilchen werden aber nicht nur umgeformt, sondern geichzeitig in einem dem Sintern vergleichbaren Prozeß zu einer feingefügten mit kleinen Hohlräumen versehenen Schicht miteinander verschmolzen. An'der Oberfläche lagert sich weiterhin Aluminiumhydroxid an, während die Hydroxidteilchen in den darunter liegenden Bereichen entwässert, in Oxid umgeformt und miteinander und den tieferen Bereichen der Schicht bzw. am Anfang mit dem Gegenstand verschmolzen werden.
  • Von den beigefügten Biburen zeigen Fig. 1 eine Badeanordnung zur I?urchfiihrung des Verfahrens, Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Metalloxidschicht.
  • Die Figur 1 zeigt ein Bad nach der ersten Anordnung, in dem eine Schicht nach dem Verfahren der Erfindung aufgebracht werden kann. In der Zelle 1, in der sich die elektrochemische Flüssigkeit 2, d.h. im wesentlichen die wässrige Lösung von kolloidem Aluminiushydroxid befindet, hängt ein zu beschichtender Gegenstand 3, z.B. eine Aluminiumplatte. Als zweite Elektrode für die anzulegende Wechselspannung ist keine besondere Elektrode vorgesehen, sondern ein zweiter Gegenstand 4, z.B. eine Aluminiumplatte.
  • An die Platten 3 und 4 wird über zwei verstellbare Widerstände (oder Drosselspulen) 5 und 6 eine Wechselspannung Uw angelegt. Uw wird aus der Netzspannung Un durch einen Transformator 7 mit verschiedenen Anzapfungen 7a hochgespannt und kann vorzugsweise zwischen 220 V und 300 V eingestellt werden. In Zelle 1 des Bades wird eine dritte Elektrode als Mittelelektrode 8 eingehängt, die aus einer oder mehreren, ebenen oder gewellten Platten besteht und eine wesentlich größere Oberfläche als die Platten 3 und 4 aufweist. Die Mittelelektrode 8 ist über einen Schalter 9 und einen oder mehrere regulierbare Widerstände 10 mit dem Pluspol einer Gleichspannungsquelle 11 verbunden, an der verschiedene Spannungen abgegriffen werden können und deren Polarität unter Umständen geändert werden kann. Der Minuspol der Gleichspannungsquelle 12 wird mit der Platte 3 über einen Widerstand 12 und mit der Platte 4 über einen Widerstand 13 verbunden; wobei die Widerstände 12 und 13 gleich groß sind und an ihrer Stelle auch Drosselspulen eingeschaltet werden können. Zum Einstellen bestimmter Strom- oder Spannungswerte können in den Zulitungen zu den Platten 3 und 4 noch Widerstände (oder Drdsseln) 14 und 15 vorgesehen werden.
  • Zur Messung der Behandlungstemperatur, die von der Eonzentration der gelösten Stoffe und der Betriebs spannung abhängt und vorzugsweise zwischen 200 und 600 a liegt, ist ein Thermometer 16 vorgesehen. Eine gewunschte Temperatur kann durch entsprechende Rühr- und I(uhlvorrichtungen 17 und 18 im Bad ausgeglichen und konstant gehalten werden. Zur Vermeidung einer tiberhitzung des Bades und der Plattenoberflächen und damit einer Zerstörung der frisch angelagerten Hydroxidschichten durch zu große Stromdichten sind in den Zuleitungen vom Transformator 7 zu den Elektroden 3 und 4 Schalter bzw.
  • gesteuerte Unterbrecher 19 und 20 vorgesehen.
  • Bei dieser Ausführungsform der Badeanordnung für ein Verfahren gemäß der Erfindung ist die Elektrodenanordnung symmetrisch, denn die Elektroden 3-und 4 sind beide gegenüber der Mittelelektrode 8 negativ vorgespannt. Während einer Halbperiode der angelegten Wechselspannung Uw weist z,3. die Platte 3 (Elektrode) eine negative Spannung gegen die Platte 4 (Gegenelektrode) auf; dann wird dte Amplitude der Spannung Uw bei geschlossenem Schalter 9 um den eingestellten Wert UG vergrößert. Während der darauffolgenden Halbperiode ist die Elektrode S positiv gegen die Platte 4 und die kolloide Lösung1 und die Polarität der Spannung UG hat sich nicht geändert, so daß die Amplitude UW verkleinert wird. Neben der Amplitudenveränderung tritt auch eine Zeitveränderung ein, d.h. die Platte 3 weist länger als eine Halbperiode eine negative Spannung gegenüber der kolloiden Lösung des Alumniumhydroxids auf.
