DE2600631A1 - 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 carbonitriden

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DE2600631A1 DE19762600631 DE2600631A DE2600631A1 DE 2600631 A1 DE2600631 A1 DE 2600631A1 DE 19762600631 DE19762600631 DE 19762600631 DE 2600631 A DE2600631 A DE 2600631A DE 2600631 A1 DE2600631 A1 DE 2600631A1
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Description

  • Verfahren zum Beschichten von anorganischen Substraten
  • mit Carbiden, Nitriden und/oder Carbonitriden Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten von anorganischen Substraten mit Carbiden, Nitriden und/oder Carbonitriden des Eisens, Bors, Siliciums oder der übergangsmetalle der Nebengruppe 4 bis 6 des periodischen Systems der Elemente sowie die nach diesem Verfahren beschichteten Substrate.
  • Seit etwa 25 Jahren werden Hartstoffe als Schutzschichten gegen Reibung und Verschleiss auf anorganischen Materialien auf thermochemischem Wege abgeschieden; vgl. A. Münster, W. Ruppert, Z.
  • Elektrochemie, 57 (1953) 558, 564 und H. Wiegand, W. Ruppert, Metalloberfläche 14 (1960) 229 sowie 15 (1961) 1. Dabei erfolgt die chemische Abscheidung der Hartstoffe aus der Gasphase-CVD-Verfahren (Chemical Vapor Deposition). Bei diesem Verfahren werden gasförmige Ausgangsstoffe durch Zufuhr von Wärmeeneryie bei hohen Temperaturen zersetzt. Bei der thermischen Umsetzung der Ausgangsprodukte wie Metallhydride, Metallcarbonyle, Metallhalogenide usw. mit organischen Verbindungen in der Gasphase fallen die festen Reaktionsprodukte je nach Versuchs führung als Schichten oder Pulver an. Die Zersetzungsprodukte, die meist flüchtig sind, werden in einem inerten Trägergasstrom aus dem Reaktionssystem entfernt. Die Durchführung der chemischen Abscheidung von Hartstoffen aus der Gasphase (CVD) ist in aller Regel sehr aufwendig und benötigt zur Durchführung komplizierte und teuere Vorrichtungen, wobei es sehr schwierig ist, die Reaktion gleichmässig durchzuführen, wobei eine genau dosierte Zuführung der gasförmigen Reaktionspartner notwendig ist. Es ist ferner beim CVD-Verfahren sehr schwierig, auch Kanten und Ecken auf Werkstücken gleichmässig mit Hartstoffen zu überziehen. Das Gebiet der Hartstoffe und das Beschichten von anorganischen Materialien durch Carbide, Nitride und/oder Carbonitride wurde in den vergangenen Jahren intensiv bearbeitet und eine grosse Zahl von Entwicklungsarbeiten befasst sich damit, einzelne der erwähnten Nachteile zu überwinden.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, Hartstoffe auf anorganischen Substraten zu erzeugen und die anorganischen Substrate mit Carbiden, Nitriden und/oder Carbonitriden zu beschichten, wobei die Bildung der Carbide, Nitride und/oder Carbonitride nicht oder nicht ausschliesslich über die gasförmigen Ausgangsstoffe verlaufen soll, um das Verfahren in apparativer Hinsicht einfacher durchführen zu können, um auf diese Weise relativ rasch, im Vergleich zum bisherigen CVD-Verfahren Carbide, Nitride und/oder Carbonitride auf anorganischen Substraten zu erzeugen.
  • Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Beschichten von anorganischen Substraten mit Carbiden, Nitriden und/oder Carbonitriden des Eisens, Bors, Siliciums oder der übergangsmetalle der Nebengruppe 4 bis 6 des periodischen Systems der Elemente, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man bevorzugt wasserlösliche Salze von Eisen, Bor, Silicium oder von übergangsmetallen der Nebengruppe 4 bis 6 mit nichtionischen, anionischen oder kationischen Polyacrylamiden, die in Wasser gelöst, durch Wasser angequollen oder wobei die Polyacrylamide in Wasser-in-Öl-Emulsionen enthalten sind, auf dem anorganischen Substrat bei Temperaturen zwischen 500 und 18000C thermisch umsetzt.
