DE4239391C2 - Gegenstände aus Aluminium, Magnesium oder Titan mit einer mit Fluorpolymeren gefüllten Oxidkeramikschicht und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Oxidkeramik-Fluorpolymer-Schichtverbunden auf Gegen­ ständen aus Aluminium, Magnesium, Titanium oder deren Legierungen, insbesondere von Leichtmetall-Bauteilen die in der Turbopumpen- und Turbinentechnik eingesetzt werden sowie die damit erhaltenen neuen Gegenstände.

Für schnellaufende rotierende Teile, die mit korrosiv wirkenden Medien in Berührung kommen, wird auf Metalle zurückgegriffen, die entweder selbst chemisch sehr be­ ständig aber damit teuer sind oder es werden Beschich­ tungsverfahren angewendet. Rotor und Stator von Turbo­ molekularpumpen, die bei Drehzahlen zwischen 25 000 und 60 000 U/min arbeiten, werden beispielsweise aus Leichtmetallegierungen gefertigt und zum Schutz gegen Verschleiß- und Korrosionserscheinungen durch Gas- Feststoff-Flüssigkeits-Reaktionen in einem wäßrigen Elektrolyten anodisch oxidiert. Rotoren von Turbomole­ kularpumpen mit diesen Schutz schichten hatten bei dem Test, bei dem plasmaaktiviertes Chlor gepumpt wird zwar schon erheblich höhere Standzeiten als mit ande­ ren Schutzschichten, genügten aber noch nicht voll­ ständig den hohen Anforderungen unter den Betriebsbe­ dingungen des Plasmaätzens von Aluminium oder Alumi­ niumlegierungen mit chlorhaltigen Gasen, das bei der Herstellung von Mikroelektronikteilchen üblich ist.

Auch in der Luft- und Raumfahrttechnik werden viel­ fach Leichtmetalle eingesetzt, wie auch neuerdings Magnesium und Magnesiumlegierungen (Schriftenreihe Praxisforum 12/88: "Neue Werkstoffe und Oberflä­ chenschichten bei Metallen und Polymeren in Ent­ wicklung und Anwendung". N. Zeuner, G. Betz "Neue Magnesiumlegierungen für die Luftfahrt- und Auto­ mobilindustrie").

Es ist bekannt, auf sperrschichtbildenden Metallen oder deren Legierungen durch plasmachemische anodische Oxidation in wäßrig-organischen Elektrolyten Oxid­ keramikschichten herzustellen. (P. Kurze; Dechema- Monographien Band 121 - VCH Verlagsgesellschaft 1990, Seite 167-180 mit weiteren Literaturhinweisen). Der Aufbau solcher Oxidkeramikschichten ist in der Ab­ bildung schematisch dargestellt:

Auf dem Metall 1, z. B. Aluminium, befindet sich eine dünne festhaftende Sperrschicht 2, die etwa bis 1 µ dick, dicht und mit dem Grundmetall 1 sehr fest ver­ bunden ist. Daran schließt sich eine aufgesinterte porenarme Oxidkeramikschicht 3 an. Weil die Schmelze der Oxidkeramikschicht 3 zum Elektrolyten hin schnell durch den Elektrolyten abgekühlt wird, hinterlassen die noch abwandernden Gase, insbesondere Sauerstoff und Wasserdampf, eine Oxidkeramikschicht 4 mit einem weitmaschig verknüpften Kapillarsystem. Aus raster­ elektronenmikroskopischen Untersuchungen wurden Porendurchmesser von 0,1 µm bis 30 µm bestimmt (CERAMIC COATINGS BY ANODIC SPARK DEPOSITION G.P. Wirtz et al, MATERIALS & MANUFACTURING PROCESSES 6 (1) , 87-115 (1991) , insbesondere Fig. 12).

Diese vorbekannten Keramikschichten haben insgesamt Dicken bis maximal 30 µm, die für die meisten Verwendungen als Verschleiß- und Korrosionsschutz­ schichten unzureichend sind.