  • Analog treten bei der Platte bzw. Elektrode 4 eine ßplituden- und eine Zeitveränderung auf.
  • Aluminiumhydroxid Al (OH)3 besitzt in kaltem Wasser und in schwachen Säuren einen sehr kleinen Dissoziationsgrad, weil in solchen Lösungen die Hydroxidionenkonzentration groß genug ist, Um das Löslichkeitsprodukt des sehr schwerlöslichen liuminiumhydroxids zu erreichen, welches das Aluminium vor weiteren Einwirkungen des Wassers oder der schwachen Säure schützt. Das Löslichkeitsprodukt steigt mit der Temperatur an.
  • Aluminiumhydrocid kann demnach in Wasser kolloidal gelöst werden. Kolloide Teilchen können elektrische Ladungen aufweisen, d. h. sie können in einem angelegten elektrischen Feld wandern. Die hydrophoben Aluminiumhydroxidteilchen sind meistens positiv geladen und wandern zum Minuspol, wobei die Aufladung z. B. durch Adsorption von positiven Wasserstoffionen aus dem Wasser an der ionogenen Außenzone des Kolloidteilchens, aber auch durch Adsorption einer der Ionenarten, aus denen die Moleküle der Kolloidteilchen selbst aufgebaut werden, und anderer positiver Ionen im Bade bewirken kann; die entgegengesetzt gleichen Ladungen befinden sich dann im Wasser. Die Wanderungsgeschwindigkeit der Kolloide ist von der gleichen Größenordnung wie die gewöhnlicher Ionen, weil die Zahl der adsorbierten Ladungen mit der Zunahme der Teilchengröße ansteigt. Die Teilchen sind wegen ihrer Aufladung Ladungsträger und stellen wegen ihrer Bewegung einen elektrischen Strom dar, der mit den äußeren Leitern und den Stromquellen einen geschlossenen elektrischen Stromkreis aufbaut.
  • Da alle kolloiden Teilchen in einer einheitlichen Kolloidlösung gleiche elektrische Ladungen haben, stoßen sie sich gegenseitig ab und verhindern so die Bildung größerer Verbände, wenn kein elektrisches Feld vorhanden ist. Die Konzentration der Kolloidteilchen über das gesamte Badvolumen ist dann konstant.
  • Nach Einschalten der Gleich- und Wechselspannung bildet sich um die Platten 3 und 4 eine wolkenartige Trübung aus, d. h. die Konzentration des Aluminiumhydroxids ist nicht mehr konstant und einige kolloide Teilchen treten bereits zu größeren, die Trübung hervorrufenden Teilchen zusammen. Nach Ansicht des Anmelders kann die Erscheinung unter Berücksichtigung der Amplituden- und Zeitveränderung des Potentialverlaufs im Bade erklärt werden. Da demnach die Platten 3 und 4 gegenüber der Lösung länger negativ als positiv sind und die negative Amplitude größer ist, werden die kolloiden Aluminiumteilchen länger mit größerer Kraft angezogen als abgestoßen, so dass sich nach einiger Zeit die Konzentration des Aluminiumhydroxids in der Umgebung der Pa tten 3 und 4 wesentlich erhöhen muss. Besonders in der Nähe der Plattenoberflächen können die Kolloidteilchen durch Ladungsverlust zu grösseren Verbänden (Trtibung) zusammentreten, die sich an die Platten oberfläche anlagern, Nach kurzer Betriebszeit des Bades bei einer Beschichtung und bei sohnellem Hochfahren der angelegten Spannung können kleine Funken beobachtet werden, die dur ch ihr Streulicht (Tyndall-Effekt) wahrnehmbar sind. Die Funkenbildung darf nicht so stark werden, dass eine Dissoziation von Aluminiumoxid im grossen Umfange auftritt oder etwa eine heftige Wasserdissoziation möglich wird, die durch eine stärkere Gasbildung wahrnehmbar ist.
