DE2211680A1 - Überzug zum Schutz eines Kohlenstoffsubstrates und Verfahren zum Aufbringen des Überzugs - Google Patents

Überzug zum Schutz eines Kohlenstoffsubstrates und Verfahren zum Aufbringen des Überzugs

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DE2211680A1 DE19722211680 DE2211680A DE2211680A1 DE 2211680 A1 DE2211680 A1 DE 2211680A1 DE 19722211680 DE19722211680 DE 19722211680 DE 2211680 A DE2211680 A DE 2211680A DE 2211680 A1 DE2211680 A1 DE 2211680A1
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dr. ing. H. NEGKEN-DAJVK · dipping. H. HAUCK · d ι Pt.- ph ys. W. SCHMITZ
HAMBtTRO - MÜNCHEN
. HAMBURG 36 · NEUER WAXL 41
TEL. 3Θ 74 28 UND .'164115
TKLISGIt. NEGEDAPATKNT HAMBtTRQ
The Bendix Corporation
Executive Offices Bendix Center
Southfield, Mieh.48075»USA MÜNCHEN IS · MOZARTSTR. 23
TBI.. Ο 88 00 86
München
München, 6-, März 1972
Anwaltsakte M-2.057
Überzug zum Schutz eines Kohlenstoffsubstrates und Verfahren zum Aufbringen des Überzugs»
Die Erfindung betrifft einen auf ein Kohlenstoffsubstrat aufgebrachten Überzug zum Schutz einer ausgewählten Fläche gegen Oxydation in einer feuchten Atmosphäre.
Der Gebrauch von Kohlenstoff-Werkstoffen hat in den letzten Jahren in beachtenswertem Ausmaß zugenommen, da die große spezifische Wärme dieser Werkstoffe sie in die Lage versetzt, bei gegebenem Gewicht größere Wärmemengen zu absorbieren, als es bei üblicherweise verwendeten Metallen wie Kupfer und Stahl der Pail ist. Bei Temperaturen über 4000C beginnt jedoch der Kohlenstoff zu oxydieren und bei Temperaturen nahe 135O0C ist der Materialverlust infolge der Oxydation so schnell, daß die Nutz-» lebenszeit von Gegenständen aus solchen Werkstoffen in Sekunden und Minuten gemessen wird.
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In der Vergangenheit hat man versucht auf verschiedenen Wegen zu einer Vermeidung oder Verminderung der Oxydation des Kohlenstoff-Werkstoffes zu gelangen. Ein solcher Weg betraf ein Verfahren zur Erhöhung der Oberflächendichte des Kohlenstoff-Werkstoffes, bei dem ein Harz in die Poren des Kohlenstoff-Werkstoffes eingelagert wurde, das später zum Entfernen der Flüssigkeiten bei gleichzeitigem Zurückhalten der festen Stoffe verkohlt wurde. Durch oftmaliges Wiederholen dieses Verfahrens können die Poren in dem ursprünglichen Kohlen— stoffmaterial aufgefüllt werden, um das Sindringen von Sauerstoff zu verringernj ein anderer Weg betrifft ein Verfahren zum Aufbringen einer keramischen Glasur auf die Oberfläche des Kohlenstoffmaterials, die die Fläche benetzt und das Eindringen von Sauerstoff verhindert. Wenn in diesem Fall die Glasur nicht sauber an der Oberfläche anhaftet, wird sie springen und gewisse Oberflachenbex^eiche ungeschützt lassen;
ein drittex* Weg betrifft ein Verfahren, bei dem bei der Herstellung des Kohlenstoff-Werkstoffes nicht—oxydierbare feuerfeste Elemente als Zusätze verarbeitet werden, Der letzte Weg führt aber gewöhnlich zu einer Gewichtszunahme des gesamten Systems und im Falle eines Reibungswerkstoffes führen derartige Zusätze im allgemeinen zu sohlechteren Reibun ;seigenschaften. Zusätzlich zu den Nachteilen einer Gewichtszunahme, einer ungleichmäßigen Überdockun^ und einer Verringerung des Reibungskoeffizienten, die Folgen der bekannten
20 9*8 3 9'/Ί 1~0 β
Verfahren des Oxydationsschutzes sind, ist "bei dem Einbringen eines derartig geschützten Kohlenstoff-Werkstoffes in eine feuchte Umgebung oder in ein Wasserbad ein beschleunigter Abbau des Oxydationsschutzes häufig festzustellen,