  • Das erfindungsgemässe Verfahren wird vorzugsweise so durchgeführt, dass man in die wässrige Polyacrylamidlösungen oder in die Polyacrylamid enthaltenden Wasser-in-Öl-Emulsionen Salze des Eisens, Bors, Siliciums oder der übergangsmetalle der Nebengruppe 4 bis 6 des periodischen Systems und gegebenenfalls pulverförmiges Polyacrylnitril, Russ, Pulver von Petrolkoks, Elektrographit, Flockengraphit, Formaldehydharz und/oder Furanharz einarbeitet und diese Pulver in der wässrigen Lösung oder der Emulsion des Polyacrylamids homogen und fein verteilt und das Gemisch anschliessend auf dem Substrat bei Temperaturen zwischen 500 bis 18000C oder höher umsetzt. Das erfindungsgemässe Verfahren kann auch so durchgeführt werden, dass man in der wässrigen Polyacrylamidlösung oder in der Polyacrylamid enthaltenden Wasser-in-Öl-Emulsion pulverförmiges Siliciumpulver homogen verteilt und anschliessend die thermische Umsetzung beiTemperaturen zwischen 500 bis 18000C oder bei höheren Temperaturen durchführt.
  • Beispiele für geeignete Trägermaterialien, die sich erfindungsgemäss durch thermische Umsetzung von Salzen des Eisens, Bors, Siliciums oder der übergangsmetalle der Nebengruppe 4 bis 6 des periodischen Systems mit wasserhaltigen Polyacrylamiden mit den entsprechenden Carbiden, Nitriden und/oder Carbonitride'n überziehen lassen, sind Kohle- oder Graphitelektroden, Kohle-oder Graphitfasern, glasartiger Kohlenstoff ("glassy carbon"), Kohleformkörper , metallische Gegenstände, wie Bleche oder Werkzeuge aus Eisen, Stahl, Aluminium, Titan, Tantal, Wolfram, Vanadium,Molybdän oder deren Legierungen. Als Trägermaterial lassen sich erfindungsgemäss auch keramische Materialien verwenden, die beispielJweise aus A1203, SiO2, SiC, Si3N4, TiN, BN, VN, CrC usw. bestehen.
  • Das erfindungsgemässe Verfahren zum Beschichten von anorganischen Trägermaterialien mit Carbiden, Nitriden und/oder Carbonitriden durch thermische Umsetzung zwischen 500 bis 18000C, bevorzugt zwischen 800 und 15000C, d.h. die thermische Reaktion von Metallen oder Nichtmetallen bzw. bevorzugt von wasserlöslichen Metallsalzen mit Polyacrylamiden in Gegenwart von Wasser erfolgt mit kationischen, nichtionischen oder anionischen Polyacrylamiden.
  • Ausser Homopolymerisaten des Acrylamids lassen sich auch Copolymere von Acrylamid mit kationischen Monomeren, wie Dimethylaminoäthylmethacrylätund dergl. verwenden, bei denen die Acrylamidmenge etwa 95 bis 85 Gew.-% des Polymerisats ausmacht. Auch Copolymerisate von Acrylamid mit anderen Vinylmonomeren, wie Methylmetharylat,Acrylnitril, Styrol, Acrylsäure, Maleinsäureanhydrid sowie Polyvinylalkoholen, Allyl- und Diallylamin und Polystyrolsulfonate , können erfindungsgemäss verwendet werden.
  • Solche Copolymerisate enthalten im allgemeinen zumindest 50 Gew.-% Acrylamid. Das Molekulargewicht der Acrylamidpolymerisate reicht von etwa loo.ooo bis etwa 20 Mio.