Mit Verbesserungen des Verfahrens der anodischen Oxidation unter Funkenent­ ladung, die Gegenstand der gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung P 41 39 006 der gleichen Anmelderin mit dem Titel "Verfahren zur Erzeugung von Oxidkeramikschichten auf sperrschichtbildenden Metallen" sind, gelingt es u. a. auch auf Aluminium, Magnesium, Titanium oder deren Legierungen Oxidkeramikschichten zu erzeugen, die wesentlich höhere Schichtdicken bis zu 150 µm haben und sehr abriebfest und korrosionsbeständig sind. Dieses Verfahren wird ausdrücklich in die Offenbarung der vorliegenden Patentanmeldung mit einbezogen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für hochbelastete Bauteile aus Alumi­ nium, Magnesium, Titanium oder deren Legierungen Schutzschichten zu schaffen, die auch unter extremen Bedingungen korrosionsbeständig und äußerst ver­ schleißfest sind. Das gilt insbesondere für turbulent umströmte Leichtmetallbau­ teile, z. B. Rotoren von Pumpen mit hohen Drehzahlen wie Turbomolekularpum­ pen, Turbinenschaufeln, Turbolader, die Außenhaut von Flugzeugen und Rake­ ten, aber auch für Spezialteile der Vakuumtechnik und der Plasmatechnik, Wal­ zen für Koronaentladungen oder Ultraschallsonotroden.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß man in die äußere Oxidkeramikschicht von Gegenständen aus Aluminium, Magnesium, Titanium oder deren Legierun­ gen, die bereits in an sich bekannter Weise mit einer Oxidkeramikschicht mit einem weitmaschig verknüpften Kapillarsystem versehen wurden, Fluorpolymere einer Teilchengröße von 10 bis 50 nm einbringt und den Gegenstand mit dem so vorgefüllten Kapillarsystem wechselnden Druckbedingungen aussetzt.

Vorzugsweise geschieht das mit Gegenständen, die nach dem oben erwähnten Verfahren der gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung eine Oxidkeramik­ schicht einer Dicke von 40 bis 150, insbesondere 50 bis 120 µm, erhalten haben. Die Teilchen der Fluorpolymeren müssen wenigstens in einer Dimension kleiner sein als der Durchmesser der Kapillaren.

Gegenstand der älteren Patentanmeldung DE 41 42 730 A1 ist ein Verfahren zur Einlagerung von Polymeren in mikroporöse Oberflächen, die durch klassische anodische Oxidation (ELOXAL-Verfahren) hergestellt wurden. Solche Oberflächen bestehen aus "einer etwa 0,15 µm dicken zusammenhängenden Unterschicht und einer Deckschicht, die von senkrecht zur Metall stehenden Kapillaren von 0,01 bis 0,05 µm (10 bis 50 nm) in einem Abstand von etwa 0,3 µm durchsetzt ist". ELOXAL-Schichten auf Aluminiumwerkstoffen werden hauptsächlich durch Anodisation in Schwefel-, Phosphor- oder Oxalsäure hergestellt. Dabei wird das zu beschichtende Werkstück in der Beschichtungszelle, die die entsprechende Säure enthält, als Anode gepolt. Als Kathode dient im Regelfalle eine Edelstahlelektrode. Die verwendeten Spannungen liegen bei 20 bis 100 V, je nach eingesetzten Elektrolyten. In der Regel wird Gleichstrom verwendet. Das gebräuchlichste Verfahren ist die Hartanodisation in Schwefelsäure unter Verwendung von Gleichstrom. Sie wird in der Literatur als GS-Verfahren bezeichnet. Das ELOXAL-Verfahren ist ein rein elektrochemisches Verfahren. Es entstehen regelmäßig geformte hexagonale Zellen aus Al₂O₃, die jeweils eine senkrechte Pore enthalten. Die Porendurchmesser liegen bei Schwefelsäure als Elektrolyt in einem Bereich von 15 nm. Im Falle von Aluminium als Grundmetall besteht die Oxidschicht aus γ-AluminiumoM.d, ist amorph, glasartig und somit nicht kristallin, siehe D. Hönicke "Porentextur von anodisch gebildeten Alumiumoxiden", Aluminium 65 (1989), S. 1154-1158.

