DE2505007C3 - Verfahren zum Beschichten von anorganischen Substraten mit Carbiden, Nitriden und/oder Carbonitriden - Google Patents
Verfahren zum Beschichten von anorganischen Substraten mit Carbiden, Nitriden und/oder CarbonitridenInfo
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Description
—Ν
!5 oder
R,
—Ν—Ν
—N
oder
R5
-N-NH2
darstellen, wobei Ri und R5 Wasserstoff oder Alkyl
mit 1-4 Kohlenstoffatomen, R2 Alkyl mit 1-4
Kohlenstoffatomen oder Alkenyl mit 3 oder 4 Kohlenstoffatomen und R3 und R4 Alkyl mit 1—4
Kohlenstoffatomen bedeuten.
und die beiden anderen unabhängig voneinander Halogen,
— CN -NH2
— Ν
35
R5
—Ν—Ν
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten von anorganischen Substraten mit Carbiden,
Nitriden und/oder Carbonitriden.
Es wurde gefunden, daß man auf einfache Weise anorganische Substrate mit Carbiden, Nitriden
und/oder Carbonitriden des Eisens, Bors, Siliziums oder der Übergangsmetalle Nebengruppen 4-6 des Periodischen
Systems durch direkte thermische Reaktion von Eisen, Bor, Silizium oder Übergangsmetallen der
Nebengruppen 4-6 des Periodischen Systems oder Derivaten davon mit Kohlenstoff und Stickstoff
liefernden Substanzen, gegebenenfalls in Gegenwart von Chlorwasserstoff, Stickstoff oder Argon beschichten
kann, indem man als Kohlenstoff- und Stickstofflieferanten mindestens eine Verbindung der Formel I
X,
verwendet, worin Y
NJ PJJ
— ι ^( — ν, 11
darstellen, Ri, R3 und R4 unabhängig voneinander
Wasserstoff, Alkyl, Halogenalkyl, Cyanalkyl, Aminoalkyl, Aikylaminoalkyl oder Alkenyl, R2 Alkyl, Halogenalkyl,
Cyanalkyi, Aminoalkyl, Aikylaminoalkyl oder Alkenyl und R5 Wasserstoff oder Alkyl bedeuten, wobei
Alkylgruppen 1-4, die Alkylteile in substituierten Alkylgruppen je 2-4 und Alkenylgruppen je 3 oder 4
Kohlenstoffatome aufweisen.
Gegenüber bekannten Methoden zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren vor allem durch seine
Einfachheit und Wirtschaftlichkeit aus, indem die zur Bildung der Carbide, Nitride und/oder Carbonitride
erforderlichen Elemente Kohlenstoff und Stickstoff sowie gegebenenfalls weitere, den Reaktionsverlauf
beeinflussende Elemente, wie Wasserstoff und/oder Halogen, der Reaktionszone in den gewünschten
Mengenverhältnissen in einfacher Weise zugeführt werden können. Ferner lassen sich nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren, unabhängig von der Art des Substrats und auch bei Reaktionstemperaturen unter-(I)
60 halb ca. 9000C, hohe Aufwachsraten gut bis sehr gut haftende, glatte Beschichtungen erzielen. Ein weiterer
Vorteil besteht darin, daß im allgemeinen bei Normaldruck oder leichtem Unter- oder Überdruck (ca.
700-800 Torr) gearbeitet werden kann, was in vielen
f>5 Fällen eine Vereinfachung der zur Durchführung der
Reaktion benötigten Apparaturen ermöglicht.
Die Verbindungen der Formel I geben unter den Reaktionsbedingungen Kohlenstoff und Stickstoff so-
25 05 | 5 | \ R2 |
—Ν—Ν | \ R4 |
/ | CH3 | / | —N | \ | CH3 | —N | \ | CH2CH3 | CH | CH | CH, | 5 | 007 | 6 | / | — Ν | \ | CH2CH2CN | -NH-CH2CH2N | CH3 | —NH- CH2CH1N | CH2CH3 | — NH-N | \ | CH3 | — NH-N | \ | CH2CH3 | CH3 | / | — NH-N | \ | CH3 | = N — | oder ι |
wie gegebenenfalls Wasserstoff und/oder Halogen in | oder D D IV« IV-J |
— NH-CH | / \ | -NH-CH2CH2Br -NH-CH2CH2CH2CN | CH3 | CH2CH3 | ' \ | -NH-CH2CH=CH2 | I | I "—C—Halogen |
||||||||||||||||||||||||||||||
reaktionsfähigem Zustand ab. | kommen beispielsweise die folgenden in Betracht: | \ | -NH-CH2CH2CH3 | -N(CH2CH3I2 | CH3 | —N CH, | CH2CH, | -N-NH2 | -NH-NH-CH2CH2Ch2NH-CH3 | |||||||||||||||||||||||||||||||
Durch Xi, X2, X3 bzw. R1, R2, R3, R4 oder R5 | / | -NH-CH2CH2CH2NH2 | CH3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
dargestellte Alkyl- oder Alkylengruppen können gerad | -NH-CH3 -NH-CH2CH3 | -NH-CH2CH2CH2CH3 | CH3 | -NH-NH-CH2CH2CN | -NH-NH-CH2CH=CH2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
kettig oder verzweigt sein. Halogen bedeutet Fluor, | IO | CH2CH2CN | -NH-CH2-C=CH2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Brom oder Jod, insbesondere jedoch Chlor. | CH3 | CH3 | -NH-NH-CH2CH2NH | Als Verbindungen der Formel I werden solche be- | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Beispiele definitionsgemäßer Alkylgruppen Xi, X2 | I | ,CH, | '5 | -NH-NH2 —NH- NH-CH3 | vt'zugt, worin Y | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
oder X3 sind die Methyl-, Äthyl-, n-Propyl-, Isopropyl-, | — NH- C-CH3 | CH2CH2CN | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
η-Butyl-, sek-Butyl- und tert-Butylgruppe. Als durch X,, | -NH-NH-CH2CH2CH, | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
X2 oder X? dargestellte Reste | CH3 | 20 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
—N | CH3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
CH3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
25 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
30 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
35 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
40 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
45 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
5° | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
55 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
6o | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ft 5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
eines von X1, X2 und X3 Halogen,
— CN -NH2
— Ν
= N — und Xi1X2 und X3 unabhängig voneinander
R5
— Ν—Ν
NR4
und die beiden anderen unabhängig voneinander Halogen,
—N
25
R5
— Ν—Ν
darstellen, wobei Ri, R3 R4 und R5 unabhängig
voneinander Wasserstoff oder Alkyl mit 1—4 Kohlenstoffatomen und R2 Alkyl mit 1 —4 Kohlenstoffatomen 35
oder Alkenyl mit 3 oder 4 Kohlenstoffatomen bedeuten. Besonders bevorzugt sind Verbindungen der Formel
I, worin Y =N—,eines von X1, X2 und X 3
R1
— N
\
I
I
—Ν—Ν
40
45
und die beiden anderen unabhängig voneinander Chlor,
—N
R5
—Ν—Ν
55
60
65
oder
darstellen sowie Verbindungen der Formel I, worin Y -N-NH2
darstellen, wobei Ri und R5 Wasserstoff oder Alkyl mit
1 -4 Kohlenstoffatomen, R2 Alkyl mit 1 -4 Kohlenstoffatomen
oder Alkenyl mit 3 oder 4 Kohlenstoffatomen und R3 und R4 Alkyl mit 1 —4 Kohlenstoffatomen
bedeuten.