TJm diese Nachteile zu überwinden, offenbart die Erfindung einen Überzug für ein Kohlenstoffsubstrat zum Schutz einer ausgewählten Fläche gegen Oxydation in einer feuchten Atmosphäre-, .gekennzeichnet durch einen ersten Stoff ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Bor, Boroxyden, Borcarbiden, Bornitriden und anderen Borverbindungen, in denen Bor wenigstens 25 c/o des Verbindungsgewielites ausmacht, wobei der ausgewählte Stoff 10-60 Gew„—% des Ausgangsgesamtüberzugs ausmacht, einen zweiten Stoff ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Chrom, Vanadium, Molybdän, liobium, Wolfram, Oxiden dieser Elemente und anderen diese Elemente enthaltenden Verbindungen, in denen die Elemente wenigstens 50 % des Verbindungsgewichtes ausmachen, wobei der ausgewählte Modifizierstoff 10-85 Gew.-^ des AusgangsgesamtÜberzugs ausmacht, und ein carbonisierbares Harz, das 5 - 50 Gew.-^ des AusgangsgesaKtüberzugs ausmacht, wobei das earbonisierbare Harz eine Matrixverbindung mit dem Kohlenstoffsubstrat aufbaut, um nach Verkohlung den ausgewählten ersten und den zweiten Stoff nahe der ausgewählten Oberfläche zu halten, und der erste un-i zweite ausgewählte Stoff wechselseitig mit Sauer-
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stoff in einer oxydierend wirkenden Atmosphäre reagieren und damit einen wasserunlöslichen Oxydbelag bilden, durch den ein Durchtritt von Sauerstoff unmöglich ist.
Wenn nach Aufbringen eines wasserunlöslichen Überzugs das Kohlenstoffsubstrat daraufhin einer hohen Temperatur unterworfen wird, reagieren das Bor oder die Borverbindung und das ausgewählte feuerfeste Metall (refractory metal) wechselseitig mit Sauerstoff, um ein Oxyd zu bilden, das über die überzogene Oberfläche fließt und ein Eindringen von Sauerstoff verhindert.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Aufbringen der wasserunlöslichen Schicht.
Die Erfindung soll nun anhand eines Beispiels beschrieben werden.
Wenn der Ausdruck "Kohlenstoffsubstrat" in dieser Beschreibung benützt wird, so soll er in einem weiten oder grundlegenden Sinne verstanden werden, derart, daß er sich nicht nur auf die verschiedenen im Handel erhältlichen Kohlenstoffsorten bezieht, sondern auch auf die verschiedenen handelsüblichen Formen oder Sorten von teilweise oder vollständig graphitisiertem Kohlenstoff oder allgemein erhältlichem
20983 97TTÖ6 Γ" - ~
Graphit, Der Ausdruck "Kohlenstoff" ist sehr häuf ig für eine., amorphe oder im wesentlichen nicht kristalline Form verwendet worden, während der Ausdruck "Graphit11 häufig für· die übliche kristalline Form von Kohlenstoff verwendet worden ist. Der Diamant ist eine weniger häufig vorkommende kristalline Form des Kohlenstoffes. Im allgemeinen wird aber anerkannt, daß im kristallographischen Sinne keine scharfe oder genau begrenzte Trennlinie zwischen den handelsüblichen Kohlenstoff- und Graphitsorten zu ziehen ist, sondern daß viel- . mehr verschiedene Graphitisierungsstufen in Abhängigkeit von den Herstellungsverfahren in Kohlenstoffkörpern vorhanden1 sind. In Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird keine Trennlinie zwischen den beiden gezogen und überall dort, wo auf ein Kohlenstoffsubstrat bezug genommen wird, soll in dem oben beschriebenen Sinne auch Graphit eingeschlossen sein.