  • Die nichtionogenen, kationischen oder anionischen Acrylamidpolymerisate können in wässriger Lösung, beispielsweise als o,5 bis 1o %-ige wässrige Lösunge oder als Wasser-in-öl-Emulsion angewandt werden, wobei die Polymeremulsionen im allgemeinen etwa 5 bis etwa 75 % Acrylamidpolymerisat und vorzugsweise etwa 1o bis 45 % dieses Polymerisats enthalten. Erfindungsgemäss verwendbare Wasser-in-Öl-Emulsionen der Acrylamidpolymerisate sind beschrieben in der DT-OS 2 431 795, der DT-AS 2 154 o81, der US-PS 3 624 o19 und der US-PS 3 282 874. Die nichtionogenen, kationischen oder anionischen Acrylamidpolymerisate können auch in festem, durch Wasser angequollenem Zustand zur Behandlung der Substrate in Gegenwart der Salze des Eisens, Bors, Siliciums, oder der übergangsmetalle der Nebengruppe 4 bis 6 des periodischen Systems und nachfolgende Pyrolyse bei 500 bis 18000C verwendet werden. Beispiele für geeignete, zur Umsetzung mit Polyacrylamiden bei 500 bis 18000C verwendbare Salze sind Tantal-(III)chlorid, S?Cl3 6 H20 (Scandium(III)chlorid), Sc(No3! TiCl3 . 6 H20, ZrOCl2, ein Gemisch von Chrom(III)chlorid und Chrom(II)chlorid, Eisen(II)chlorid, Eisen(III)chlorid, Phosphorwolframsäure, Phosphormolybdänsäure, VCl4, VCl3, VCl2, trans-Dichloro-diäthylendiamin-chrom(III)chlorid, Dichloro-aquo-triaminchrom(III)chlorid, Kalium-hexachloro-molybdat, die Additionsverbindung von BCl3-NR3, wobei R die Methylgruppe bedeutet. Zum überziehen von Kohlematerialien, wie beispielsweise Kohleelektroden oder Kohle- oder raphitfasern,eignet sich auch die Verwendung von Wasserglas, das in Gegenwart von Polyacrylamidlösungen bzw. -emulsionen und gegebenenfalls Polyacrylnitrilpulver oder in der Polyacrylamidlösung bzw. -emulsion fein emulgiertem Russ zu Siliciumcarbid oder Siliciumnitrid thermisch umgesetzt wird.
  • In Wasser nicht beständige Metallsalze, vorzugsweise Metallchloride,werden mit der wässrigen Polyacrylamidlösung oder der Wasser-in-Öl-Emulsion, die Polyacrylamid enthält, in salzsaurer Lösung angewandt und thermisch zu den entsprechenden Carbiden, Nitriden und/oder Carbonitriden umgesetzt. In dieser Form, d.h.
  • in mehr oder weniger konzentrierter wässriger Salzsäure, lassen sich beispielsweise ZrCl4, TiC14, Uran(IV)chlorid, VanadiumÇtv)-chlorid, WCl4, WCl2 oder Vanadium(V)oxichlorid im erfindungsgemässen Verfahren verwenden. Das erfindungsgemässe Verfahren lässt sich auch so durchführen, dass beispielsweise Substrate aus Kohlenstoff, wie Kohlenstoff- oder Graphitfasern, Kohle-oder Graphitelektroden oder Kohlenstofformkörper mit alkoholischen Lösungen von beispielsweise Vanadium(III)chlorid, Vanadium-(IV)chlorid, Wolfram(IV)chlorid, Wolfram(V)chlorid, Wolfram(VI)-chlorid, Titan(IV)chlorid usw. besprüht oder bestrichen werden und anschliessend mit einer Wasser-in-Öl-Emulsion von Polyacrylamid besprüht und pyrolytisch bei Temperaturen zwischen 500 und 0 1800 C umgesetzt werden. Eine weitere Variante des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass beispielsweise Metallbleche, -werkstücke oder Substrate aus Kohlematerialien oder keramischen Materialien mit Polyacrylamidlösungen oder Wasserin-Ol-Emulsionen von Polyacrylamiden überzogen und pyrolytisch behandelt werden, wobei diese anorganischen Substrate einen feinen Überzug einer Kohleschicht erhalten, wobei gegebenenfalls bei diesem Verfahren in die wässrige Polyacrylamidlösung bzw.
