DE2211680B2

DE2211680B2 - Überzug auf Basis anorganischer Oxyde für ein Substrat aus Kohlenstoff zum Schutz gegen Oxydation in einer feuchten Atmosphäre und ein Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE2211680B2
Application number: DE2211680A
Authority: DE
Inventors: Norris Alan Hooton; Norman Eugene Jannasch
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1971-03-11
Filing date: 1972-03-10
Publication date: 1980-10-09
Also published as: DE2211680C3; CA952773A; FR2128809B1; DE2211680A1; FR2128809A1; JPS5617311B1; GB1339674A

Description

Die Erfindung betrifft einen Überzug auf Basis anorganischer Oxyde für ein Substrat aus Kohlenstoff zum Schutz gegen Oxydation in einer feuchten Atmosphäre und ein Verfahren zu dessen Herstellung.

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 Fall ist. Bei Temperaturen über 400°C beginnt jedoch der Kohlenstoff zu oxydieren und bei Temperaturen nahe 1350° C ist der Material verlust infolge der Oxydation so schnell, daß die Nutzlebenszeit

von Gegenständen aus solchen Werkstoffen in Sekunden und Minuten gemessen wird.

In der Vergangenheit hat man versucht, auf verschiedenen Wegen zu einer Vermeidung oder Verminderung der Oxydation des Kohlenstoffwerkstoffs zu gelangen.

Ein solcher Weg betraf ein Verfahren zur Erhöhung der Oberflächendichte des Kohlenstoff-Werkstoffs, 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 Kohlenstoffmaterial aufgefüllt werden, um das Eindringen von Sauerstoff zu verhindern. Nachteilig ist hier die oftmalige Wiederholung.

Weiterhin ist es bekannt, einen Überzug auf Basis anorganischer Oxyde für ein Kohlenstoffsubstrat zum Schutz gegen Oxydation in einer feuchten Atmosphäre auszubilden, indem eine keramische Glasur auf die Oberfläche des Kohlenstoffmaterials aufgebracht wird, die die Oberfläche benetzt und das Eindringen von Sauerstoff verhindert Wenn der Überzug auf Basis anorganischer Oxyde, d. h. die keramische Glasur nicht sauber an der Oberfläche des Substrats anhaftet, kann sie springen und gewisse Oberflächenbereiche ungeschützt lassen.

Weiterhin ist es bekannt, bei der Herstellung des Kohlenstoff-Werkstückes nicht-oxydierbare feuerfeste Elemente als Zusätze zu verarbeiten. Dies führt aber zu einer Gewichtszunahme des gesamten Systems und im Falle eines Reibungswerkstoffes zu schlechteren Reibungseigenschaften. Zusätzlich zu den Nachteilen einer Gewichtszunahme, einer ungleichmäßigen Überdekkung und einer Verringerung des Reibungskoeffizienten, ist bei dem Einbringen eines derartig geschützten Kohlenstoff-Werkstoffes in eine feuchte Umgebung oder in ein Wasserbad ein beschleunigter Abbau des Oxydationsschutzes häufig festzustellen.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Überzug auf Basis anorganischer Oxyde für ein Substrat aus Kohlenstoff anzugeben, bei dem ein Durchtritt von Sauerstoff durch den Überzug unmöglich ist.

Erfindungsgemäß ist ein solcher Überzug gekennzeichnet durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruches 1.

Durch die nach der Verkohlung aufgebaute Matrixverbindung werden der erste und der zweite Stoff nahe der Oberfläche des Substrats gehalten. Der erste und der zweite Stoff reagieren mit Sauerstoff in einer oxydierend wirkenden Atmosphäre und bilden einen wasserunlöslichen Oxydbelag, durch den ein Durchtritt von Sauerstoff unmöglich ist, selbst bei hohen Temperaturen und bei hohen Feuchtigkeitsgehalten der umgebenden Atmosphäre. Die Kohlenstoffmatrix sorgt nicht nur dafür, daß der erste und der zweite Stoff nahe der ausgelegten Oberfläche gehalten werden, sondern auch nahe beieinander.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Aufbringen des Überzugs, wie es durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 9 bestimmt ist.