Bei vielen Anwendungen muß das gewählte Kohlenstoffsubstrat in der Lage sein, wiederholt Temperaturen bis zu 1350 0 ausgesetzt zu werden, ohne daß durch Oxydation in der Atmosphäre ein Strukturzerfall der ausgesetzten Flächen auftritt, wobei die relative Feuchtigkeit der Ätmosphahre von 10 fo in trockenen wasserarmen Gebieten bis zu 100 fo ansteigt, wenn das Kohlenstoff substrat in Wasser eingetaucht wird. Um diese ausgesetzten Flächen zu schützen, wird auf"das Kohlenstoffsubstrat ein Überzug aufgebracht, der die Flache-uni-frslich in Wasser und uui'iurohdringbar für Sauerstoff macht,
iweäiTTTöY'""
Der erfindungsgemäße überzug kann nach dem folgenden Verfahren auf alle oben beschriebenen Kohlenstoffsubstrate aufgebracht werden, mit Ausnahme auf den Diamanten. Zu Beginn des Verfahrens ist der Überzug eine trockene Mischung, die aus den folgenden G-ruppen ausgewählt worden ist:
Gruppe I
Ein aus der Gruppe carbonisierbarer Harze ausgewähltes Pulver, wobei die Gruppe Phenole und Furfuryl-Alkohol einschließt, afcer nicht auf diese beschränkt ist. Das ausgewählte Harz sollte zwischen 5-50 Gew.-% des trockenen Pulvergemisches ausmachen, wobei der bevorzugte Bereich zwischen 10 und 40 Gew.-^ liegt.
Gruppe II . .
Ein oder mehrere aus der Gruppe von Stoffen ausgewählte Pulver, die auf einem Kohlenstoffsubstrat einen Gchutzbelag bilden, wenn sie oxydierenden Atmosphären ausgesetzt sind. Bevorzugte Stoffe für diesen Zweck schließen Bor, Boroxyde, Borcarbide, Bornitride und andere Bor enthaltende Verbindungen ein, bei denen das Element Bor wenigstens 25 5*> des Verbindungsgewichtes ausmacht. Das ausgewählte Bor-Material sollte von 10-60 Gew.-',« des trockenen Pulvergemisches ausmachen, wobei der bevorzugte Bereich zwischen 15 und 40 Gew.-$ liegt. (Diese Gev/ichtG-irozöiite basieren alle Ine auf den; Beitrag des viti Bors.) Wenn das ausgewählte Bor-Material einer
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_ ι —
hohen Temperatur ausgesetzt wird, reagiert es mit Sauerstoff und "bildet ein Oxyd, das über die Oberfläche des Kohlenstoffsubstrats fließt und diese- !Fläche gegen Sauerstoff abdichtet.
Gruppe III
Ein oder mehrere aus der Gruppe der Modifizierstoffe ausgewählte Pulver, wobei die Gruppe aus Vanadium, Chrom, Niobium, Molybdän, Wolfram, Oxyden dieser Elemente und anderen·' diese Elemente enthaltenden Verbindungen besteht, und wobei das Element in den letzteren Verbindungen wenigstens 50 % des Verbindungsgewichtes ausmacht. 'Der ausgewählte Modifizierstoff sollte 10 - 85 Gew.-^ der trockenen Mischung ausmachen, wobei der bevorzugte Bereich zwischen 10 und 70 Gew.-^ liegt„ (Die Gewichts-Prozente basieren nur auf dem Beitrag des metallischen Elements.) Der ausgewählte Modifizierstoff, der mit dem Sauerstoff und dem ausgewählten Bor-Material reagiert, bildet eine Verbindung, welche wasserunlöslich ist«,
ITaeh Auswahl der gewünschten Gewichts-Prozente aus Gruppe I, Gruppe II und Gruppe III werden die ausgewählten trockenen Pulver in einen Behälter gegeben und miteinander verrührt, um eine gleichmäßige Verteilung dieser Komponenten sicherzustellen. Ein organisches Lösungsmittel, wie Aceton, Toluol, Methyläthyl-keton usw., wird der trockenen Mischung zugegeben, bit; man eine flüssige Mischung erhält. Der Flüssigkeits-