Die Verbindungen der Formel I sind bekannt oder können auf bekannte Weise hergestellt werden. Als
spezifische Verbindungen der Formel I seien genannt: 2,4,5,6-Tetrachlorpyrimidin, 2,4,6-Tribrom- oder
-Trichlorpyrimidin, 2,4-Dichlorpyrimidin, 2,4-Dichlor-6-methyl-, -6-isoproyl- oder
-e-phenylpyrimidin^^-Dibrom-e-cyanpyrimidin,
2-Chlor-4-n-butyi-6-methylaminopyrimidin, 2-Chlor-4,6-di-äthylamino-pyrimidin, 2-Chlor-4,6-bis-(dimehtylamino)-pyrimidin,
2,4,6-Tris-methylamino-pyrimidin, 2,6-Bis-(dimethylamino)-5-cyano-pyrimidin,
2-Propyl-4,6-di-isopropylamino-pyrimidin, 2-Chlor-4,6-bis-(/3-cyanäthylamino)-pyrimidin,
2-Chlor-4,6-bis-(/?-bromäthylamino)-pyrimidin,
2,4-Dichlor-6-(/?-dimethylamino-äthylamino)-pyrimidin,
2-Chlor-4,6-di-allylamino-pyrimidin, 2-Chlor-4,6-di-hydrazino-pyrimidin,
2-Brom-4-äthyl-6-äthylhydrazino-pyrimidin, 2,4,6-Trichlor- oder -Tribrom-s-triazin,
2,4-DichIor-6-n-butyl-s-triazin,
2,4-Dichlor-6-phenyI-s-triazin,
2-Chlor-4,6-di-äthylamino-s-triazin, 2,4-DichIor-6-methylamino-, -6-diäthylamino- und -6-di-isopropylamino-s-triazin,
2-Chlor-4,6-di-methylamino-s-triazin, 2-Chlor-4,6-di-n-butylamino-s-triazin, 2-Chlor-4,6-bis-(diäthyIamino)-und -(di-isopropylamino)-s-triazin,
2,6-DichIor-4-(jS-cyanoäthylamino)-s-triazin, 2-Chlor-4-isopropylamino-6-allylamino-s-triazin, 2,4-Diamino-6-methallylamino-s-triazin, 2,4-Diamino-6-cyano-s-triazin,
2-Chlor-4,6-bis-(^-bromäthylamino)-s-triazin, 2,4-Dichlor-6-äthylaminomethylamino-s-triazin, 2-Dipropylamino-4,6-di-hydrazino-s-triazin, 2,4-Di-isopropylamino-6-methylhydrazino-s-triazin, 2,4-Bis-{dimethylaniino)-6-[NJsi-bis-(aminoäthyl)]-hydrazino-s-triazin,2,4,6-Tris-(diäthyIamino)-s-triazin, 2,4-Bis-(diäthyIamino)-6-dimethylamino)-s-triazin, 2,4-Bis-(diäthylamino)-6-isopropylamino-s-triazin, 2,4-Bis-{dimethylamino)-6-n-batyIamino-s-triazin, 2,4-Bis-(dimethylamino)-6-(l-methylhydrazino)-s-triazin.
2,4-Dichlor-6-phenyI-s-triazin,
2-Chlor-4,6-di-äthylamino-s-triazin, 2,4-DichIor-6-methylamino-, -6-diäthylamino- und -6-di-isopropylamino-s-triazin,
2-Chlor-4,6-di-methylamino-s-triazin, 2-Chlor-4,6-di-n-butylamino-s-triazin, 2-Chlor-4,6-bis-(diäthyIamino)-und -(di-isopropylamino)-s-triazin,
2,6-DichIor-4-(jS-cyanoäthylamino)-s-triazin, 2-Chlor-4-isopropylamino-6-allylamino-s-triazin, 2,4-Diamino-6-methallylamino-s-triazin, 2,4-Diamino-6-cyano-s-triazin,
2-Chlor-4,6-bis-(^-bromäthylamino)-s-triazin, 2,4-Dichlor-6-äthylaminomethylamino-s-triazin, 2-Dipropylamino-4,6-di-hydrazino-s-triazin, 2,4-Di-isopropylamino-6-methylhydrazino-s-triazin, 2,4-Bis-{dimethylaniino)-6-[NJsi-bis-(aminoäthyl)]-hydrazino-s-triazin,2,4,6-Tris-(diäthyIamino)-s-triazin, 2,4-Bis-(diäthyIamino)-6-dimethylamino)-s-triazin, 2,4-Bis-(diäthylamino)-6-isopropylamino-s-triazin, 2,4-Bis-{dimethylamino)-6-n-batyIamino-s-triazin, 2,4-Bis-(dimethylamino)-6-(l-methylhydrazino)-s-triazin.
Als Obertragungsmetalle der Nebengruppen 4—6 des
Periodischen Systems kommen im erfindungsgemäßen Verfahren beispielsweise Titan, Zirkonium, Hafnium,
Vanadium, Niob, Tantal, Chrom, Molybdän, Wolfram
und Uran in Betracht. Bevorzugte Elemente sind Eisen,
Uran, Tantal, Vanadium und Wolfram, insbesondere jedoch Bor, Silizium und Titan.
Das Eisen, Bor, Silizium und die Übergangsmetalle der Nebengruppen 4 — 6 des Periodischen Systems
können in an sich beliebiger Form, z. B. in elementarer Form, eingesetzt werden. Zweckmäßig verwendet man
sie aber in Form von Derivaten, besonders die definitionsgemäßen Übergangsmetalle. Geeignete Derivate
sind z. B.
Hydride, Carbonyle, Carbonylhydride,
organometallische Verbindungen und Halogenide, wie Siliziumhydrid (SiH4), Titanhydrid (TiH2),
Zirkoniumhydrid (ZrH2), Borane; Chrom-, Molybdän-
und Wolframhexacarbonyl, Eisenpentacarbony!