Im Gegensatz zur älteren Anmeldung wird erfindungsgemäß eine Oxidkeramikschicht, die sich auf einer Sperrschicht bildende Metalloberfläche befindet, mit einem Fluorpolymeren gefüllt.

Die für die Zwecke der Erfindung erforderlichen Dispersionen der Fluorpolymeren sind bekannt. Als Fluorpolymere eignen sich insbesondere die Polymeren und Copolymeren von Tetrafluorethylen, Hexafluorpropen, Vinylidenfluorid, Vinylfluorid und Trifluorchlorethylen. Für die Zwecke der Erfindung werden Polytetrafluorethylene (PTFE), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polyvinylfluorid (PVF), Polytnfluorchlorethylen (PCTFE) sowie TFE-Copolymere bevorzugt. Insbesondere werden Polymere und Copolymere von Tetrafluorethylen bevorzugt. Bezüglich der Handelsnamen und Einzelheiten der Herstellungsverfahren dieser Fluorpolymere wird auf Winnacker-Küchler, Chemische Technolgie, 4. Aufl., Bd. 6, Abschnitt "Kunststoffe", 4.5 Fluorpolymere, S. 407-410 verwiesen.

Die in die äußere Oxidkeramikschicht einzubringenden Teilchen des Fluorpoly­ meren oder seiner Vorstufe liegen, sofern es sich nicht um Flüssigkeiten handelt, zweckmäßig als Lösung oder Suspension in einem geeigneten Lösemittel, z. B. Wasser, vor. PTFE ist als wäßrige Dispersion mit Teilchen einer Größe von 0,2 bis 1 µm im Handel. Sofern Pulver oder Suspensionen in der für die Zwecke der Erfindung erforderlichen Teilchengröße nicht handelsüblich sind, lassen sie sich mit geeigneten Koloidmahlverfahren herstellen. Fluorpolymere werden üblicherweise durch Suspensions- oder Emulsionspolymerisation hergestellt. PTFE z. B. wird technisch durch radikalische Polymerisation von Tetrafluorethylen in vorwiegend wäßriger Flotte hergestellt, die auch das Katalysatorsystem enthält. Es ist möglich, die Teilchengröße der für die Zwecke der Erfindung erforderlichen Fluorpolymeren durch die Dauer der Polymerisation zu bestimmen und so zu begrenzen, daß die Polymerteilchen nicht größer werden als beispielsweise 10 bis 50 nm.

Der Anteil der Fluorpolymeren, insbesondere PTFE, in der Oxidkeramikschicht ist umso größer je kleiner die Polymerpartikel sind. In der Praxis verwendet man daher eine Dispersion mit PTFE-Teilchen einer Größe von 0,1 bis 10 µm, insbesondere 0,3 bis 5 µm.

Das Einbringen der Teilchen von Fluorpolymeren in die Poren der Oxidkeramikschicht geschieht in der Weise, daß der mit Oxidschicht versehene Gegenstand in Gegenwart einer Dispersion der Teilchen des Fluor­ polymeren oder seiner Vorstufe in einem geeigneten inerten Lösungsmittel wechselnden Druckbedingungen ausgesetzt wird. Hierfür eignet sich ein Imprägnier­ system, bei dem zunächst mittels Vakuum die Luft aus dem Kapillarsystem der Oxidkeramikschicht entfernt wird. Das kann in Gegenwart der genannten Polymer­ suspension oder -lösung erfolgen oder auch in der Weise, daß die evakuierte poröse Oxidkeramikschicht im Vakuum den flüssigen Polymersystemen ausgesetzt wird. Unter Einwirkung des Vakuums dringen sie in die Poren ein und werden, nach dem das Vakuum aufgehoben ist, durch den atmosphärischen Druck in die Poren gepreßt und erreichen so auch die feinsten Veräste­ lungen. Der Wechsel von Vakuum und Druck, der auch über den atmosphärischen Druck hinausgehen kann, wird erforderlichenfalls ein oder mehrmals wiederholt. Für dieses Einbringen der Teilchen von Fluorpolymeren in die Oxidkeramikschicht der Gegenstände geeignete Vorrichtungen stehen z. B. in Form des Maldaner-Impräg­ niersystems zur Verfügung.