  • -emulsion fein verteiltes Polyacrylnitrilpulver, Flockengraphit, Russ oder dergl. eingearbeitet wird. Daran anschliessend wird auf die anorganischen Substrate dann ein Gemisch einer wässrigen Polyacrylamidlösung tzw. einer Polyacrylamidemulsion zusammen mit den Salzen des Eisens, Bors, Siliciums oder der übergangsmetalle der Nebengruppe 4 bis 6 des periodischen Systems aufge-0 bracht und erneut bei Temperaturen zwischen 500 und 18oo C oder gegebenenfalls bei noch höheren Temperaturen zur Bildung der entsprechenden Carbide, Nitride und/oder Carbonitride durchgeführt. Daran anschliessend kann das so beschichtete anorganische Substrat nochmals mit einer wässrigen Polyacrylamidlösung oder mit einer Wasser-in-Öl-Emulsion des Polyacrylamids behandelt und nochmals pyrolysiert werden. Das erfindungsgemässe Verfahren kann selbstverständlich auch so abgewandelt werden, dass das -anorganische Substrat mit Polyacrylamid in Gegenwart von Wasser und den oben genannten Salzen getränkt, bestrichen oder besprüht wird und anschliessend an die thermische Zersetzung zwischen 500 und 18000C erneut eine Polyacrylamidlösung oder eine Polyacrylamidemulsion auf das anorganische Substrat aufgebracht und diese thermisch pyrolysiert wird.
  • Der genannte Vorgang lässt sich gegebenenfalls auch mehrfach wiederholen.
  • Das erfindungsgemässe Verfahren wird vorzugsweise in nichtoxidierender Atmosphäre durchgeführt. Das erfindungsgemässe Verfahren lässt sich auch in Gegenwart von Reduktionsmitteln, wie Wasserstoffgas, durchführen. In gewissen Fällen kann es auch vorteilhaft sein, für den Transport der Abgase ein Trägergas, wie Argon oder Stickstoff, zu verwenden. Bei Verwendung von Stickstoff, oder einem Gasgemisch, das beispielsweise aus Argon und Stickstoff besteht, werden bevorzugt die entsprechenden Carbonitride und/oder die Nitride des Eisens, Bors, Siliciums oder der Übergangsmetalle der Nebengruppe 4 bis 6 des periodischen Systems gebildet.
  • Neben den hereits genannten anionischen, nichtionischen oder kationischen Polyacrylamiden lassen sich erfindungsgemäss auch Polyacrylamide verwenden, die substituiert oder abgewandelt wurden, wie beispielsweise Polyacrylamide, bei denen ein Teil der Amidgruppierungen im Polyacrylamid durch Hofmann'schen Abbau in die Amingruppen abgebaut wurden; oder es lassen sich auch solche Polyacrylamide verwenden, deren Amidgruppen mit Formaldehyd umgesetzt wurden.
  • Im Anschluss an das erfindungsgemässe Beschichten der anorganischen Substrate können diese gegebenenfalls weiter mit Carbiden, Nitriden und/oder Carbonitriden beschichtet werden, die entsprechend dem bekannten CVD-Verfahren aus der Gasphase aufgebracht werden.
  • Werden als Substrate Kohlenstoffmaterialien verwendet, so lässt sich durch das erfindungsgemässe Beschichten derselben eine heträchtliche Verbesserung der Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit der Kohlenstoffsubstrate erreichen.Die erfindungsgemässe Oberflächenvergütung bzw. -härtung von Metallen, Kohlenstoffsubstraten oder keramischen Substraten dient zur Erhöhung der Verschleiss- und Korrosionsfestigkeit. Erfindungsgemäss werden beispielsweise Werkzeugstahl, Gusseisen, Titan, Vanadium-, Tantal-, Titan- und Eisenbleche beschichtet und die so beschichteten anorganischen Substrate können je nach Trägermaterial als Drehstahl, Press-, Stanz-, Schneid" und Ziehwerkzeuge, als feinmechanische Bauteile für die Uhren- und Textilindustrie, für Raketendüsen, Turbinenschaufeln, korrosionsfeste Apparaturen für die chemische Industrie usw. verwendet werden. Die erfindungsgemäss beschichteten Kohle- und Graphitelektroden weisen eine erhöhte Oxidationsbeständigkeit auf und erfindungsgemäss beschichtete ohlenstoff- und Graphitfasern, wie auch "chopped fibers", die erfindungsgemäss mit Polyacrylamidlösungen oder Polyacrylamidemulsionen und den oben genannten Salzen behandelt und thermisch umgesetzt wurden, weisen eine verbesserte Haftung und Benetzbarkeit durch die Metallmatrix (Aluminium-, Kupfer-, Messing-, Titanmatrix usw.) auf.