[Fe(CO)5], FeH2(CO)4; Tetraäthyltitan, Tetramethyl-
und Tetraäthylsilan, Methyl-dichlorsilan, Trichlorsilan, Methyl-trichlorsilan, Äthyl-trichlorsilan,
Trimethylchlorsilan; Bortrichlorid, Siliziumtetrachlorid, Titandibromid, Titantrichlorid, Titantetrachlorid und
-tetrabromid, Zirkontetrachlorid, Vanadiumtrichlorid
und -tetrachlorid, Niobpentachlorid,
Tantalpentachlorid.Chromtrichlorid,
Wolframhexachlorid und -hexafluorid, Eisen(II)- und
Eisen(III)-chlorid, Urantetrachlorid und
Uranhexafluorid.
organometallische Verbindungen und Halogenide, wie Siliziumhydrid (SiH4), Titanhydrid (TiH2),
Zirkoniumhydrid (ZrH2), Borane; Chrom-, Molybdän-
und Wolframhexacarbonyl, Eisenpentacarbony!
[Fe(CO)5], FeH2(CO)4; Tetraäthyltitan, Tetramethyl-
und Tetraäthylsilan, Methyl-dichlorsilan, Trichlorsilan, Methyl-trichlorsilan, Äthyl-trichlorsilan,
Trimethylchlorsilan; Bortrichlorid, Siliziumtetrachlorid, Titandibromid, Titantrichlorid, Titantetrachlorid und
-tetrabromid, Zirkontetrachlorid, Vanadiumtrichlorid
und -tetrachlorid, Niobpentachlorid,
Tantalpentachlorid.Chromtrichlorid,
Wolframhexachlorid und -hexafluorid, Eisen(II)- und
Eisen(III)-chlorid, Urantetrachlorid und
Uranhexafluorid.
Bevorzugt sind die Halogenide, besonders die Chloride, vor allem diejenigen des Bors, Siliziums und der
Übergangsmetalle. Ganz besonders bevorzugt sind Bortrichlorid, Siliziumtetrachlorid und Titantetrachlorid.
Je nach Anwendungszweck und/oder Art der Verbindung der Formel I kann es wünschenswert sein,
die Reaktion in Gegenwart von weiteren Zusätzen, wie Wasserstoff, Chlorwasserstoff, atomarem oder molekularem
Stickstoff oder weiteren, unter den Reaktionsbedingungen Stickstoff und/oder Kohlenstoff abgebenden
Verbindungen vorzunehmen. Diese Stoffe bzw. Verbindungen können zur Bildung der Carbide, Nitride oder
Carbonitride beitragen oder das Gleichgewicht der Bildungsreaktion mehr zu den Nitriden oder den
Carbiden hin verschieben. Derartige zusätzliche, unter den Reaktionsbedingungen Stickstoff und/oder Kohlenstoff
abgebende Verbindungen sind z. B. Methan, Äthan, η-Butan, N-Methylamin, Ν,Ν-Diäthylamin, Äthylendiamin,
Benzol und Ammoniak.
Die erfindungsgemäße Beschichtung von anorganischen
Substraten mit Carbiden, Nitriden und/oder Carbonitriden kann im Rahmen der Definition nach
beliebigen, an sich bekannten Methoden vorgenommen werden.
Eines der wichtigsten Verfahren ist die chemische Abscheidung aus der Gasphase, auch CVD-Verfahren
(Chemical Vapour Deposition) genannt Die Reaktion in der Gasphase kann unter Zufuhr von Wärme- oder
Strahlungsenergie durchgeführt werden. Bei diesem Verfahren werden üblicherweise das Eisen, Bor, Silizium
oder die Übergangsmetalle und die Verbindung der Formel I in Form gasförmiger Verbindungen eingesetzt
Die Reaktionstemperaturen liegen im allgemeinen zwischen etwa 500 und 180O0C, bevorzugt zwischen 800
und 15000C
/Ms Reduktionsmittel wird bevorzugt Wasserstoff verwendet In gewissen Fällen kann es auch vorteilhaft
sein, für den Transport der Ausgangsstoffe in die Reaktionszone ein Trägergas, wie Argon, zu verwenden.
Gemäß einer anderen Methode können die zu beschichtenden Substrate auch in Stoffgemische, z. B.
Pulvergemische, eingehüllt bzw. mit Stoffen vermischt und gegebenenfalls verpreßt werden, welche sämtliche
oder — vorzugsweise — einen Teil der zur Bildung der Carbide, Nitride oder Carbonitride erforderlichen
Ausgangsstoffe enthalten. Anschließend wird das Cinze
bevorzugt auf Temperaturen zwischen 500 und 12000C
erhitzt, und zwar je nach Zusammensetzung des Stoffgemisches in Gegenwart der dem Stoffgemisch
noch fehlenden Ausgangsstoffe, d. h. in Gegenwart einer gasförmigen Verbindung der Formel I oder in
Gegenwart von geeigneten Derivaten des Eisens, Bors, Siliziums oder eines Übergangsmetalls in gasförmigem
Zustand.
1^ Die Beschichtung der Substrate mit Carbiden,
Nitriden und/oder Carbonitriden kann auch durch Umsetzung der Ausgangsstoffe in einem Plasma, z. B.
durch sogenanntes Plasmaspritzen, erfolgen. Das Plasma kann auf an sich beliebige Weise erzeugt
werden, beispielsweise mittels Lichtbogen, Glimm- oder Koronaentladung. Als Plasmagase verwendet man
zweckmäßig Argon oder Wasserstoff. Definitionsgemäße Beschichtungen lassen sich ferner nach dem
Flammspritzverfahren erzeugen, wobei im allgemeinen Wasserstoff/Sauerstoff- oder Acetylen/Sauerstoff-Flammen
zur Anwendung gelangen.
Eine weitere Methode besteht darin, daß man das zu beschichtende Substrat mit einer Lösung oder Suspension
eines geeigneten Derivats des Eisens, Bors,
.1° Siliziums oder eines Übergangsmetalls imprägniert und das imprägnierte Material anschließend bei erhöhten
Temperaturen mit einer Verbindung der Formel I zur Reaktion bringt.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt nach der CVD-Technik durchgeführt.
Als anorganische Substrate, die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens beschichtet werden
können, kommen vor allem metallische und halbmetallische Substrate, Hartmetalle und Kohlenstoffmaterialien
beliebiger Art, die auch nicht vollständig pyrolisierte Bestandteile aufweisen können, wie glasiger (amorpher)
Kohlenstoff, teilweise graphitisierter Kohlenstoff und Graphit, in Betracht. Des weiteren eignet sich das
erfindungsgemäße Verfahren zum Beschichten von keramischen Substraten, Gläsern, Oxiden, Nitriden und
Carbiden.