Wenn turbulent umströmte Leichtmetallbauteile erfin­ dungsgemäß mit den Fluorpolymeren kraftschlüssig ver­ siegelt werden sollen, lassen sich die Betriebsbe­ dingungen mit ihren wechselnden Druckbedingungen für das Einbringen der Fluorpolymeren in das Kapilarsystem und deren Verdichtung nutzen. Hierzu bedarf es einer Vorversiegelungsstufe, in der die poröse Oxidkeramik­ schicht mit dem Fluorpolymer getränkt wird. Anschlies­ send erfolgt eine Endversiegelung, indem das Bauteil den Betriebsbedingungen der turbulenten Umströmung ausgesetzt wird. Das kann auch mit einem Schichtverbund­ system geschehen, das, wie oben beschrieben, bereits durch die Einwirkung wechselnder Druckbedingungen in geeigneten Vorrichtungen erhalten wurde.

Im Fall der Rotoren von Turbomolekularpumpen z. B. erfolgt die Endversiegelung im Turboraum der Pumpe, wo durch das Fehlen einer laminaren Unterschicht der Strömung ungewöhnlich hohe Polymolekularitätsparameter erreicht werden. Durch die Druckbedingungen im Turbo­ raum werden Wasser und Gas aus der Oxidkeramikschicht mit dem weitmaschig verknüpften Kapillarsystem ent­ fernt und das bereits vorhandene Fluorpolymer kraft­ schlüssig verankert. Das Fließverhalten des Polymeren und seine mögliche Volumenzunahme wie beim PTFE tragen zur kraftschlüssigen Verankerung des Polymeren bei. PTFE eignet sich in diesem Fall besonders. Diese Endversiegelung des Oxidkeramik-Fluorpolymer-Schicht­ verbunds erfolgt durch die Injektorwirkung während der extrem wechselnden Druckverhältnisse und die punktuell hohen Energiedichten. Es zeigt sich in Schliffbildern und rasterelektronischmikroskopischen Aufnahmen, daß nach der Endversiegelung das Kapillarsystem des Oxid­ keramik-Polymerschichtverbundes mit den Fluorpolymeren (5) ausgefüllt ist, wie das schematisch in Fig. 1 dargestellt ist.

Der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene Oxid­ keramik-Polymerschichtverbund hat zum Metall hin eine hervorragende Haftung, ist korrosions- und verschleiß­ fest, vakuumstabil und weist eine ungewöhnlich hohe Biegewechselfestigkeit auf, die bei den gebräuchlich anodisch hergestellten Oxidschichten, z. B. Eloxal­ schichten, nicht gegeben ist.

Falls gewünscht, ist es möglich, nicht nur die äußere Oxidkeramikschicht mit dem weitmaschig verknpüften Kapillarsystem mit dem Fluorpolymeren auszufüllen, sondern auch die äußere Oberfläche damit zu bedecken. Diese Schicht ist über die bis an die Oberfläche rei­ chenden Kapillaren in der porösen Oxidkeramikschicht verankert. Diese Deckschicht aus dem Fluorpolymeren hat zweckmäßig eine Dicke bis zu 5 µm, insbesondere von 0,5 bis 2 µm.

Sofern die in die Poren oder die Kapillaren eingebrachten Fluorpolymere dort und in der oberflächlichen Beschichtung nicht schon als zusammenhängende Masse und oberflächlich als Kunststoffilm vorliegen, können sie nach den jeweils bekannten Techniken durch zumindest oberflächliches Erhitzen der Leichtmetall­ gegenstände gesintert oder, sofern sie thermoplastisch sind, miteinander ver­ schmolzen werden.