  • Die absorbierten positiven Ionen können dur ch die 3rown'sohe Bewegung zum Teil von der ionogenen Aussenzone gelöst werden, so dass die Abstossung durch BetAtigung anziehender Restvalenzen (Kohaesionkräfte, van der Waalsohe Kräfte) entgegen gewirkt wurden kann und die Xolloidteilchen zu grösseren Verbänden zusammentreten können, die sich an die Platten anlagern und dabei den Rest ihrer Aufladung verlieren. Eine Elektrolyse des Lösungsmittels, d. h. ein Aufsteigen von Gasen an den Platten 3 und 4 und an der Mittelelektrode 8 wird nach oben gesagten möglichst vermieden.
  • Duroh Betätigung der Schalter 19 und 20 und durch Wahl der Spannungswerte, insbesondere durch die ahl von UGs kann die Konzentration des Aluminiumhydroxide im Bereich der Platten reguliert werden, d.h. die Absetzgeschwindigkeit der Schicht auf den Platten kann gesteuert werden; wenn nötig, kann die. Gleichspannungsquelle 11 sogar ungepolt werden, uln die Aluiiniumhydroxidkolloidteilohen aus den Konzentrationsbereichen abzuziehen.
  • Die Aluminiumhydroxidteilchen stammen nicht nur aus der Lösung, sondern die Aluminiumelektroden geben auch Aluminiumab. Wird ein positives Aluminiumhydroxidteilchen von einer der zu beschichtenden Aluminiumelektroden in der negativen Phase der anliegenden Wechselspannung angezogen, so dass zwischen einem Aluminiumatom der Elektrodenoberfläche und dem angezogenen Hydrozidteilchen die von der Waalschen Kräfte wirksam werden und eine molekulare Bindung zwischen dem anstossenden Aluminiumhydr oxidf eilohen und dem Aluminiumatoi aufgebaut wird. Diese Verbindung nimmt Wasser auf und es kommt zur Bildung von neuem Aluminiumhydroxid, wahrschelnlich als amorphes Oxidhydrat. Das Aluminiumhydroxid ist bekanntermassen allotrop. Um die zu beschichtende Aluminiumelektrode bildet sich also eine Aluminiumhydroxidschicht aus, die mit dem Kernmaterial der Elektrode verbunden ist, wobei das ursprünglich vorhandene Kernmaterial an seiner Oberfläche ebenfalls während des Anlagerungsvorgangs in Aluminiumhydroxid umgewandelt wird, und Aluminiumhydroxid aus der Lösung angelagert wird.
  • Die fertig beschichtete Elektrode ist etwas dicker als die nicht beschichtete und ihr Kern ist etwas dtüiner als der ursprünglich vorhanden . denn die Elektrode bereits mit einer Aluminiumoxidschicht überzogen ist, ist eine Anlagerung einer Schicht nach dem Verfahren unmöglich, weil eine Bindung der Aluminiumhydroxidteilchen an die Atome des Kernmaterials verhindert wird. Die Aluminiumschicht muss also suvor entfernt werdenlund ein Besohiahten vorher elektrolytisch behandelter Gegenstande ist nicht möglich. Nach dem weiter unten besohriebenen Entwässerungsvorgang der angelagerten und direkt mit dem Kernmaterial verbundenen Aluminiumhydroxidschicht ist die Verbindung zwischen Schutzschicht und Kernmaterial innig und äusserst fest.
  • Duroh Konzentration der durch die inlagerung von positiven Ionen geladenen Kolloidteilchen im Bereioh der Elektroden 3 und 4 kann die Konzentration der OH-Ionen im Bereioh der Mittelelektrode 7 kleiner werden, wenn diese Ionen zum Ladungsausgleich abwandern. Dann wird dort das Lösliohkeitsprodutt des Aluminiumhydroxids, das wegen der Erwärmung des bades durch die Funkenbildung grösser geworden ist, nicht erreicht, so dass Aluminium der Mittelelektrode gelost werden kann; dies 8 fällt dann bei Konzentrationsausgleich (bei Stromunterbrechung) aus.