  • Kohlenstoff- oder Graphitfasern werden erfindungsgemäss vorzugsweise unter Anwendung von Zug nach dem Aufbringen der Polyacrylamide und der oben genannten Salze thermisch mit den Carbiden, Nitriden und/oder Carbonitriden beschichtet.
  • Beim erfindungsgemässen Verfahren, d.h. bei der thermischen Umsetzung zwischen den Polyacrylamiden und den Salzen des Eisens, Bors, Siliciums oder der übergangsmetalle der Nebengruppe 4 bis 6 des periodischen Systems der Elemente können zur Erhöhung der Kohlenstoffausbeute bei der Umsetzung in der wässrigen Salzlösung, im Polyacrylamid oder im Gemisch dieser Stoffe, beispielsweise die Kohlenstoff-oder die Stickstoffausbeute erhöhende Stoffe gelöst oder suspendiert sein, wie beispielsweise Rohrzucker, Mannit,Glycerin-Zuckerester, Melamin, fein dispergiertes Diphenylmethan usw.
  • Das erfindungsgemässe Verfahren kann auch in der Weise durchgeführt werden, dass die genannten anorganischen Substrate, wie beispielsweise Kohlematerialien, keramische Materialien, Bleche oder Werkstoffe aus Metallen oder deren Legierungen mit nichtwässrigen Lösungen bestrichen, besprüht oder behandelt werden, die Metallsalze oder Metalloidsalze enthalten, die in den nichtwässrigen Lösungsmitteln löslich sind und wobei im Anschluss an diese Salzbehandlung das anorganische Substrat mit einer Wasserin-Öl-Emulsion, die Polyacrylamid enthält, behandelt wird, und wobei im Anschluss daran sich die thermische Behandlung bei 500 bis 18000C anschliesst. Beispielsweise kann auf diese Weise Wolfram(VI)chlorid, Bor(III)iodid oder Siliciumchloroform in Benzol auf die anorganischen Substrate, vorwiegend auf Kohlematerialien, aufgebracht werden, währenddessen beispielsweise Vanadium(II)chlorid oder Vanadium(V)oxichlorid in Ather, wie Diisopropyläther, auf die anorganischen Substrate aufgebracht wird, und sich daran dann die Behandlung mit einer Polyacrylamid enthaltenden Wasser-in-Öl-Emulsion und die thermische Umsetzung anschliesst.
  • Die Beispiele erläutern die Erfindung.
  • Beispiel 1 Ein handelsüblicher Kohlenstoffaserstrang (mit rund 104 Einzelfäden) und einem E-Modul von 50 x io6 psi werden in einer 4 %-igen Polyacrylamidlösung getränkt, wobei diese wässrige Polyacrylamidlösung 0,1 % eines Anlagerungsproduktes von 1o Mol Äthylenoxid an 1 Mol Octylphenol und 3 % Tantal(III)chlork enthält.Der so behandelte Kohlenstoffaserstrang wird in einem Wärmeofen unter 0 Anwendung von Zug während 30 Minuten bei 500°C behandelt, währenddessen durch den Wärmeofen ein langsamer Stickstoffstrom geleitet wird (o,1o9 1 Stickstoff pro Minute). Anschliessend wird der Kohlenstoffaserstrang mit der 4 %-igen Polyacrylamidlösung, die wie oben beschrieben, eine oberflächenaktive Substanz und Tantal(III)chlorid enthält, nochmals getränkt und im Wärmeofen, durch den ein Gasgemisch, bestehend aus 97 Vol.-t Wasserstoff und 30 Vol.-% Argon geleitet wird (o,212 1 / min) während 1,5 Stunden bei 970°C behandelt. Auf diese Weise erhält man Kohlenstoffasern, die mit einer dünnen Schicht aus Tantalcarbid bzw.