Unter Einbeziehung des verbesserten Verfahrens zur anodischen Oxidation unter Funkenentladung nach der oben erwähnten gleichzeitig eingereichten Patentan­ meldung stellt sich das Verfahren zum Aufbringen einer Oxidkeramikpolymer­ schicht auf Gegenstände aus Aluminium, Magnesium, Titanium oder deren Legie­ rungen insgesamt in der Weise dar, daß der Gegenstand in einem chloridfreien Elektrolytbad mit einem pH-Wert von 2 bis 8 bei konstanter Stromdichte von mindestens 1 A/dm² plasmachemisch oxidiert wird, bis sich die Spannung auf einen Endwert einstellt. Dann werden Elektrolytreste aus der Oxidkeramikschicht entfernt und anschließend werden in die obere Aluminium-Oxidkeramikschicht Teilchen von Fluorpolymeren, insbesondere PTFE, eingebracht und der Gegen­ stand mit dem vorgefüllten Kapillarsystem wechselnden Druckbedingungen aus­ gesetzt.

In dem Spezialfall des Aufbringens einer Oxidkeramik-Polymerschicht auf einen Rotor für Turbomolekularpumpen wird der Rotor in einem chloridfreien Elektro­ lytbad mit einem pH-Wert von 7 bis 8 bei konstanter Stromdichte von mindestens 1 A/dm² plasmachemisch oxidiert bis sich die Spannung auf einen Endwert ein­ stellt. Dann werden Elektrolytreste aus der Oxidkeramikschicht entfernt und anschließend werden in die obere Aluminium-Oxidkeramikschicht Teilchen von Fluorpolymeren, insbesondere PTFE, eingebracht und der Rotor mit dem mit den Fluorpolymeren gefüllten Kapillarsystem in der Turbomolekularpumpe den Betriebsbedingungen ausgesetzt.

Gegenstand der Erfindung sind auch Bauteile mit dem erfindungsgemäß herge­ stellten Oxidkeramik-Polymerschichtverbund, die sich dadurch auszeichnen, daß auf dem Metall (1) eine dünne festhaftende Sperrschicht (2) vorliegt, auf der sich eine gesinterte dichte Oxidkeramikschicht (3) und darauf eine Oxidkeramik­ schicht mit einem weitmaschig verknüpften Kapillarsystem (4) beflndet, das im wesentlichen mit Fluorpolymeren (5) gefüllt ist. In der Abbildung ist das schema­ tisch dargestellt.

Gegenstand der Erfindung sind ferner Rotoren für Turbomolekularpumpen, Spe­ zialteile der Vakuum- oder Plasmatechnik, Walzen für Koronaentladungen, Ultra­ schallsonotroden und die Außenhaut von Flugzeugen oder Raketen jeweils aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen mit diesem Aufbau des Oxidkeramik- Polymer-Schichtverbunds.

Unter Aluminium und dessen Legierungen werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung Reinstaluminium und die Legierungen AlMn; AlMnCu; AlMg1; AlMg1,5; E-AlMgSi; AlMgSi0,5; AlZnMgCu0,5; AlZnMgCu1,5; G-AlSi-12; G-AlSi5Mg; G-AlSi8Cu3; G-AlCu4Ti; G-AlCu4TiMg ver­ standen.

Für die Zwecke der Erfindung eignen sich ferner außer Reinmagnesium insbesondere die Magnesiumgußlegierungen der ASTM-Bezeichnungen AS41, AM60, AZ61, AZ63, AZ81, AZ91, AZ92, HK31, QE22, ZE41, ZH62, ZK51, ZK61, EZ33, HZ32 sowie die Knetlegierungen AZ31, AZ61, AZ 80, M1, ZK60, ZK40.

Des weiteren lassen sich Reintitanium oder auch Titan­ legierungen wie TiAl6V4; TiAl5Fe2,5 u. a. einsetzen.