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grad der Mischung kann sich von einem pastösen Zustand "bis zu einem schlammigen Zustand erstrecken, und zwar in Abhängigkeit von dem Verfahren, das man für das Aufbringen der Mischung auf das Kohlenstoffsubstrat ausgewählt hat. Eine erste Schicht der flüssigen Zusammensetzung wird dann nach irgendeinem bekannten Verfahren wie streichen, sprühen, spachteln usw., auf die ausgewählte Fläche des Kohlenstoffsubstrates aufgebracht. Das Kohlenstoffsubstrat wird dann in einen Ofen oder Trockner eingebracht, in dem die Temperatur zur Entfernung des flüssigen Anteils des organischen Lösungsmittels langsam angehoben wird. Das überzogene Kohlenstoffsubstrat wird dann in eine Kammer eingebracht und die Temperatur wird langsam fortlaufend auf eine Temperatur von 190 - 26O0C ( 3C0 bis 5000E) angehoben, um das aus der Gruppe I ausgewählte Harz zu härten. -Das überzogene Kohlenstoffsubstrat wird dann abgekühlt und optisch "auf Oberflächenunregelmäßigkeiten untersucht, die bei einem zu schnellen Trocknen und/oder Aushärten auftreten können. Wenn Risse oder Locher festgestellt v/erden, wird eine zusätzliche Schicht des flüssigen Gemisches auf die erste Schicht aufgebracht, um sicherzustellen, daß die gesamte ausgewählte Oberfläche durch einen Überzug geschützt ist. Danach wird das zweifach beschichtete Substrat wieder getrocknet, um den Flüssigkeitsanteil der zusätzlichen Schicht aus der zusammengesetzten liischung auszutreiben und die Schicht wird wiederum durch langsames Erwärmen auf eine
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Temperatur von 190 - 260° ausgehärtet. In dieser Stufe des Verfahrens ist das Harz in dem Überzug auf dem ausgewählten Teil des Kohlenstoffsubstrates hart und der Überzug wird einer normalen Handhabung widerstehen. Nach dem Härten wird das überzogene Kohlenstoffsubstrat in eine nicht-oxydierende Atmosphäre, wie z.B. Stickstoff, Wasserstoff, Argon usw., eingebracht und die Temperatur wird zur Carbonisierung des Harzes langsam angehoben. In Abhängigkeit von dem aus der Gruppe I ausgewählten Harz wird die Carbonisierung oder Ver— kohlung bei einer Temperatur zwischen 760 und 139'O0C (1400 bis 2000 F) stattfinden. Das verkohlte Harz wird eine vollkommen mit der Oberfläche des KohlenstoffSubstrats verbundene Matrix zum Festhalten des ausgewählten Bor-Materials aus Gruppe II und des feuerfesten Materials aus Gruppe III aufbauen« Die Bindung zwischen der Matrix und der Substratoberfläche werden durch TemperaturSchwankungen nicht beeinflußt, da das carbonisierte Harz und das Kohlenstoffsubstrat einen angenähert gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen. Die überzogene Fläche kann nun in eine feuchte, oxydierende Atmosphäre ohne Zerfallserseheinungen eingebracht werden, da das aus der Gruppe II ausgewählte Bor-Material den Sauerstoff am Eindringen hindern wird und das aus der Gruppe III ausgewählte feuerfeste Material den Überzug wasserunlöslich machen wird,
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Die folgenden Beispiele sollen typische Bedingungen für das Testen der Wirksamkeit des auf ein Eohlenstofzsubstrat aufgebrachten L-berzuQ-s darstellen:
Beispiel I
Zwei verschiedene überzüge v/erden gemischt und wie oben beschrieben durch Streichen auf Substrate von verschiedenen fasrigen zusammengesetzten. Kohlenstoffproben aufgebracht. Die Probengröße war ungefähr 19 χ 19 χ 6 mm (3/4 χ 3/4 χ 1/4 cubic inch). Durch jedes Probestück ist ein Loch gebohrt worden, um das Stück in einer oxydierenden Oberfläche aufhängen zu können. Der 'Überzug A wurde durch Mischen von 22 Gew,->S l'henolharz und 78 Gew.-$ Bor-Pulver zusammengestellt. Der Überzug B wurde durch Mischen von 20 Gew.-/ä Phenolharz, 60 Gew.-'/ό Bor-Pulver und 20 G-ew.-ίο Chrom-Pulver zusammengestellt, Bei beiden Überzügen wurde Aceton als Harzlüsungsmittel verwendet»
Fach der Carbonisierung des Harzes wurde ein Teil der überzogenen Probenstücke und ein Teil der nicht-überzogenen Substrat-Probenstücke zu Vergleichszv/ecken in einem Ofen bei einer Temperatur von 65O0C (12CO0F) der Luft ausgesetzt. Die Tabelle 1 faßt die ΰ-e wicht sand er ungen in Milligramm pro Quadratzentimeter (mg/cm ) für verschiedene Beeinflussung-szeiten zusammen, wobei von dem Anfangsgewicht und der Oberflächen-
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maßzahl der Probestücke ausgegangen wird.