Nach Aufbringen der aus dem ersten Stoff, dem zweiten Stoff, dem Harz und dem Lösungsmittel bestehenden schlammartigen Mischung auf die Oberfläche des Kohlenstoffsubstrats wird die Mischung eetrocknet und so weit erwärmt, bis der Kunststoff in eine Kohlenstoffmatrix verkohlt wird. Bei der hohen Temperatur reagieren der erste Stoff, d. h. das Bor oder die Borverbindung und der zweite Stoff wechselseitig mit Sauerstoff, um ein Oxyd zu bilden, das über die überzogene Oberfläche fließt und ein Eindringen von Sauerstoff verhindert

Die Unteransprüche 2 bis 8 betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen des Überzugs und der Unteranspruch 10 eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemä-

ίο Ben Verfahrens. Die Erfindung soll nun anhand eines Beispiels beschrieben werden.

Wenn der Ausdruck »Kohlenstoftsubstrat« in dieser Beschreibung benützt wird, so soil er in einem weiten oder grundlegenden Sinne verstanden werden, derart,

is 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 Graphit Der Ausdruck »Kohlenstoff« ist sehr häufig für eine amorphe oder im wesentlichen nicht kristalline Form verwendet worden, während der Ausdruck »Graphit« 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

jo daß vielmehr verschiedene Graphitisierungsstufen in Abhängigkeit von den Herstellungsverfahren in Kohlenstoffkörpern vorhanden 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

•to bis zu 1350° C ausgesetzt zu werden, ohne daß durch Oxydation in der Atmosphäre ein Strukturzerfall der ausgesetzten Flächen auftritt, wobei die relative Feuchtigkeit der Atmosphäre von 10% in trockenen wasserarmen Gebieten bis zu 100% ansteigt wenn das Kohlenstoffsubstrat in Wasser eingetaucht wird. Um diese ausgesetzten Flächen zu schützen, wird auf das Kohlenstoffsubstrat ein Überzug aufgebracht, der die Fläche unlöslich in Wasser und undurchdringbar für Sauerstoff macht.

w 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 Gruppen ausgewählt worden ist:

Gruppe I

Ein aus der Gruppe carbonisierbarer Harze ausgewähltes Pulver, wobei die Gruppe Phenole und Furfuryl-Alkohol einschließt, aber 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 I!

Ein oder mehrere aus der Gruppe von Stoffen ausgewählte Pulver, die auf einem Kohlenstoffsubstrat einen Schutzbelag 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% 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 Gewichts-Prozente basieren alleine auf dem Beitrag des elementaren Bors.) Wenn das ausgewählte Bor-Material einer 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 111

Ein oder mehrere aus der Gruppe der MoJifizierstoffe 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 den? Beitrag des metallischen Elements.) Der ausgewählte Modifizierstoff, der mit dem Sauerstoff und dem ausgewählten Bor-Material reagiert, bildet eine Verbindung, welche wasserunlöslich ist.

Nach Auswahl der gewünschten Gewichts-Prozente aus Gruppe 1, Gruppe 11 und Gruppe 111 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, bis man eine flüssige Mischung erhält. Der Flüssigkeitsgrad 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 —260°C 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 Löcher festgestellt werden, wird eine zusätzliche Schicht des flüssigen Gemisches auf die erste Schicht aufgebracht um sicherzustellen, daß die gesamce ausgewählte Oberfläehe durch einen Überzug geschützt ist Danach wird das zweifach beschichtete Substrat wieder getrocknet, um den Flüssigkeitsanteil der zusätzlichen Schicht aus der zusammengesetzten Mischung auszutreiben und die Schicht wird wiederum durch langsames Erwärmen auf

ίο eine Temperatur von 190 —260°C 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 1 ausgewählten Harz wird die Carbonisierung oder Verkohlung bei einer Temperatur zwischen 760 und 1390° C 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 HI aufbauen. Die Bindung zwischen der Matrix und der Substratoberfläche werden durch Temperaturschwankungen nicht beeinflußt, da das carbonisierte Harz und das Kohlenstoffsubstrat einen angenähert gleichen Wärmeausdeh-

jo nungskoeffizienten aufweisen. Die überzogene Fläche kann nun in eine feuchte, oxydierende Atmosphäre ohne Zerfallserscheinungen eingebracht werden, da das aus der Gruppe II ausgewählte Bor-Material den Sauerstoff am Eindringen hindern wird und das aus der Gruppe III

Ji ausgewählte feuerfeste Material den Überzug wasserunlöslich machen wird.