Beispiele von metallischen Substraten sind Eisenmetalle, wie Stahl und Gußeisen; Titan; hochschmelzende
Metalle, wie Wolfram, Molybdän, Niob, Vanadium und Tantal. Geeignete Halbmetalle sind z. B. Bor und
Silizium, während als Hartmetalle, d.h. gesinterte Werkstoffe aus Carbiden der Übergangsmetalle der
Nebengruppen 4-6 des Periodischen Systems und Kobalt als Bindemittel, vor allem Legierungen aus
Wolframcarbid-Kobalt Wolframcarbid-Tantalcarbid-Kobalt
Wolframcanbid-Titancarbid-Kobalt Wolframcarbid-Vanadiumcarbid-Kobalt
Wolframcarbid-Titancarbid-Tantalcarbid-Kobalt
Wolframcarbid-Tantalcarbid-Niobcarbid-Kobalt und Wolframcarbid-Titancarbid-Tantalcarbid-Niobcarbid-Kobalt
in Frage kommen. Geeignete keramische Substrate bzw. Oxide sind z. B.
Porzellan, Schamotte und Tonmaterialien bzw. Aluminiumoxid, SiO2 und Zirkondioxid. Als Nitride und
Carbide kommen z. B. 813N4, SiC und Chromcarbide in
Betracht
Werden als Substrate Kohlenstoffmaterialien verwendet,
so läßt sich durch das erfindungsgemäße Beschichten derselben in manchen Fällen eine beträcht-
liehe Verbesserung der Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit
der Kohlenstoffmaterialien erzielen. Die Substrate können ganz oder teilweise aus einem oder
mehreren der genannten Werkstoffe bestehen und in beliebiger Form vorliegen, beispielsweise als Pulver, s
Folien, Fasern, Fäden, Formkörper oder Bauteile verschiedenster Art.
Je nach Wahl der Ausgangsstoffe und Zusätze, der Reaktionstemperaturen und/oder Substrate werden
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Carbide, ι ο Nitride, Carbonitride oder Gemische davon gebildet.
Hauptsächlichste Anwendungsgebiete des erfindungsgemäßen Verfahrens sind:
Die Oberflächenvergütung bzw. -härtung von Metallen und Hartmetallen zur Erhöhung der Verschleiß- und "
Korrosionsfestigkeit, wie Werkzeugstahl, Gußeisen, Titan, titanhaltige Metallträger, Tantal-, Vanadium- und
Eisenbleche sowie Hartmetalle der vorerwähnten Art, wie WC-Co-Legierungen, z.B. für Drehstähle, Preß-,
Stanz-, Schneid- und Ziehwerkzeuge, Motorenbauteile, ^o
feinmechanische Bauteile für Uhren und Textilmaschinen, Raketendüsen, korrosionsfeste Apparaturen für die
chemische Industrie usw.; das Beschichten von Kohle- und Graphitelektroden; von Kohlenstoffasern, einschließlich
sogenannter Stapelfasern, als Faserschutz, zur Verbesserung der Haftung und Benetzbarkeit durch
die Metallmatrix und zur Verhinderung unerwünschter Reaktionen zwischen den Kohlenstoffasern und der
Metallmatrix; von Carbon-Carbon-Composites, vor allem für den Turbinenbau; Graphitdichtungen usw.; die
Beschichtung von keramischen Werkstoffen oder Gläsern, z. B. keramische Trägermaterialien für Katalysatoren
und Filtergläser, und schließlich die Ummantelung von Bor-, Silizium- und Wolframfasern oder -fäden
zur Erzielung einer besseren Benetzbarkeit durch die Metallmatrix und als Faserschutz.
Die Versuche werden in einem vertikalen CVD-Reaktor aus Pyrexglas, der oben und unten mit einem Flansch
abgeschlossen ist, durchgeführt. Die Reaktionsgase werden zwecks Erzielung eines gleichmäßigen Gasstroms
durch eine Dusche in den Reaktor eingeleitet. Die Temperaturmessung am Substrat erfolgt mit einem
Pyrometer. Die Verbindungen der Formel 1 werden in einer Verdampfervorrichtung innerhalb oder außerhalb
des Reaktors verdampft.
Das Substrat kann dabei durch Widerstandsbeheizung, induktiv, Hochfrequenzbeheizung oder in einem
von außen mit einem Ofen beheizten Reaktor erhitzt werden.
Ein Draht aus kohlenstoff reichem Stahl (Klaviersaite) mit einem Durchmesser von 0,6 mm wird in einer
Apparatur der oben beschriebenen Art in Argonatmosphäre durch Widerstandsbeheizung auf 950° C aufgeheizt.
Bei dieser Temperatur wird während 2 Stunden ein Gasgemisch, bestehend aus 97 Vol.-°/o Wasserstoff, 1
Vol.-% Titantetrachlorid und 2 Vo!.-°/o Cyanurchlorid über das Substrat geleitet, wobei der Gesamtgasdurchfluß
0,202 Liter/Minute (l/min) und der Innendruck im Reaktor 720 Torr betragen. Nach dieser Zeit hat sich auf
dem Substrat eine graue, harte Schicht gebildet. Die Schichtdicke beträgt 120-140μηΐ; Mikrohärte nach
Vickers HVo.o5 = 37OO kg/mm2.