"TABELLE 1
Beeinflussungszeit bei 6500O Probestück 1/2 Std. 1 Std. 2 Std. 5 Std.
ohne Überzug -7,7 -20,5 -61,1 -274,0 Überzug A - +9,4 + 9,9 +10,0 + 9,2
Überzug B +6,5 +6,7 +6,7 +6,3
Um die Sehutzbreite des Überzugs festzustellen, wenn dieser verschiedenen thermischen Bedingungen ausgesetzt ist, wurde ein Teil der überzogenen Probestücke und ein Teil der überzugslosen Probestücke in einen Ofen mit einer Temperatur von 982°G (18000I1) der Luft ausgesetzt. Die Tabelle 2 faßt die Gewichtsveränderungen in Milligramm pro Quadratzentimeter (mg/cm ) für verschieden lange Beeinflussungszeiten zusammen, wobei vom Anfangsgewicht und von der Oberfläche der Probestücke ausgegangen wird,
TABELLE 2
Beeinflussungszeit bei 9820G Probestück
ohne überzug
Überzug A
Überzug B
Das Probestück zerfiel vollkommen.
Std. 1 Std. ,1 2 Std. + Std. ,8
-42 ,9 -96 ,0 -178,8 +1 * ,7
+11 ,3 +12 ,2 +11,6 0
+11 ,3 +13 + 15,1 6
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— ι c- —
Um die Widerstandsfälligkeit des Überzugs gegenüber Feuchtigkeit zu bestimmen, wurde ein Teil der mit den Überzügen A und B versehenen Probestücke für die Dauer einer Stunde Luft von 882°C (160O0I1) ausgesetzt. Diese Oxydation wurde von einer Gewichtszunahme in der Weise begleitet, wie sie in den Tabellen 1 und 2 für Probestücke mit Überzügen A und B angegeben ist, Wach der Oxydationsbehandlung wurden die Probestücke bei Zimmertemperatur für die Dauer von 1 1/2 Stunden in langsam fließendes Wasser eingetaucht, da dies den einen Extremfall einer feuchten Atmosphäre darstellen würde· Nach Ablauf von 1 1/2 Stunden war der Überzug A vollkommen von dem Sub*·*· strat abgetragen worden, während über 40 $> des Überzugs B auf dem Substrat verblieben.
Wie Beispiel 1 zeigt' fördert das Chrom, das in der oben beschriebenen Weise wirkt, die Widerstandsfähigkeit des Überzugs gegenüber Feuchtigkeit sehr wesentlich ohne die Widerstandsfähigkeit des Überzugs gegenüber der Oxydation zu beeinträchtigen,
Beispiel II
Um den Bereich der Werte für verschiedene Gewichts-Prozente der ausgewählten Komponenten aus den Gruppen I, II und III zu bestimmen, wurden verschiedene andere Überzugsmischungen auf Substrate des selben Typs aufgebracht, wie sie beim Bei-
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spiel I verwendet worden sind. Sie wurden dann für 1/ Stunde Luft von einer !Temperatur "bei 8820G (16OO°P) ausgesetzt und danach "bei Zimmertemperatur für 1 1/2 Stunden in langsam
fließendes Wasser eingetaucht. Tabelle 3 faßt die Überzugszusammensetzung wie die trockenen vermischten Pulver, die
Gewichtsänderung während der Oxydation und die Überzugs-Prozente zusammen, die nach der Wasserbehandlung verblieben. ■
TABELLE 3
Probe
stück		 überzugszus. Bor - Gew.-0/ Wolfram Oxydationv '
Gew.-äftd.
(mg/cm )		 überzug, der
nach Eintau
chen in V/as
ser verbl.
überzug Harz 10,3 versehe Molybdän + 7,8 in 1o (3)
G 5,6 17,0 84,1 Chromoxyd + 6,9 25
I) 9,3 37,0 73,7 Chrom + 4,5 55
E 20,0 22,0 43,0 Chrom +14,5 45
Έ 10,5 45,0 67,5 Vanadium + 4,2 86
G 45,0 21,4 10,0 Niobium +12,3 64
H 13,2 19,5 62,7 + 7,4 35
I 10,7 69,8 32 .