Beispiel 1

Ein Rotor einer Turbomolekularpumpe aus einer Metall­ legierung (1) AlMgSi1 mit einer Oberfläche von 25dm2 wird entfettet, 30 s in 10%iger NaOH bei Raumtemperatur gebeizt und in destilliertem Wasser gespült. Anschließsend wird der Rotor in einem chloridfreien Elektrolytbad, das einen pH-Wert von 7,6 und die fol­ gende Zusammensetzung hat,

0,13 mol/l Natriumionen
0,28 mol/l Ammoniumionen
0,214 mol/l Phosphationen
0,238 mol/l Borationen
0,314 mol/l Fluoridionen
0,6 mol/l Hexamethylentetramin

bei einer Stromdichte von 4 A/dm² und einer Elektro­ lyttemperatur von 12°C ± 2°C bis zu einem sich von selbst einstellenden Spannungsendwert von 253 V 40 min lang mittels plasmachemischer anodischer Oxidation beschichtet und anschließend intensiv mit destilliertem Wasser gespült. Die aufgesinterte porenarme Oxidkeramik­ schicht (3) ist 10 µm und die Oxidkeramikschicht mit dem weitmaschig verknüpften Kapillarsystem (4) 28 µm stark.

Der jetzt so behandelte Rotor wird mit Polymer (5) vorversiegelt. Dazu wird er in eine wäßrige anionische PTFE-Dispersion mit einer Teilchengröße von 0,3 µm unter Bewegung 1 min getaucht. Anschließend wird mit fließend heißem Wasser (90°C) abgespült und warmluft­ getrocknet.

Der vorversiegelte Rotor wird bei einer Maximalum­ drehungszahl von 60 000 U/min in einem Ätzer einge­ setzt. Die Endversiegelung ist nach ca. 10 h beendet. Die Standzeit des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Rotors erhöht sich um mehr als auf das 4-fache gegenüber einem Rotor, der nur mit einem vorbekannten anodischen plasmachemischen Verfahren eine Oxidkeramikschicht erhalten hat.

Beispiel 2

Die Oberfläche einer Walze aus der Legierung AlMgSi1 mit einem Durchmesser von 150 mm und einer Länge von 400 mm wird im Elektrolyten von Beispiel 1 bei einer Stromdichte von 2 A/dm² plasmachemisch anodisch oxidiert. Die Schichtdicke der Oxidkeramikschicht be­ trägt 50 µm. Anschließend wird die beschichtete Walze mit destilliertem Wasser gespült, um die Elektrolyt­ reste zu entfernen. Die noch feuchte plasmachemisch anodisch oxidierte Walze wird in einer wäßrigen PTFE- Dispersion mit einer Teilchengröße der PTFE-Teilchen von 1 bis 5 µm 5 Minuten bei Raumtemperatur getränkt, anschließend mit Wasser gespült und getrocknet. Die Walze wird im technologischen Prozeß Koronaentladungen ausgesetzt. Die mit PTFE getränkte Keramikschicht ist gegenüber Koronaentladungen stabil.

Beispiel 3

Ein Verdichterrad aus der Legierung AlCu2Mg1,5 NiFe mit einer Oberfläche von 100 dm² wird im Elektrolyten wie in Beispiel 1 beschrieben bei 1 A/dm² plasmache­ misch anodisch oxidiert. Die Schichtdicke der Oxid­ keramikschicht beträgt 45 µm.

Anschließend wird mit destilliertem Wasser gespült, um die Elektrolyreste zu entfernen. Das noch feuchte plasmachemisch anodisch oxidierte Verdichterrad wird in einer wäßrigen PTFE-Dispersion (Teilchengröße 1 µm bis 5 µm) 5 Minuten bei Raumtemperatur getränkt, an­ schließend mit Wasser gespült und getrocknet. Die Standzeit des Verdichterrades erhöhte sich um den Faktor 4 im Vergleich zu anderen konventionellen Be­ schichtungen.

Beispiel 4

Eine Ultraschallsonotrode aus AlZnMgCu1,5 mit einer Oberfläche von 6,4 dm² wird entfettet und anschlie­ ßend mit destilliertem Wasser gespült.