Beispiele 2-6
Analog der im Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise werden Drähte aus Stahl (Analyse: 1 Gew.-% C, 0,1
Gew.-% Si10,25 Gew.-% Mn, 0,1 Gew.-°/o V), Molybdän,
Wolfram und Niob beschichtet. Die Reaktionsbedingungen und Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle I
zusammengefaßt:
Tabelle | I | Tempe ratur |
Druck | Reaktions dauer |
Gaszusammen setzung T1CI4: H2: Cyanurchlorid |
Gesamtgas durchfluß |
Produkt Substrat/ Farbe |
Schicht dicke |
Mikrohärte HV |
Beispiel Nr. |
CQ | (Torr) | (Minuten) | (VoI.-0/,) | (I/min) | (0) | (μπί) | (kg/mm2) | |
950 | 720 | 60 | 0,9:97,1:2 | 2,018 | Stahl draht 0,6 mm dunkelgrau |
40 | HV0-05 2900-3400 |
||
2 | 950 | 720 | 120 | 1:97:2 | !,04 | Stahldraht 0,78 mm grau |
44 | HV0-05 3070 |
|
3 | 950 | 720 | 120 | 1:97:2 | 1,04 | Molybdän draht 0,67 mm grau |
40 | HVOiOS 2900-3400 |
|
4 | 950 | 720 | 120 | 1:97:2 | 1,04 | Wolfram draht 0,6 mm grau |
58 | 3000-3400 | |
5 | 950 | 720 | 120 | 1:97:2 | 1,04 | Niobdraht 0,5 mm grau |
46 | HV0-05 3090 |
|
6 |
Analog Beispiel 1 wird ein Stahldraht mit einem Vol.-% Wasserstoff, 1 Vol.-% Titantetrachlorid und 2
Durchmesser von 0,78 mm (Analyse: 1 Gew.-% C, 0,1 Vol.-% 2-Chlor-4,ö-bis-(diäthylamino)-s-triazin. Nach
Gew.-% Si, 0,25 Gew.-% Mn, 0,1 GEw.-% V) bei 5 120 Minuten erhält man eine Schichtdicke von 20 μπι;
950°C/720 Torr und einem Gasdurchfluß von 1,03 l/min Mikrohärte nach Vickers HV0,o5 = 2270 kg/mm2,
beschichtet. Das verwendete Gasgemisch enthält 97
beschichtet. Das verwendete Gasgemisch enthält 97
Beispiele 8-10
Auf analoge Weise wie im Beispiel 7 beschrieben werden weitere Stahldrähte beschichtet. Die Reaktionsbedingungen und Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle II zusammengefaßt:
Tabelle | II | Druck | Reaktions | Gaszusammen | Gesamtgas | Produkt | Schicht | Mikrohärte |
Beispiel | Tempe | dauer | setzung TiCl4: \l2: | durchfluß | dicke | HV | ||
Nr. | ratur | Verbindung | Substrat/ | (μπι) | (kg/mm2) | |||
der Formel 1*) | Farbe | 17 | HVo.05 | |||||
(Torr) | (Minuten) | (Vol.-%) | (l/min) | (0) | 3500 | |||
(X) | 720 | 120 | 1:97:2 | 1,03 | Stahldraht | |||
8 | 900 | 0,78 mm | 30 | KV0,,,, | ||||
graubraun | 2200 | |||||||
720 | 120 | 1:97 : 2 | 1,03 | Stahldraht | ||||
9 | 1000 | 0,78 mm | 300 | HVo.O2 | ||||
graubraun | 2580 | |||||||
720 | 120 | 1:97:2 | 1,03 | Stahldraht | HV0.,,, | |||
10 | 1100 | 0,78 mm | 2260 - 2760 | |||||
grau- | ||||||||
schwarz**1) | ||||||||
*) Verbindung der Formel I = 2-ChtorA6-bis-(diäthylamino)-s-triazin.
**) Röntgenographisch ermittelte Zusammensetzung der erhaltenen Beschichtung: TiC0 5?TiN(l,
**) Röntgenographisch ermittelte Zusammensetzung der erhaltenen Beschichtung: TiC0 5?TiN(l,
Auf die in den vorangehenden Beispielen beschriebene Weise wird ein Hartmetallstab (Diametall TH 20,
enthaltend 92 Gew.-°/o Wolframcarbid, 2 Gew.-% Titancarbid und 6 Gew.-% !Cobalt) mit einem
Durchmesser von 1 mm bei 9500C und 720 Torr
während 120 Minuten beschichtet. Das verwendete Gasgemisch enthält 97 Vol.-% Wasserstoff, 1 Vol.-°/o
amino)-s-triazin. Der Gesamtgasdurchfluß beträgt 1,03 l/min. Man erhält eine graugelbe, sehr gut haftende
Schicht, die keine Risse oder Poren aufweist. Schichtdikke ca. 22 μηι; Mikrohärte nach Vickers
HVo.05 = 2600-3000 kg/mm2 gegenüber einer Mikrohärte
des unbeschichteten Substrats von HVo.05 = 1800 - 2000 kg/mm2.
Titantetrachjorid und 2 Vol.-% 2-Chlor-4,6-bis-(diäthyl-
Analog der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise Vol.-% Wasserstoff. Der Gesamtgasdurchfluß beträgt
wird ein Wolframdraht mit einem Durchmesser von 50 1,03 l/min. Nach zweistündiger Reaktionsdauer erhält
0,5 mm bei 950°C und 720 Torr beschichtet Das man eine Schicht mit einer Dicke von ca. 70 μπι und
verwendete Gasgemisch enthält 1 Vol.-% Titantetra- einer Mikrohärte nach Vickers von HVo.05 = 2150 kg/
chlorid, 2 Vol.-°/o 2,4,5,6-Tetrachlor-pyrimidin und 97 mm2.
Mit AI2O3 nach dem CVD-Verfahren beschichteter
Niobdraht (Durchmesser 0,7 mm; Schichtdicke des Keramiküberzugs 3 μΐη) wird auf die in den vorangehenden
Beispielen beschriebene Weise bei 9500C und 720 Torr während 120 Minuten beschichtet Das
verwendete Gasgemisch enthält 97 Vol.-% Wasserstoff,
60
1 VoL-% Titantetrachlorid und 2 VoI.-% 2,4-DichIor-6-diäthylamino-s-triazin;
Gesamtgasdurchfluß 1,03 l/min. Man erhält eine gut haftende graue Schicht; Schichtdikke
20 μπι; Mikrohärte nach Vickers HVo.oi5=272Okg/
mm2; röntgenographisch ermittelte Zusammensetzung der Schicht: TiC0.55N0.35.
Analog Beispiel 13 wird ein mit Chromcarbid äthylamino)-s-triazin beschichtet Man erhält eine gut
beschichteter Stahldraht (Durchmesser 0,78 mm; 65 haftende graubraune Schicht mit einer Dicke von 30 μηι
Schichtdicke des Keramiküberzugs 6 μπι) mit einem und einer Mikrohärte nach Vickers HVo,o5=258Okg/
Gasgemisch, bestehend aus 97 Vol.-% Wasserstoff, 1 mm2.
Vol.-°/o Titantetrachlorid und 2 Vol.-°/o 2,4,6-Tris-(di-
Beispiele 15-32
In der folgenden Tabelle III sind weitere Substrate beschrieben, welche auf die oben angegebene Weise in
einem CVD-Reaktor beschichtet wurden:
Bsp. | Reaktor | Tem | Druck | Reak- Gasgemisch | Gesaml- | Produkt | Schichtdicke | Mikrohärte |
Nr. | beheizung | per. | tions- | gas- | ;j.m/ Aussehen | |||
dauer | durch- | Substrat/Farbe | der Schicht | |||||
fluß | (kg/mm2) | |||||||
( C) | (Torr) | (Minuten) (Vol.-%) | (l/Min.) | (Gew.-%) | ||||
Von außen 950 720 150 mit Ofen
beheizt
beheizt
desgl.
950 720 240
Widerstandsbeheizung
950 720 120
desgl.
950 720 120
Widerstandsbeheizung
950 720 120
desgl.