  • Tantalcarbonitrid bedeckt sind, und die sich durch die Aluminiummatrix gut benetzen lassen.
  • Beispiel 2 In 500 ml einer kationischen Polyacrylamid-Wasser-in-Ol-Emulsion (Latex), bestehend aus 45 Teilen Wasser, 30 Teilen des kationischen Polyacrylamids, 25 Teilen Tuluol und 3 Teilen Sorbitanmonooleat werden 200 ml einer Benzollösung eingerührt, in der 24 g Bor(III)ibdid gelöst sind. Mit dieser Bor(III)iodid enthaltenden Polyacrylamid-Wasser-in-Ol-Emulsion wird ein handelsübicher Kohlenstoffaserstrang besprüht und in einem Wärmeofen, durch den ein langsamer Argonstrom geleitet wird, während 30 Minuten auf 620°C erhitzt. Dann wird die Temperatur im Wärmeofen während 45 Minuten auf 12oo0C erhöht, währenddessen ein langsamer Argonstrom durch den Ofen geleitet wird.
  • Beispiel 3 Ein handelsüblicher Kohlenstoffaserstrang wird mit einer 7 %-igen Vanadium(V)oxichloridlösung getränkt, wobei als Lösungsmittel für das Vanadium(V)oxichlorid Diisopropyläther verwendet wird.
  • Der mit dem Metallsalz behandelte Kohlenstoffaserstrang wird rasch durch eine nichtionogene Polyacrylamid-Wasser-in-Ol-Emulsion (Latex) gezogen und mit trockenem, pulverförmigem, nichtionogenen Polyacrylamid bestäubt und anschliessend im Wärmeofen während 3 Stunden bei 910°C behandelt, wobei durch den Wärmeofen ein ganz schwacher Stickstoffstrom geleitet wird.
  • Beispiel~ In 5oo ml einer 4 %-igen nichtionogenen Polyacrylamidlösung werden 25 g CrCl3 und 5 g VCl3 gelöst und in dieser Lösung 3,7 g Polyacrylnitrilpulver fein dispergiert. Mit diesem Gemisch wird eineGraphitelektrode bestrichen, die im Wärme-0 ofen während 20 Minuten bei 80°C behandelt und anschliessend im Wärmeofen während 42 Minuten bei 140000 pyrolytisch behandelt wird.
  • Beispiel 5 Zu 500 ml einer Wasser-in-öl-Emulsion aus 45 Teilen Wasser, 30 Teilen nichtionogenem Polyacrylamid, 25 Teilen Xylol und 3 Teilen Sorbitanmonooleat werden unter intensivem Rühren 80 ml einer 3 %-igen nichtionogenen Polyacrylamidlösung gegeben, in der 7 g Vanadiumtrichlorid gelöst sind. In dieses Gemisch wird ein entfettetes, d.h. mit Chloroform behandeltes Titanblech eingetaucht und nach dem Abtropfen wird dieses Titanblech im Wärmeofen, den ein schwacherStickstoffstrom durchströmt, bei 6000C während 20 Minuten und anschliessend während 120 Minuten bei 1100°C behandelt. Auf diese Weise erhält man ein Titanblech, das mit einer Vanadiumcarbonitridschicht bedeckt ist.
  • Beispiel 6 3 20 g eines Kohlenstoffschaumes einer Dichte von o,1 g/cm3 wird in einer 2 %-igen Polyacrylamidlösung, die stark salzsauer gestellt ist, und die o,5 % Tantaltrichlorid und 1 % Titantetrachlorid sowie 2 % Malachitgrün enthält, getränkt.
  • (Unter % werden in diesen Beispielen Gewichtsprozente verstanden, wobei sich die Gewichtsprozente auf das Wasser der Polyacrylamidlösung beziehen.) Nach dem Abtropfen des so behandelten Schaumkohlenstoffes wird dieser Schaumkohlenstoff mit Filtrierpapier vorsichtig und oberflächlich abgetupft und anschliessend wird der so behandelte Schaumkohlenstoff im Glühofen während 45 Minuten bei 970°C thermisch behandelt.
