DE69305094T2

DE69305094T2 - Antioxydierungsschutz für ein kohlenstoffhaltiges material

Info

Publication number: DE69305094T2
Application number: DE69305094T
Authority: DE
Inventors: Alexander Victorovich Demin; Valery Ivanovich Kostikov; Gennady Alexandrovi Kravetzkii; Andrey Vasiljevich Kuznetzov; Valeriya Veniaminovn Rodionova; Nadezhda Mikhailov Schestakova
Original assignee: Airbus Group SAS; GRAFIT NII
Current assignee: Airbus Group SAS; GRAFIT NII
Priority date: 1992-12-18
Filing date: 1993-12-16
Publication date: 1997-05-22
Anticipated expiration: 2013-12-17
Also published as: JP3481241B2; EP0675863B1; CA2151948A1; US5660880A; DE69305094D1; WO1994014729A1; ES2094636T3; RU2082694C1; JPH08510983A; EP0675863A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Herstellung von Materialien und Gegenständen aus Kohlenstoff und ist auf den Schutz von Teilen gegen Oxidation in oxidierender Umgebung bei höheren Temperaturen ausgerichtet. Solche Materialien und Gegenstände können in der Metallindustrie (Ofenbeschichtung, Heizgeräte für elektrische Apparate usw.), in der Aeronautik und in anderen Industrien, wo dieser Schutz von Elementen und Strukturgegenständen gefragt ist, von Nutzen sein.