  • Nach dem oben gesagten beteiligen sich die zu besohichtenden Elektroden und die Mittelelektrode an der Ausbildung der Aluminiumhydroxidschicht, so dass dem Bad nur hin und wieder frisches Aluminiumhydroxid hinzugefügt werden muss, das entweder im Bade selbst oder ausserhalb aus Aluminiumsalzen ausgefällt wird.
  • Naoh der Ausbildung der Wolke und dem Anlagern der ersten Aluminiumhydroxidverbände tritt bei einer Wechselspannung von ungefähr UW X 22o V und bei einer bevorzugten Gleichspannung von UG = 110 V nach einigen Minuten eine lebhafte Funkenbildung auf. Der einzelne Entladungsfunke ist zunächst klein, die Anzahl der Funken sehr gross. Diese Funkenzahl wird schnell kleiner. Um eine Funkenentladung aufrechtzuerhalten, d.h. die Stromdichte im wesentlichen konstant zu halten, wird die angelegte Wechselspannung bis zum Ende der Beschichtung erhöht, s.B. auf 300 V. Dabei werden die einzelnen Entladungsfunken grösser und können akustisch wahrgenommen werden. Die Farbe der Funken liegt zwischen bläulich und weiss.
  • Bei Bunkenentladungen handelte es sich um den schlagartigen obergang grösserer Elektrizitätsmengen. Beim Überschreiten der Zündspannung tritt eine Entladung hoher Stromstärke auf1 und die Spannung zwischen den Leitern bricht zusammen. Die Funkenentladung erlischt sobald die am Entladungsort zur Verfügung stehende Elektrizitätsmenge verbraucht ist.
  • Da sich die Aluminiumhydroxidteilchen nicht in dicht gepaokter Schicht, sondern schneeflockenartig mit wenigen Berührungspunkten unter einander und mit Hohlräumen zwischen einander an der Plattenoberfläche anlagern, können bei den gegebenen Entfernungen und Spannungen Entladungsfunken auftreten. Spektroskopische Untersuchungen des Funkenlichtes ergaben einen Temperaturwert von ungefähr 25000 -30000 O. Die dabei freiwerdende Wärmemenge reicht aus, um das Aluminiumhydroxid Al(OH)3 über Aluminiummetahydroxid AlO(OH) stufenweise zu entwässern una es in kristallines, hexagonales α - Aluminiumoxid Al2O3 (Korund) zu überführen. Diese durch Funken auskristallisierten Eorundbereiche wachsen zu grösseren, chemisch sehr indifferenten Kristallen zusammen und können sich durch Zugabe von Beryllium, Magnesium, Zirkonium usw. zu grösseren Spinellen entwickeln. Die Schicht ist ebenfalls aus Eorundteilchen aufgebaut und grau bis weiss. Die Oberfläche des zu beschichtenden Gegenstandes wird ebenfalls in ein schwer schmelzendes Metalloxid umgewandelt. Da die Funkentemperatur die 0 auch noch bei ungefähr 2050 a liegende Schnelztemperatur des CL - Al2O3 übersteigt, kann eine dem Sintern ähnliche Verschmelzung (Erweichungstemperatur 1730°C) der in der Umgebung der Entladungsstrecke lS genden Bereiche der Schichtteilchen (21) erfolgen. Am Anfang ist die angelagert.
  • Schicht durch diesen Verschmelzungsvorgang mit der Plattenoberfläche (22) verbunden worden.
  • Die Wechselspannung muss während der Beschichtung erhöht werden, weil der Flächenwiderstand der von den Platten nach aussen anwachsenden Korundschicht wesentlioh grösser als der des Aluminiumhydroxids ist. Die Erwäraung der Schicht kann so stark werden, dass der Wechselstrom, der im wesentlichen fünf- bis sechsmal so gross ist, abgeschaltet werden muss, damit die Wärme abgeleitet werden kann, um eine Bescliädigung der frischen Schichten zu vermeiden. Die Abschaltzeit liegt im Bereioh einige Sekunden bis einige Minuten.