1500 720 120
Hochfrequenz
beheizung
beheizung
1200 720 120
98,5% H2 1% TiCl4
0,5% Tris-(diäthyfamino)-striazin
95% H2 3% TiCI4 2% Tris-(diäthylamino)-striazin
97% H2 1% TiCl4 2% 2,4-Bis-(dimethyl-
amino)-6-(1-methylhydrazino)-s-triazin
97% H2
1 % TiCI4
2% 2,4-Di-
chlor-6-
(diallyl-
amino)-s-
triazin
1,03
0,2
1,03
1,03
97% H2
1% TiCl4
2% 2,6-Bis-
(dimethyl-
amino)-5-
cyano-pyrim-
idin
97% H2 1% TiCl4 2% 2,4-Bis-(dimethyl-
amino)-6-(1-methylhydrazino)-s-triazin
1,03
,03
desgl.
0,25
Stahlplättchen
»Böhler Spezialstahl K«
»Böhler Spezialstahl K«
(12% Cr, 2,1% C)/
hellgrau glänzend
hellgrau glänzend
Stahlplättchen
»Söderfors 61«
(0,6% Mn, 13% Cr,
0,5% Ni, 0,5% Mo,
1%W, l%Co, 2% C,
0,3% Si)/
grauviolett glänzend
»Söderfors 61«
(0,6% Mn, 13% Cr,
0,5% Ni, 0,5% Mo,
1%W, l%Co, 2% C,
0,3% Si)/
grauviolett glänzend
Drähte aus Hartmetall »H 10«
(92% WC,
2% TiC + TaC,
6% Co)/grauviolett
glatt
(92% WC,
2% TiC + TaC,
6% Co)/grauviolett
glatt
3 μΐη HV0-05= 1790
gut haftend, (am porenfrei Schrägschliff)
4 μιη
gut haftend,
porenfrei
HV0-05 = 1450
(am
Schrägschliff)
60 [i.m porenfrei
HV0-05=
Substrat
2070 Schicht
2580
Drähte aus Hartmetall »H 10«/
dunkelgrau, matt
dunkelgrau, matt
Drähte aus Hartmetall »H 10«/grautraun
Molybdändraht
0 0,7 mm/ hellgrau
0 0,7 mm/ hellgrau
90 [im HV0-05=
porenfrei Substrat
2130 Schicht
3070
30 μίτι porenfrei
HV0-05= Substrat
2010 Schicht
2910
100 μηι leicht porös
HV0-05= Substrat
232 Schicht
3180
Titanplättchen/ | 15 μ | HV0-05= |
graubraun | leicht porös | Substrat |
386 | ||
Schicht | ||
2030 | ||
809 607/401 |
17
18
Fortsetzung
Bsp. | Reaktor | Tem | Druck | Reak- Gasgemisch | Gesamt- | Produkt | Schichtdicke | Mikrohärte |
Nr. | beheizung | per. | tions- | gas- | •im/Aussehen | |||
dauer | durch- | Substrat/Farbe | der Schicht | |||||
nuß | (kg/mnv) | |||||||
( C) | (Torr) | (Minuten)(Vol.-%) | (I/Min.) | (Gew.-%) | ||||
22 Wider- 1250 720 120
standsbeheizung
97% H2 1% SiCl4 2% 2,4.6-Tris-(di-
äthylamino)-s-triazin
1,03
Molybdändraht 0 0,7 mm/ graubraun
250 am HV005=
leicht porös 2190-3700
I 23 | 24 | I | 26 | ; | • | ; | 27 | desgl. | 1200 | 720 | 90 | 97,5% H2 1,03 | Wolframdraht | 250 am | HV0O5- |
i | 0,5% | 0 0,6 mm/ | leicht porös | 2890 | |||||||||||
I | CH3SiHCL2 | hellgrau glänzend | |||||||||||||
§ | I | 28 | 2% 2,4-Bis- | ||||||||||||
(dimethyl- | |||||||||||||||
j | amino)-6- | ||||||||||||||
(1-methyl- | |||||||||||||||
hydrazino)- | |||||||||||||||
25 | s-triazin | ||||||||||||||
Wider | 1200 | 720 | 120 | 97,5% H2 1,03 | Wolframdraht | 400 ,am | HV0-05= | ||||||||
29 | stands- | 0,5% | 0 0,6 mm/ | porenfrei, | 4380 | ||||||||||
beheizung | Si(CH3)4 | matt grau | gut haftend | ||||||||||||
2% 2,4-Di- | |||||||||||||||
30 | chlor-6- | ||||||||||||||
(diallyl- | |||||||||||||||
amino)-s- | |||||||||||||||
triazin | |||||||||||||||
desgl. | 1200 | 720 | 120 | 97% H2 1,03 | Wolframdraht | 130 μτη | HV0-05= | ||||||||
1% | 0 0,6 mm/ | porenfrei, | 2310-2490 | ||||||||||||
HSiCl3 | hellgrau glänzend | gut haftend | |||||||||||||
2% 2,6-Bis- | |||||||||||||||
(dimethyl- | |||||||||||||||
amino)-5- | |||||||||||||||
cyano-pyri- | * | ||||||||||||||
midin | |||||||||||||||
Von außen | 800 | 100 | 300 | 95,5% H2 0,4 | Bor-Plätichen | 15 |i.m | HVojos= | ||||||||
mit Ofen | 1,5% TiCl4 | mattgrau | gut haftend, | 3000 | |||||||||||
beheizt | 3% 2,4-Di- | porenfrei | |||||||||||||
chIor-6- | |||||||||||||||
(diallyl- | |||||||||||||||
amino)-s- | |||||||||||||||
triazin | |||||||||||||||
desgl. | 800 | 100 | 300 | dto. 0,4 | SiOrPlättchen | 12 μιτι | HVn-05= | ||||||||
hellgrau, matt | gut haftend, | ca. 4000 | |||||||||||||
porenfrei | |||||||||||||||
Von außen | 80C | 100 | 300 | 95,5% H2 0,4 | Si3N4-Plättchen | 10 am | HV0-0S= | ||||||||
mit Ofen | 1,5% TiCI4 | mattgrau | gut haftend, | 3000 | |||||||||||
beheizt | 3% 2,4-Di- | porenfrei | |||||||||||||
chlor-6- | |||||||||||||||
(diallyl- | |||||||||||||||
amino)-s- | |||||||||||||||
triazin | |||||||||||||||
desgl. | 800 | 100 | 300 | desgl. 0,4 | AI2O3-Plättchen | 15 (i.m | HV0-0S= | ||||||||
mattgrau | gut haltend, | 2500 | |||||||||||||
porenfrei | |||||||||||||||
desgl. | 800 | 100 | 300 | desgl. 0,4 | Porzellan-Plättchen | 14 μηι | HV0-05= | ||||||||
hellgrau | gut haltend. | 3000 | |||||||||||||
norenfrei |
ϊ | Fortsetzung | Reaktor beheizung |
Tem per. |
Druck | Reak tions- dauer |
Gasgemisch | 93,5% H2 1,5% TiCU 5% 2,4-Di- chlor-6- (diallyl- amino)-s- triazin |
Gesamt- gas- durch- fluß |
Produkt Substrat/Farbe |
Schichtdicke μπι/ Aussehen der Schicht |
Mikrohärte |
■J 1 I |
Bsp. Nr. |
(C) | (Torr) | (Minuten) (Vol.-%) | desgl. | (l/Min.) | (Gew.-%) | (kg/mm2) | |||
Von außen mit Ofen beheizt |
800 | 20 | 240 | 0,4 | Schamotte hellgrau |
7 μπι porenfrei |
HV0-05= ca. 1200 , |
||||
} | 31 | desgl. | 800 | 20 | 240 | 0,4 | Pyrexglas hellgrau |
9 μηι porenfrei |
Hv0-05= ca. 1200 |
||
32 |
In einer Apparatur der in Beispiel 1 beschriebenen Art wird ein Graphitstab mit einem Durchmesser von
2 mm in einer Argonatmosphäre durch Widerstandsbeheizung auf 9500C erhitzt Bei dieser Temperatur wird
während 2 Stunden ein Gasgemisch, bestehend aus 97 Vol.-% Wasserstoff, 1 Vol.-% Titantetrachlorid und 2
Vol.-% Cyanurchlorid über den Graphitstab geleitet, wobei der Gesamtgasdurchfluß 1,03 l/min und der
Innendruck im Reaktor 720 Torr betragen. Nach dieser Zeit hat sich auf dem Graphitstab eine mattgraue,
gleichmäßige, riß- und porenfreie Schicht gebildet. Die sehr fest haftende Schicht weist eine Dicke von 190 μπι
und eine Mikrohärte nach Vickers von HV0-05=4330-4580 kg/mm2 auf.