  • Nach dem Abkühlen wird der Kohlenstoffschaum erneut in die obenbeschriebene Lösung eingetaucht und mit dieser getränkt, nach dem Abtropfen mit Filtrierpapier abgetupft und erneut im Wärmeofen währen 45 Minuten bei 970°C hitzebehandelt. Dieser beschriebene Vorgang wird fünfmal wiederholt und am Schluss wird der Kohlenstoffschaum während 2,5 Stunden bei 14000C geglüht, wobei bei allen Hitzebehandlungen ein schwacher Wasserstoffstrom durch den Ofen geleitet wird.

Claims (8)

  1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Verfahren zum Beschichten von anorganischen Substraten mit Carbiden, Nitriden und/oder Carbonitriden des Eisens, Bors, Siliciums oder der übergangsmetalle der Nebengruppe 4 bis 6 des periodischen Systems der Elemente, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , dass man wasserlösliche oder in organischen Lösungsmitteln lösliche Salze von Eisen, Bor, Silicium oder von übergangsmetallen der Nebengruppe 4 bis 6 des periodischen Systems mit nichtionischen, anionischen oder kationischen Polyacrylamiden, die in Wasser gelöst, durch Wasser angequollen oder wobei die Polyacrylamide in Wasser-in-Öl-Emulsionen enthalten sind, auf dem anorganischen Substrat bei Temperaturen 0 0 zwischen 500°C und 18000C thermisch umsetzt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i ch n e t , dass man als anorganische Substrate als Trägermaterial für die Carbide, Nitride und/oder Carbonitride Kohleaterialien, Metalle oder keramische Materialien verwendet.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , dass man die thermische Umsetzung zwischen den genannten Salzen und den Polyacrylamiden in nichtoxidierender Atmosphäre durchführt.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , dass man in die wässrigen Polyacrylamidlösungen oder in die Polyacrylamid enthaltenden Wasser-in-Öl-Emulsionen ausser den Salzen von Eisen, Bor, Silicium oder von übergangsmetallen der Nebengruppe 4 bis 6 des periodischen Systems der Elemente, gegebenenfalls pulverförmiges Polyacrylnitril, Russ, Pulver von Petrolkoks, Elektrographit, Flockengraphit, Formaldehydharz und/oder Furanharz einarbeitet und diese Pulver in der wässrigen Lösung oder der Emulsion des Polyacrylamids fein (homogen) verteilt und das Gemisch auf dem anorganischen 0 Substrat bei Temperaturen zwischen 500 bis 18000C umsetzt.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , dass man in der wässrigen Polyacrylamidlösung oder in der Polyacrylamid enthaltenden Wasser-in-Öl-Emulsion Siliciumpulver homogen verteilt und die Umsetzung bei 0 500 bis 18000C in Gegenwart von Salzen des Eisens, Bors, Siliciums oder der Übergangsmetalle der Nebengruppe 4 bis 6 des periodischen Systems, durchführt.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , dass man als Trägermaterial Kohle- oder Graphitelektroden, Kohle- oder Graphitfasern, Kohleformkörper, Schaumkohlenstoff, metallische Gegenstände aus Eisen, Stahl, Aluminium, Titan, Tantal, Wolfram, Vanadium, Molybdän oder deren Legierungen verwendet.
  7. 7. Die nach dem Verfahren gemäss Anspruch 1 erhaltenen beschichteten Substrate.
  8. 8. Verwendung von nichtionischen, kationischen oder anionischen Polyacrylamiden, die gegebenenfalls modifiziert sind, in Gegenwart von Salzen des Eisens, Bors, Siliciums oder der Übergangsmetalle der Nebengruppe 4 bis 6 des periodischen Systems, gegebenenfalls in Gegenwart von pulverförmigem Silicium, Titan, Vanadium, Wolfram, Molybdän, Chrom, Eisen, Tantal, Bor oder deren Oxiden, Carbiden oder Nitriden, Kohlenstoff, Graphit, Polyacrylnitril, Phenolformaldehyd- oder Furanharz, zur Herstellung von Carbid-, Nitrid- und/oder Carbonitrid-Schichten auf anroganischen Substraten bei Temperaturen von 500 bis 18000C in nichtoxidierender Atmosphäre.
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