  • Die mit geringem Stromverbrauch, also billig,und praktisch ohne Elektrolyse selbst in dickeren Lagen aufgebrachten Schichten aus α - Al2O3 sind im Gegensatz zu den γ-Al2O3 Schichten der anodischen Oxydation in starken Säuren nicht löslich und nicht hygroskopisch. Wegen ihres hohen Schmelzpunktes sind sie hochfeuerfest. Die Platten halten eine Erwärmung mit einer grossflächigen, sehr heissen Gasflazmne über Stunden aus. Da die Schicht mit Hohlräumen (23) durchsetzt ist, ist sie ein schle chter Wärmeleiter.
  • Die grau bis weissen Schichten weisen ein grosses Reflex#onsvermögen auf. Zur Verminderung der Strahlungsreflexion oder zur Vergrösserung der Strahlungsemission kann eine nach dem Verfahren der Erfindung aufgebrachte Schicht mit einer dunklen Metalls oder Keramikmasse bespritzt werden, ohne dass sich die Eigensohaften der Schicht ändern. Die Schicht kann auch leicht gefärbt werden, z.B. auf einer Seite oder auf beiden Seiten einer zweiseitig beschichteten Platte. Die Schichten weisen gute mechanische Eigenschaften auf, insbesondere ein gutes Biegeverhalten; bei nicht za starken Schichten konnte die Platte sehr oft gebogen werden, ohne dass bei mikroskopischer Betrachtung ein aufrissen der Schicht längs der Biegelinie gefunden werden konnte. Weiterhin ist ein nach dem Verfahren beschichteter Körper wegen der grossen Schichthärte als Feinschleifmaterial sehr geeignet.
  • Die Schicht besitzt eine grosee elektrische Isolierfähigkeit und kann somit zur Spannungsisolation verwendet werden. Der Reibungswiderstand besohiohteter Plkohen ist so gross, dass z.B. nasse Riemen auf einer beschichteten Riemenscheibe nicht rutschen.
  • Der zu beschichtende Gegenstand besteht vorzugsweise aus Aluminium oder aus Aluminilmlegierungen mit Beryllium, Magnesium, Titan, Zirkonium, Silicium, Niobium und Tantal, d.h. mit Metallen, deren Oxide eine hohe Schmelztemperatur aufweisen. In kleinen Lengen können aber auch andere Metalle in die Legierung eingebracht werden, besonders solch, die die mechanischen Eigenschaften des Kerns bei Hitzeeinwirkung verbessern.
  • Weiterhin kann auch Beryllium allein mit einer Schicht versehen werden; auf eine Aluminiumplatte wurde im Vakuum eine Berylliumschicht aufgedampft, auf die in elektrochemischen Bad eine Schicht aufgebracht werden konnte.
  • Das Berylliumoxid BeO besitzt eine Schmelztemperatur von 2530°C. Ebenso konnte eine reine Titanpiatte mit einer zum gröbsten Teil aus Aluminiumoxid bestehenden Schicht versehen werden, die an der Titanplatte fest anhaftete.
  • Der Kern der zu beschichtenden Platte, d.h. der nicht oxidierte Innenteil der Platte, braucht nicht homogen aufgebaut zu sein. Die Eigenschaften einer heterogen aufgebauten Platte, bei der z.B. eine Aluminiumfolie oder ein -bleoh auf eine Stahlplatte oder einen keramischen Kern aufgewalkt worden ist, sind ebenfalls sehr vorteilhaft, besonders die mechanische Festigkeit und die Hitzebeständigkeit sind gut. weiterhin wurde eine aus Aluminium gemisoht mit einem hochschmelzenden Oxid (Beryllium- oder Aluminiumoxid) bestehende Platte beidseitig eine Folie aus Reinalltinium heiss ausgewalzt.
  • Die Schicht einer nach dem Verfahren bearbeiteten Platte verzögert bei Wärmeeinwirkung eine Verflüssigung des Kern. Bei allen zu beschichtenden Gegenständen kommt es auf die Zusammensetzung der Oberfläche an.