Beschreibung des Standes der Technik

Verfahren zur Aufbringung antioxidierender Schutzbeschichtungen auf Kohlenstoffgegenstände, die hauptsächlich darin bestehen, eine oberflächliche Schicht aus hitzebeständigen anorganischen Substanzen, insbesondere hitzebeständigen Metallcarbiden und -boriden, zu bilden, sind in der Technik reichlich bekannt.
Ein ebenfalls bekanntes Verfahren, eine antioxidierende Schutzbeschichtung aus Siliciumcarbid auf Kohlenstoff-Kohlenstoff-Gegenständen aufzubringen, ist eines, bei dem man zunächst einen Gegenstand in einer Siliciumcharge anordnet [Carry D.M., Cunningham J.A., Frahm J.R., Space Shuttle Orbiter leading edge structural subsystem thermal performance (Thermisches Verhalten des den Anblasrand bildenden strukturellen Subsystems beim Raumgleiterorbiter), Mittteilung des AIAA no 82-0004]. Und hier bildet sich in der oberflächlichen Schicht des Materials des Gegenstandes Siliciumcarbid als Ergebnis der Diffusion von Silizium und der Einwirkung von Temperatur. Darauf wird der Gegenstand wiederholt (bis zu 6 Mal) in einer Tetraoxymethylsilikatlösung getränkt, wobei nach jedem Imprägnierungsgang ein Trockenvorgang zwischengeschaltet wird, um die Undurchlässigkeit für Gase zu sichern.
Die auf diese Weise erhaltene Beschichtung ist für die Funktion in einem dissoziierten Luftstrom, bei hoher Geschwindigkeit, von 1600 bis 1650ºC geeignet.
Dieses Verfahren ermöglicht eine Beschichtung, deren Zusammensetzung auf bestimmte Bestandteile begrenzt ist, und ist gekennzeichnet durch den Rückgriff auf eine wichtige Art der Ausführung unter Berücksichtigung der Notwendigkeit wiederholter Imprägnierung des Gegenstandes bei einer relativ niedrigen Obergrenze der Arbeitstemperaturen der Beschichtung.
Auch kennt man ein Verfahren, eine Schutzbeschichtung auf einem Kohlenstoffmaterial durch Niederschlagen von Silicium- und Hafniumcarbid wie auch von Hafniumsilicid aus einer gasförmigen Mischung von Silicium- und Hafniumchlorid, Methan und Wasserstoff zu erhalten [Revètement protecteur multi-couche CVD. Compte rendu du 35e symposium international de la SAMPE, no 2, S. 1348 - 1355, 1990]. Man schickt das Reaktionsgemisch auf eine vorgeheizte Oberfläche, bevor sie geschützt wird, und die Interaktion der Bestandteile des Gemisches bewirkt den Niederschlag von Siliciumcarbid, Hafniumcarbid und Hafniumsilicid auf der Oberfläche des Gegenstandes.
Dieses Verfahren ermöglicht zwar eine wärmefeste Beschichtung aus vielen Bestandteilen, die in der Temperaturskala bis 1800º C verwendbar ist, erfordert aber eine spezielle Ausrüstung und ist ökologisch nicht sicher.
Darüberhinaus ist in der Forschung ein Verfahren zur Erzeugung von Boroxidschutzbeschichtungen auf Materialien auf Kohlenstoffbasis bekannt, bei welchem diese in einer Mischung aus Phenol- oder Furylharzen und hitzebeständigen Metallen (Vanadium, Chrom, Niob, Molybdän und Wolfram) wie auch Bestandteilen, die Bor enthalten (amorphes Bor, Borcarbid, Bornitrid), getränkt, getrocknet und in einem neutralen Milieu wärmebehandelt werden [FR-A-2 128 809].
Die auf diese Weise gewonnene Beschichtung hat eine geringe Temperaturstabilität (bis zu 1000º C) unter Berücksichtigung der Porosität der Struktur.
Ein anderes in der Technik bekanntes Verfahren ist eines zur Gewinnung einer Schutzbeschichtung aus Hafniumdiborid und Siliciumcarbid mittels eines Niederdruckplasmas, bei dem man die pulverförmigen Bestandteile der Beschichtigung durch einen Plasmajet auf die Oberfläche schickt, bevor sie geschützt wird [Process for applying HfB&sub2; + 2OSiC coating from low-pressure plasma (Verfahren zur Aufbringung einer Beschichtung aus HfB&sub2; + 2OSiC aus einem Niederdruckplasma), Katalog der United Technologies Corp., 1988]. Dieses Verfahren erlaubt die Herstellung einer vielseitig zusammengesetzten Beschichtung, die bei Temperaturen bis 2000º C in einer oxidierenden Gasathmosphäre nutzbar ist.
Jedoch benötigt man bei der Anwendung der Beschichtung auf großen Gegenständen eine spezielle Ausrüstung mit einer kontrollierten Atmosphäre und einem Arbeitsraum, der mehr als zweimal größer ist als die Gegenstände, bevor sie beschichtet werden. Darüberhinaus ist es praktisch unmöglich, Beschichtungen gleichmäßig auf Gegenstände aufzubringen, die eine komplizierte Konfiguration mit tiefen Hohlräumen und engen Rillen aufweisen.