Ein Graphitstab mit einem Durchmesser von 2 mm wird analog Beispiel 33 unter den folgenden Reaktionsbedingungen beschichtet: Temperatur: 950°C; Druck
720 Torr; Reaktionsdauer 2 Stunden; Gasgemisch: 97 Vol.-% Wasserstoff, 1 Vol.-% Titantetrachlorid, 2
Vol.-% 2-Ch!or-4,6-bis-(diäthylamino)-s-triazin; Gesamtgasdurchfluß:
1,03 l/min.
Man erhält einen mit einer grauen, harten Schicht überzogenen Graphitstab; Schichtdicke 45 μπι; Mikrohärte
der Schicht HV0-05 = 3000 - 3430 kg/mm2.
B e i s ρ i e 1 35
Beispiel 34 wird wiederholt, jedoch bei einer Temperatur von 1100°C/720 Torr und mit einer
Reaktionszeit von 110 Minuten. Man erhält auf dem Graphitstab eine graue Schicht mit einer Dicke von
200 — 250 μΐη und einer Mikrohärte von HVo.o5 = 258O-318O kg/mm*.
Beispiele 36-44
In der folgenden Tabelle IV sind weitere Kohlenstoffmaterialien beschrieben, die auf die oben angegebene
Weise in einem CVD-Reaktor beschichtet wurden. Die gemäß diesen Beispielen erhaltenen Beschichtungen
weisen eine gute Haftfestigkeit auf und sind frei von Poren und Rissen.
Bsp. | Reaktor | Tem | Druck | Reak- Gas | Gesamt- | Produkt | Schichtdecke | Mikrohärte |
Nr. | beheizung | per. | tions- gemisch | gas- | am/Aussehen | |||
dauer | durch- | Substrat/Farbe | der Schicht | |||||
fluß | kg/mm2) | |||||||
( C) | (Torr) | (Minuten) (Vol.-%) | (l/Min.) | (Gew.-%) | ||||
Widerstandsbeheizung
37 desgl.
850 720 120
950 720 120
97% H2
1% TiCl4
2% Cyanurchlorid
1% TiCl4
2% Cyanurchlorid
89% H2
1% TiCl4
10% 2,4-Di-
chlor-6-
(diisopro-
pylamino)-
s-triazin
,03 Graphitelektrode 30-40 μω HV005=
0 6,2 mm ca. 4200-4380
silbergrau glänzend
1,03 Graphitstab 55 μηι HV0-05=
0 2 mm ca. 3580
grau
Reaktor beheizung |
Tem per. |
21 | Reak tions- dauer |
25 05 007 | 97% H2 1,03 1% TiCi4 2% 2,4-Di- chlor-6- (diisopro- pylamino)- s-triazin |
Produkt Substrat/Farbe |
22 | Mikrohärte | |
( C) | 97% H2 1,03 1% TiCl4 2% 2-Dime- thylamino- 4,6-bis- (diäthyl- amino)-s- triazin |
(Gew.-%) | kg/mm3) | ||||||
Fortsetzung | Wider stands- beheizung |
950 | Druck | Gas- Gesamt gemisch gas- durch- fluß |
92% H-, 1,03 1% TiCl4 7% 2-Dime- thylamino- 4,6-bis-(di- äthylamino)- s-triazin |
desgl. | Schichtdecke um/Aussehen der Schicht |
HVÜO,= 3100 |
|
Bsp. Nr. |
desgl. | 950 | (Torr) | (Minuten) (Vol.-%) (!/Min.) | 95,5% H2 1,03 1,5% TiCI4 3% 2,4-Di- chlor-6-(di- allylamino)- s-triazin |
desgl. | HV0.05= 2450-3090 |
||
Wider stands- beheizung |
950 | 720 | 120 | 93,5% H1 0,4 1,5% TiCl4 5% 2,4-Di- chlor-6-(di- allylamino)- s-triazin |
Graphitstab 0 2 mm grau |
50 μπι | HV00,= 3070-3860 |
||
38 | Von außen mit Ofen beheizt |
800 | 720 | 120 | desgl. 0,4 | Graphitstab 0 2 mm mattgrau |
ca. 20 μίτι | HV00,= 1500 |
|
39 | desgl. | 800 | 720 | 120 | desgl. 0,4 | C/C-Composite hellgrau |
40 μπι | HV0(H5= ca. 2400 |
|
40 | desgl. | 800 | 100 | 300 | Beispiel | glasiger Kohlenstoff hellgrau |
15 μτη gut haftend, porenfrei |
HV0Qi5= ca. 2000 |
|
41 | desgl. | 800 | 20 | 240 | Kohlenstoffaser hellgrau |
8 μπι gut haftend, porenfrei |
HV01115= 2300-3000 |
||
42 | 20 | 240 | 45 | 10 am gut haftend, pore η frei |
|||||
43 | 20 | 240 | ca. 5 μίτι gut haftend, porenfrei |
||||||
44 | |||||||||
Der Versuch wird in einem Plasma-Reaktor mit einem Plasmabrenner konventioneller Bauart (Brennerleistung:
7,8 kw [30 V, 260A]) durchgeführt. Der Reaktor ist in einer von der Außenatmosphäre
abgeschlossenen, wassergekühlten Reaktionskammer aus rostfreiem Stahl angeordnet. Das Plasma wird durch
einen zwischen der Wolframkathode und der Kupferanode des Plasmabrenners angeordneten Gleichstrom-Lichtbogen
erzeugt. Die Kathode und Anode sind ebenfalls wassergekühlt. Als Plasmagase können Argon
oder Wasserstoff verwendet werden. Die Reaktionsgase werden mit Hilfe eines Trägergases durch seitliche
Bohrungen in der Austrittsdüse der Kupferanode in den Plasmastrahl eingeführt. Die Konzentration der Reaktionsgase
im Trägergasstrom wird mit Hilfe von
no thermostatisch regulierbaren Verdampfervorrichtungen
und Durchilußreglern eingestellt. Das Substrat, das unter Umständen wassergekühlt sein kann, befindet sich
in einem Abstand von 1 - 5 cm vor der Austrittsöffnung des Plasmastrahls in der Kupferanode.