Die so behandelte Ultraschallsonotrode wird in einem wäßrig/organischen chloridfreien Elektrolytbad gemäß Beispiel 1 bei einer Stromdichte von 3,5 A/dm² und einer Elektrolyttemperatur von 15°C plasmachemisch­ anodisch oxidiert. Nach einer Beschichtungszeit von 25 Minuten wird der Spannungsendwert von 250 Volt er­ reicht.

Die keramisierte Ultraschallsonotrode wird mit Wasser gespült und im nassen Zustand in eine wäßrige PTFE Dispiersion mit einer mittleren Teilchengröße von 0,3 µm dreimal 1 Minute getaucht und jeweils mit heißem Wasser (60°C) zwischengespült. Anschließend wird mit fließend heißem Wasser (60°C) abgespült und warmluftgetrocknet.

Die Schichtdicke der mit Fluorpolymer gefüllten Oxid­ keramikschicht beträgt 30 µm. Die Ultraschallsono­ trode zeigt bei Einsatz keine Rißbildung in der Oxid­ keramikschicht so wie es vergleichbar mit aufgebrach­ ten Eloxalschichten erwiesen ist.

Claims (12)

1. Gegenstand aus Aluminium, Magnesium, Titanium oder deren Legie­ rungen mit einer dünnen, fest haftenden Sperrschicht (2) auf dem Metall (1), auf der sich eine gesinterte dichte Oxidkeramikschicht (3) und darauf eine Oxidkeramikschicht mit einem weitmaschig verknüpf­ ten Kapillarsystem (4) befindet, die durch plasmachemische anodische Oxidation aufgebracht wurden, dadurch gekennzeichnet, daß in das weitmaschig verknüpfte Kapillarsystem Fluorpolymere (5) einer Teil­ chengröße von 10 bis 50 nm eingebracht sind.

2. Gegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluor­ polymer ein Polymeres oder Copolymeres von Tetrafluorethylen ist.

3. Gegenstand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxidkeramikschicht eine Dicke von 40 bis 150 µm, vorzugsweise 50 bis 120 µm, hat.

4. Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Oberfläche der Oxidkeramikschicht (4) mit einer Schicht des Fluorpolymeren bedeckt ist, die mit dem Fluorpolymeren in den äußeren Kapillaren verbunden und in den Kapillaren verankert ist.

5. Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß er ein Rotor aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen für Turbomolekularpumpen ist.

6. Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß er ein Turbolader aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen für Dieselmotoren oder Benzinmotoren ist.

7. Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß er ein Bauteil der Vakuum- oder Plasmatechnik aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen ist.

8. Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß er eine Walze für Koronaentladungen aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen ist.

9. Gegenstand nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß er eine Ultraschallsonotrode aus Aluminium oder Aluminium­ legierungen ist.

10. Verfahren zur Herstellung von Gegenständen nach einem der Ansprü­ che 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man in die obere Oxidkera­ mikschicht (3) die Teilchen des Fluorpolymeren einbringt und den Gegenstand mit dem so gefüllten Kapillarsystem wechselnden Druck­ bedingungen aussetzt.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxid­ keramikschicht durch plasmachemische Oxidation der Gegenstände in einem chloridfreien Elektrolytbad mit einem pH-Wert von 2 bis 8 bei konstanter Stromdichte von mindestens 1 A/dm² bis zur Einstellung der Spannung auf einen Endwert erzeugt wurde.

12. Verfahren zum Aufbringen von einer Oxidkeramik-Polymer-Schicht auf einen Rotor aus Aluminium oder Aluminiumlegierung für Turbomoleku­ larpumpen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor in einem chloridfreien Elektrolytbad mit einem pH-Wert von 7 bis 8 bei konstanter Stromdichte von mindestens 1 A/dm² plasmachemisch oxi­ diert wird, bis sich die Spannung auf einen Endwert einstellt, daß Elek­ trolytreste aus der Oxidkeramikschicht (3) entfernt werden und daß anschließend in die obere Aluminiumoxidkeramikschicht die Teilchen von Fluorpolymeren eingebracht werden und daß der Rotor mit dem mit Fluorpolymeren gefüllten Kapillarsystem in der Turbomolekular­ pumpe den Betriebsbedingungen ausgesetzt wird.