  • Das elektrochemische Bad ist eine wässrige Lösung UBn im wesentlichen kolloidem Aluminiumhydroxid. In die Lösung können nach Wunsch Kolloide weiterer Hydroxide, z.B. die Hydroxide der zu beschichtenden Metalle, und Silizium, eingebracht werden. Ausserdem enthält das Bad nooh Zusätze: Salze von Mineralsäuren wie die Carbonate, Borate oder Phosphate der Alkali- oder Erdalkalimetalle und organisohe Säuren wie ein-, zwei-oder mehrbasige Hydroxydcarbonsäuren. Die sohwaohen Säuren lösen das Metall nicht oder nur schwach. Im Bad wird zimmer mit dem Puffergemischzusatz ein neutraler pH-Wert eingestellt, weil das Aluminiumhydroxid als amphoteres Hydroxid sich sowohl in saurer als auch in basischer Lösung auflöst. Einzelne Zusätze werden mit der Zeit durch das sich lösende metall verbraucht und müssen deshalb während des Betriebs des Bades in der notwendigen Dosierung von Zeit zu Zeit zugesetzt werden.
  • Man kann eine Schicht aber auch in einem elektrostatischen Spritzverfahren auf den Gegenstand aufbringen, der als eine Elektrode an eine Spannungsquelle angeschlossen wird. Die andere Elektrode findet sioh am Ort der mechanischen Zerstäubung. Die zerstäubte Kolloidlösungsteilchen wandern längs der feldlinien auf den Gegenstand, wo sie entladen und angelagert werden. Es tritt die erwähnte Funkenbildung auf, so dass sich wieder eine feste hochhitzebeständige Aluminiumoxidschicht ausbildet.

Claims (12)

  1. Patentansprche
    Verfahren zur Herstellung von abriebfesten und biegeunempfindlichen Schichten, die hochhitzefest, wärmereflektierend und-isolierend sind, auf Gegenstände aus Metall oder liietallegierungen, insbesondere Aluminium oder Aluminiumlegierungen, dadurch gekennzeichnet, dass in einem elektrischen Beld in wässriger Lösung auf den Gegenstand eine Schicht aus im wesentlichen kolloidem Aluminiumhydroxid aufgebracht wird, die durch in ihr auftretende Funkenentladungen entwässert und in ein schwerschmelzbares Aluminiumoxid umgewandelt wird, wobei das Aluminiumhydroxid sowohl aus der wässrigen Lösung stammt als auch aus dem D;etall des Gegenstands gebildet wird und beide Anteile molekular miteinander verbunden sind.
  2. 2. Verfahren na-ch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenstände in einem Bad der Lösung mittels einer Kombination von Gleich- und Wechselstrom behandelt werden.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenstände niit der Lösung in einem elektrostatischen Spritzvorgang behandelt werden.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3, daduroh gekennzeichnet, dass der Lösung Hydroxyoarbonsäuren zugesetzt sind.
  5. 5. Verfahren nach einen der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Lösung Alkali- oder Erdalkalisalze von Mineralsäuren, insbesondere von Kohlensäure, Borsäure oder Phosphorsäure, zugesetzt sind.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Lösung kolloide weiterer Hydroxide, insbesondere der su beschichtenden hetalle oder ketallegierungen, und/oder des Siliziums zugesetzt sind.
  7. r. Verfahren nach Anspruch 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, dabei die Gegenstände in ihrem Inneren mit Stützstoffen versehen sind.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ströme, insbesondere der Wechselstrom, unterbrochen werden.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungen, insbesondere die Wechselspannung, während der Beschichtung erhöht werden.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 2, daduroh gekennzeichnet, dass das Bad auf einer Temperatur ton 20 - 60°C gehalten wird.
  11. 11. Vorrichtung zur Durohftlhrung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselspannung an zwei in das Bad eingehängte Gegenstände (3 und 4) anliegt und diese Gegenstände durch die Gleichspannung negativ gegenüber einer hittelelektrode (7) vorgespannt sind.
  12. 12. Gegenstand aus Metall oder Metallegierung, insbesondere Aluminium oder Aluminiumlegierung, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einer Aluminiumoxidschicht bedeckt ist, wobei die einzelnen feinkristallinen Bereiche durch lokale Temperaturerhöhung mindestens bis zum Erweichungspunkt miteinander verklebt sind.
DE19691905896 1969-02-06 1969-02-06 Verfahren zur elektrolytischen Herstellung von schwer schmelzbaren, abriebfesten und biegeunempfindlichen Schichten aus alpha-Aluminiumoxid auf metallischen Werkstücken in einem wässrigen Bad unter Funkenentladung Expired DE1905896C3 (de)

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