6s Zu Beginn des Versuches wird die Reaktionskammer
evakuiert, gespült und mit Argon gefüllt. Dann wird das Plasmagas (Argon, 90 Mol/Stunde) eingeführt und die
Plasmaflamme gezündet. Ein Substrat aus Graphit wird
in einem Abstand von 2 cm vor der Austrittsöffnung des
Plasmastrahls angeordnet, und die Reaktionsgase und das Trägergas werden wie folgt in den Plasmastrahl
eingeleitet:
Titantetrachlorid:
0,02 Mol/Stunde,
Trägergas (Wasserstoff) für TiCl4:
Trägergas (Wasserstoff) für TiCl4:
1 Mol/Stunde,
2,4,6-Tris-(diäthylamino)-s-triazin:
2,4,6-Tris-(diäthylamino)-s-triazin:
Die Temperatur der Plasmaflamme liegt oberhalb 30000C; die Temperatur der Su1 stratoberfläche beträgt
ca. 25000C. Nach einer Reaktionsdauer von 6 Minuten wird der Plasmabrenner abgeschaltet, und das beschich-
tete Substrat wird in der gasgefüllten Reaktionskammer abgekühlt. Man erhält eine homogene, metallisch
glänzende, hellgraue Schicht; Dicke 4 μπι; durch Röntgenbeugung ermittelte Zusammensetzung: TiC
(Gitterkonstante a=4,33 A).
Analog der in Beispiel 45 beschriebenen Arbeitsweise wird ein Substrat aus Aluminiumoxid behandelt. Die
Temperatur der Substratoberfläche während der Beschichtung beträgt ca. 19000C. Es wird eine harte
relativ poröse Schicht erhalten, die aus mehreren Zoner von unterschiedlicher Farbe aufgebaut ist. Die äußerste
graue Zone weist eine Gitterkonstante a = 4,25 A auf.
Claims (3)
- Patentansprüche:ί. Verfahren zum Beschichten von anorganischen Substraten mit Carbiden, Nitriden und/oder Carbonitriden des Eisens, Bors, Siliziums oder der Übergangsmetalle der Nebengruppen 4-6 des Periodischen Systems durch * direkte thermische Reaktion von Eisen, Bor, Silizium oder Obergangsmetallen der Nebengruppen 4—6 des Periodischen Systems oder Derivaten davon mit Kohlenstoff und Stickstoff liefernden Substanzen, gegebenenfalls in Gegenwart von Chlorwasserstoff, Stickstoff oder Argon, dadurch gekennzeichnet, daß man als Kohlenstoff- und Stickstofflieferanten mindestens eine Verbindung der Formel I-x,(Deinsetzt, worin Y=N— =CH—=C—Halogeneines von X,, X2 und X, Wasserstoff, Halogen, Alkyl, Phenyl,—CN—ΝR,— Ν—ΝR4und die beiden anderen unabhängig voneinander Halogen,—CN -NH,Wasserstoff, Alkyl, Halogenalkyl, Cyanalkyl, Aminoalkyl, Alkylaminoalkyl oder Alkenyl, R2 Alkyl, Halogenalkyl, Cyanalkyl, Aminoalkyl, Alkylaminoalkyl oder Alkenyl und R5 Wasserstoff oder Alkyl bedeuten, wobei Alkylgruppen 1 - 4, die Aikylteile in substituierten Alkylgruppen je 2—4 und Alkenylgruppen je 3 oder 4 Kohlenstoffatome aufweisen.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man mindestens eine Verbindung der Formel I einsetzt, worin Y=N- oder =C-Halogenen, eines von Xi, X2 und X3 Halogen, —CN, —NH2,—ΝR,R5Ν—ΝR4und die beiden anderen unabhängig voneinander Halogen,— N\ IR5— N—n'darstellen, wobei Ri, Rj, R4 und R5 unabhängig voneinander Wasserstoff oder Alkyl mit 1—4 Kohlenstoffatomen und R2 Alkyl mit 1 —4 Kohlenstoffatomen oder Alkenyl mit 3 oder 4 Kohlenstoffatomen bedeuten.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man mindestens eine Verbindung der Formel I einsetzt, worin Y =N—, eines von Xi, X2 und X3— N— N— N—N60 oder/3— Ν — Νdarstellen, Ri, R3 und R4 unabhängig voneinander und die beiden anderen unabhängig voneinanderChlor,oder—Νoder=C—Halogeneines von X1, X, und X3 Wasserstoff, Halogen, Alkyl, Phenyl,— CN—Ν—ΝR4darstellen, oder mindestens eine Verbindung der Formel I einsetzt, worin Y=N- und Xi, X2 end
unabhängig voneinanderR1
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH170174 | 1974-02-07 | ||
CH170074A CH595891A5 (en) | 1974-02-07 | 1974-02-07 | Hard coating of carbides or (carbo)nitrides |
CH170074 | 1974-02-07 | ||
CH170174A CH593133A5 (en) | 1974-02-07 | 1974-02-07 | Hard coating of carbides or (carbo)nitrides - applied by direct thermal reaction of iron, boron, silicon, etc., with di- or triazine cpd. |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2505007A1 DE2505007A1 (de) | 1975-08-14 |
DE2505007B2 DE2505007B2 (de) | 1977-06-30 |
DE2505007C3 true DE2505007C3 (de) | 1978-02-16 |
Family
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