Die folgenden Beispiele sollen typische Bedingungen für das Testen der Wirksamkeit des auf ein Kohlenstoffsubstrat aufgebrachten Überzugs darstellen:

Beispiel I

Zwei verschiedene Überzüge werden gemischt und wie oben beschrieben durch Streichen auf Substrate von verschiedenen fasrigen zusammengesetzten Kohlenstoffproben aufgebracht. Die Probengröße war ungefähr 19 χ 19 χ 6 mm³. Durch jedes Probestück ist ein Loch gebohrt worden, um das Stück in einer oxydierenden Oberfläche aufhängen zu können. Der Überzug A wurde durch Mischen /on 22 Gew.-% Phenolharz und 78 Gew.-% Bor-Pulver zusammengestellt. Der Überzug B wurde durch Mischen von 20 Gew.-% Phenolharz, 60 Gew.-% Bor-Pulver und 20 Gew.-% Chrom-Pulver zusammengestellt. Bei beiden Überzügen wurde Aceton als Harzlösi'ngsmittel verwendet.
Nach der Carbonisierung des Harzes wurde ein Teil

w) der überzogenen Probenstücke und ein Teil der nicht-überzogenen Substrat-Probenstücke zu Vergleichszwecken in einem Ofen bei einer Temperatur von o50^cC der Luft ausgesetzt. Die Tabelle 1 faßt die Gewichtsänderungen in Milligramm pro Quadratzenti-

h5 meter (mg/cm²) für verschiedene Beeinflussungszeiten zusammen, wobei von dem Anfangsgewicht und der Oberflächenmaßzah! der Probestücke ausgegangen wird.

7 Tabelle 1	22	11 680	2 Std.	8	5 Sld.
Probestück	Heeinllussungs/eil . SId.	bei fi5() ( I Sld.	-61,1 + 10,0 +6,7	-274,0 +9,2 +6,3
Ohne Überzug Überzug Λ Überzug B	-7,7 +9,4 +6,5	-20,5 +9,9 +6,7

Um die Schutzbreite des Überzugs festzustellen, wenn dieser verschiedenen thermischen Bedingungen ausgesetzt ist, wurde ein Teil der überzogenen Probestücke und ein Teil der überzugslosen Probestükke in einen Ölen mit einer Temperatur von 982°C der

Tabelle 2

I) Luft ausgesetzt. Die Tabelle 2 faßt die Gewichtsveränderungen in Milligramm pro Quadratzentimeter (mg/ cm²) für verschieden lange Beeinflussungszeiten zusammen, wobei vom Anfangsgewicht und von der Oberfläche der Probestücke ausgegangen wird.

Probestück

Beeinllussungszeit bei 982 C" ¹O Std. 1 Std.

2 Std.

5 Std.

Ohne Überzug -42,9

Überzug A +11,3

Überzug B +11,3

*) Das Probestück zerfiel vuilkommen.

Um die Widerstandsfähigkeit 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 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. Nach der Oxydationsbehandlung wurden die Probestükke bei Zimmertemperatur für die Dauer von W2 Stunden in langsam fließendes Wasser eingetaucht, da dies den einen Extremfall einer feuchten Atmosphäre darstellen würde. Nach Ablauf von 1V2 Stunden war der Überzug A vollkommen von dem Substrat 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

-96,1	-178,8	*)
+ 12,0	+ 11,6	+0,8
+ 13,2	+ 15,1	+ 16,7

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 desselben Typs aufgebracht, wie sie beim Beispiel I verwendet worden sind. Sie wurden dann für 1 Stunde Luft von einer Temperatur bei 882° C ausgesetzt und danach bei Zimmertemperatur für IV2 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.