(1) basierend auf trockenen vermischten Pulvern
(2) bei 8820C für 1 Stunde der Luft ausgesetzt
(3) für 1,5 Stunden in leicht bewegtes Wasser von Zimmertemperatur eingetaucht - die Prozentangabe basiert auf dem Gewichtsverlust.
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Diese Beispiele aeigen weiterhin die Wirkung der Stoffe der Gruppe III, indem diese dem überzug zum Schutz der Kohlenstoffsubstrate eine Widerstandsfähigkeit gegenüber Feuchtigkeit verleihen.
Während die Erfindung mit'weitgehenden Einzelheiten "beschrieben worden ist, so ist sie dennoch nicht auf diese besonderen Beispiele besciiränkt, sondern soll vielmehr auf alle neuen "Anwendungsarten, Abänderungen und Anordnungen, die Fachleuten geläufig sind, bezogen werden.
ORIGINAL
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Claims (10)

  1. Patentanwälte
    Dr. ing. H. Negendank Ins H.Hauck-bH» Fn/s. -V. Γ «-»«»t ' OipUnc-tGreelfs-Dipl. iro.VJ.V-'ftnnert 8 hilinchen 2, ESczs^^aß« 25
    Telefon 5 3S 05 86 The Bendix Corrjoration
    Executive Offices
    Bendix Gent er 6. Kärz 1972
    Southfield. Mich«48075,USA Anwaltsakte 11-2057
    Pat ent ansprüelie
    Π „j überzug für ein Kohlenstoff substrat zum Schutz einer ausgewählten Eläehe gegen Oxydation in einer feuchten Atmosphäre, gekennzeichnet durch einen ersten Stoff, ausgewählt aus der Gruppe "bestehend aus Bor, Boroxyden, Borcarbiden, Bornitriden und anderen Borverbindungen, in denen Bor wenigstens 25 i° des Verbindungsgewichtes ausmacht, wobei der ausgewählte Stoff 10—60 Gew,—fo des Ausgangsgesamtuberzugs ausmacht, einen zweiten Stoff, ausgewählt aus der Gruppe "bestehend aus Chrom, Vanadium, Molybdän, Niobium, Wolfram, Oxyden dieser Elemente und anderen diese Elemente enthaltenden Verbindungen, in denen die Elemente wenigstens..50 fo des Verbindungsgewichtes ausmachen, wobei der ausgewählte Modifizierstoff 10 - 85 Gewe-$ des Ausgangs ge samt üb er zugs ausmacht, und ein carbonisierbares Harz, das 5-50 Gew.—% des Ausgangsgesamtüberzugs aus-
    macht, wobei das carbonisierbare Harz eine Matrixverbindung mit dem Kohlenstoffsubstrat aufbaut, um nach Ver-
    konlung den ausgewählten ersten und zweiten Stoff nahe der ausgewählten Oberfläche zu halten und der erste und
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    zweite ausgewählte Stoff wechselseitig mit Sauerstoff in einer· oxydierend wirkenden Atmosphäre reagieren und dabei einen wasserunlöslichen Oxydbelag bilden, durch den ein Durchtritt von Sauerstoff unmöglich ist.
  2. 2.. Überzug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der' ausgewählte erste Stoff Chrom 1st, das in einem Bereich von 10-70 Gew»-$ des Ausgangsgesamtüberzugs hinzugefügt ist.
  3. 3. Überzug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste ausgewählte Stoff Bor ist, das im Bereioh von 15 biß 40 Gew,-c/i des Ausgangsgesamtüberzugs hinzugefügt ist.
  4. 4· Überzug nach-Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ausgewählte erste Stoff Bor ist, das im Bereich von 10 bis 45 Gew.-?£ des Ausgangsgesamtüberzugs hinzugefügt ist.
  5. 5. Überzug nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß der ausgewählte zweite Stoff Wolfram ist, das im Bereich von 70 - 85 Gew.-# des Ausgangsgesamtüberzugs hinzugefügt ist,
  6. 6. Überzug nach Anspruch 4ι dadurch gekennzeichnet, daß der ausgewählte zweite Stoff Molybdän ist, das im Bereich Ton 65 - 80 Gew.-% des Ausgangsgesamtüberzuga hinzugefügt lit.