Probestück-	Überzugs/US.! 1)	- (jcw.-'¹/.,	versch.	Oxydation (2)	Überzug, der nach Ein
ubcr/ug			84,1 Wolfram	Gew.-And.	tauchen in Wasser
	llar/	Bor	73,7 Molybdän	(mg/cm³)	verbl. in % (3)
(	5,6	10,3	43,0 Chromoxyd	+7,8	25
D	9,3	17,0	67,5 Chrom	+6,9	55
I·	20,0	37,0	10,0 Chrom	+4,5	45
F	10,5	22,0	62,7 Vanadium	+ 14,5	86
Ci	45,0	45,0	69,8 Niobium	+4,2	64
Il	13,2	21,4	+ 12,3	35
I	10,7	19,5	+7,4	32

(1) Basierend auf trockenen vermischten Pulvern.

(2) Bei 882 C für I Stunde der Luft ausgesetzt.

(3) für 1,5 Stunden in leicht bewegtes Wasser von Zimmertemperatur eingetaucht - die Prozentangabe basiert aufdem Gewichtsverlust.

Die Beispiele zeigen weiterhin die Wirkung der Stoffe der Gruppe III, indem diese dem Überzug zum Schutz der KohlcnstofTsubstrate eine Widerstandsfähigkeit gegenüber Feuchtigkeit verleihen.

Claims

Patentansprüche:

1. Oberzug auf Basis anorganischer Oxyde für ein Substrat aus Kohlenstoff zum Schutz gegen Oxydation in einer feuchten Atmosphäre, dadurch gekennzeichnet, daß er hergestellt ist aus einem ersten Stoff ausgewählt aus der Gruppe: Bor, Boroxyden, Borcarbiden, Bornitriden und anderen Borverbindungen, in denen Bor wenigstens 25% des Verbindungsgewichtes ausmacht, wobei der ausgewählte Stoff 10-60 Gew.-% des Ausgangsgesamtüberzugs ausmacht, einem zweiten Stoff ausgewählt aus der Gruppe: Chrom, Vanadium, Molybdän, Niobium, Wolfram, Oxyden 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 einem carbonisierbaren Harz, das 5—50 Gew.-% des Ausgangsgesamtüberzugs ausmacht, wobei das carbonisierte Harz eine Matrixverbindung mit dem Kohlepstoffsubstrat aufbaut.

2. Überzug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ausgewählte zweite Stoff Chrom ist, das in einem Bereich von 10-70 Gew.-% des Ausgangsgesamtüberzugs hinzugefügt ist.

3. Oberzug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste ausgewählte Stoff Bor ist, das im Bereich von 15 bis 40 Gew.-% des Ausgangsgesamtüberzugs hinzugefügt ist.

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. 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. Überzug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der ausgewählte zweite Stoff Molybdän ist, das im Bereich von 65 — 80 Gew.-% des Ausgangsgesamtüberzugs hinzugefügt ist.

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. Überzug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur in der oxydierenden Atmosphäre im Bereich von 650 - 1350⁰C liegt.

9. Verfahren zum Aufbringen eines Überzugs nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß 10 — 60 Gew.-% eines ersten trockenen pulverförmigen Stoffes aus der Gruppe bestehend aus Bor und Borverbindungen ausgewählt wird, in denen das Element Bor wenigstens 25% des Verbindungsgewichtes ausmacht, wobei der ausgewählte erste pulverförmige Stoff mit Sauerstoff in einer oxydierenden Atmosphäre unter Ausbildung ω> eines Oxydbelags oxydiert, durch den ein Durchtritt 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 Verbindungsgewichtes ausmacht, wobei der ausgewählte zweite pulverförmige Stoff wechselseitig mit dem Sauerstoff und dem ersten ausgewählten pulverförmigen Material zur Bildung einer wasserunlöslichen Oxydfläche reagiert, daß 5—50 Gew.-% eines trockenen pulverförmigen carbonisierbaren Harzes mit den ersten und zweiten ausgewählten pulverförmigen Stoffen zur Bildung einer Gesamtmischung vermischt werden, die trockene Gesamtmischung in einem Behälter bis 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 wird, daß das überzogene Kohlenstoffsubstrat zur Härtung des carbonisierbaren Harzes in der Gesamtmischung 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 760-110O⁰C angehoben wird, wodurch der 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 pulverförmigen Stoffe in der Nähe der ausgewählten Fläche hält, bis das Kohlenstoffsubstrat einer oxydierenden Atmosphäre ausgesetzt wird, wenn sich die wasserunlösliche Oxydfläche entwickelt.

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.