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  7. 7. Überzug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,/daß der ausgewählte zweite Stoff Chromoxyd ist, das im Bereich von 40 - 50 Gew.-^ des Anfangsgesamtüberzugs hinzugefügt ist.
  8. 8. Überzug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur in der oxydierenden Atmosphäre im Bereich von 650 - 135O°C (1200-2500°?) liegt.
  9. 9· Verfahren zum Aufbringen eines Überzugs nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß 10-60 Gewv-$ eines ersten trockenen pulverförmigen Stoffes aus der Gruppe bestehend aus Bor und Borverbindungen ausgewählt wird, in denen das Element Bor wenigstens 25 °/o des Verbindungsgewichtes ausmacht, wobei der ausgewählte erste pulverförmige Stoff mit Sauerstoff in einer oxydierenden Atmosphäre unter Ausbildung eines Oxydbelags oxydiert, durch den ein Druchtritt von Sauerstoff unmöglich ist, daß dem ersten ausgewählten pulverförmigen Stoff 10-85 Gew.-^ eines zweiten trockenen pulverförmigen Stoffes, ausgewählt aus einer Gruppe, hinzugefügt werden, die aus Chrom, Vanadium, Molybdän, Niobium, Wolfram, Oxyden dieser Elemente und anderen diese Verbindungen enthaltenden Elemente besteht, in denen das Element wenigstens 50 % des Verbindüngsgewichtes ausmacht, wobei der ausgewählte zweite pulverförmige Stoff wechselseitig mit dem Sauerstoff
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    und dem ersten ausgewählten pulverförmigen Material zur Bildung einer wasserunlöslichen Oxydfläche reagiert, dass 5-50 Gew.-fo eines trockenen pulverfürmigen carbonisierbaren Harzes mit den ersten und zweiten ausgewählten pulverförmigen Stoffen zur Bildung einer Gesamtmischung vermischt werden, die trockene Gesamtmischung in einem Behälter Ms zum Erreichen einer gleichförmigen Verteilung gerührt werden, daß der trockenen Mischung ein organisches Lösungsmittel bis zum Erreichen einer schlammartigen Mischung hinzugesetzt wird, daß die ausgewählte Oberfläche des Kohlenstoffsubstrates mit einer ersten Schicht der schlammartigen Mischung überzogen wird, die überzogene Fläche des Kohlenstoffsubstrates getrocknet wird, wobei der flüssige Anteil des organischen Lösungsmittels ausgetrieben v/ird, daß das überzogene Kohlenstoffsubstrat zur Härtung des carbonisierbaren Harzes in der Gesamtmisehung in eine Kammer mit langsam ansteigender Temperatur eingebracht wird und ein inaktives Gas bei zurückgenommener Temperatur in die Kammer eingeleitet wird, während die Temperatur langsam auf eine Temperatur von 760 t· 1100 0 (1400-20000I1) angehoben wird, wodurch übt gehärtete Kunststoff in eine Kohlenstoffmatrix verkohlt wird, wobei die Kohlenstoffmatrix eine Bindung mit der ausgewählten Oberfläche des Kohlenstoffsubstrates aufbaut und die Kohlenstoffmatrix die ausgewählten ersten und zweiten pulverför-
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    221168G
    migen Stoffe in der Nähe der ausgewählten Fläche hält, bis das Kohlenstoffsubstrat einer oxydierenden Atmosphäre ausgesetzt wird, wenn sich die wasserunlösliche Oxydfläohe entwickelt»
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Schicht der schlammartigen Mischung vor dem Verkohlen des carbonisierbaren Harzes zum Auffüllen von Oberflächenunregelmäßigkeiten, die beim Trocknen der ersten Schicht entstanden sein können, auf die erste Schicht aufgebracht wird, um sicherzustellen, daß die gesamte ausgewählte Oberfläche durch einen Überzug geschützt ist.
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DE2211680A 1971-03-11 1972-03-10 Überzug auf Basis anorganischer Oxyde für ein Substrat aus Kohlenstoff zum Schutz gegen Oxydation in einer feuchten Atmosphäre und ein Verfahren zu dessen Herstllung Expired DE2211680C3 (de)

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