Darüberhinaus kennt man auch ein CVR-Si-Verfahren (chemische Reaktion in der Dampfphase mit Si), um Schutzbeschichtungen zu erhalten; dieses Verfahren beruht auf der reaktiven Verbindung des Kohlenstoffs des Materials des Substrates mit Silizium durch Behandlung der Oberfläche in Dämpfen geschmolzenen Siliziums, bevor sie geschützt wird [Matériau Pyrobond PB-1300, Ultra Carbon Co., Katalog 1982].
In diesem Fall bildet sich eine undurchlässige Siliciumcar-bidhaut in der Oberflächenschicht des Gegenstandes.
Dieses Verfahren ist darauf beschränkt, eine wie Haut feine Siliciumcarbidschutzschicht zu liefern, die dazu neigt, im thermischen Kreislauf zu zerreißen, d.h. sie ist nicht beständig. Die Widerstandskraft dieser Beschichtung gegen Oxidierung ist auf Betriebstemperaturbereiche beschränkt, die nicht über 1750º C gehen. Beschreibung der Erfindung Die Erfindung zielt darauf, durch ein CVR-Si-Verfahren eine Multikomponenten-Oberflächenbeschichtung auf Materialien und Gegenständen auf Kohlenstoffbasis zu erzeugen, die langandauernd in thermischem Kreislauf bei Temperaturen bis zu 2000º C, unter Einschluß von Bedingungen eines Gasstroms bei hoher Temperatur, verwendbar ist.
Die Lösung dieser Aufgabe wird von dem beanspruchten Verfahren zur Erzeugung von Schutzbeschichtungen auf Materialien und Gegenständen auf Kohlenstoffbasis geleistet, welches die Behandlung der Oberfläche, bevor sie geschützt wird, während ihrer Wärmebehandlung mit Siliciumdämpfen umfaßt, und das dadurch gekennzeichnet ist, daß man vor der Behandlung mit Siliciumdampf eine Schicht einer Zusammensetzung ,die aus einer Charge HfB&sub2; + C in Pulverform und einem Klebstoff auf Carboxymethylcellulosebasis gebildet wird, auf die Oberfläche, bevor sie geschützt wird, aufbringt und sie dann unter normalen Bedingungen trocknet, bis man eine vollständige Trocknung erreicht.
Vorzugsweise enthält die Zusammensetzung vor dem Aufbringen 95 Gew.% HfB&sub2; + 5 Gew.% C, wobei Ruß, Koks oder künstlicher Graphit als Kohlenstoffbestandteile (C) verwendet werden, und eine 5%ige wässrige Carboxymethylcelluloselösung als Klebstoff in einem Volumenverhältnis von 1:1 zu den Pulverbestandteilen; die Schicht aus HfB&sub2; + C wird Siliciumdampf bei einem Druck von nicht mehr als 10 mm Hg bei einer Temperatur von etwa 1850 + 50º C (1850 bis 1900º C) über 1 bis 3 h ausgesetzt.
Mit Vorliebe wendet man die Schicht aus obiger Zusammensetzung auf ein nicht siliciumhaltiges zusammengesetztes Substrat an (reiner Kohlenstoff).
Hafniumborid, das in der Zusammensetzung vor dem Aufbringen auf die Oberfläche des Gegenstandes anwesend ist, verleiht der Beschichtung sowohl eine verbesserte Hitzebeständigkeit als auch einen besseren Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE), die an diejenigen des Verbundsubstrates (-gegenstandes) heranreichen.
Der Kohlenstoffbestandteil (C) liefert eine bessere Adhäsion der Beschichtung an das Material des Substrates. Die Beschichtung aus HfB&sub2; + C und das Substrat auf Kohlenstoffbasis Siliciumdampf auszusetzen, bewirkt die Reaktion des Siliciums mit dem Kohlenstoff der Beschichtung und des Materials des Substrats, was die Bildung von Siliciumcarbid sowohl in der Beschichtung als auch in der Oberflächenschicht des Materials des Substrates hervorruft. In diesem Fall verschwimmt die Grenze zwischen der Beschichtung und dem Substrat wegen der gegenseitigen Durchdringung der Carbide, die sich in der Beschichtung wie in dem Material des Substrats bilden. Schließlich entsteht eine Beschichtung der Zusammensetzung HfB&sub2; + SiC + Si.
Auf diese Weise besorgt das Aufbringen der schützenden Zusammensetzung auf die Oberfläche eines nicht siliciumhaltigen Gegenstandes nicht nur eine bessere Adhäsion zwischen der Beschichtung und dem Substrat auf Kohlenstoffbasis, sondern vermindert auch die Zahl der Behandlungsschritte mit allen Implikationen.

Bevorzugte Umsetzung der Erfindung

Für die Umsetzung der Erfindung bereitet man eine pulverförmige Charge mit der Zusammensetzung 95 Gew.% HfB&sub2; + 5 Gew.% C, indem man obige Bestandteile vollständig vermischt. Der gewonnenen Mischung fügt man eine gleiche Volumenfraktion einer 5%igen wässrigen Carboxymethylcelluloselösung hinzu und schüttelt, bis man eine homogene Masse erhält.
Man bringt diese Masse mit einem Pinsel oder durch Pulverisieren auf die Oberfläche auf, bevor sie geschützt wird, und trocknet unter Normalbedingungen, bis man eine vollständige Trocknung erreicht, wobei dieser Schritt dreimal wiederholt wird. Der beschichtete Gegenstand wird dann in einen elektrischen Vakuumofen mit einer Siliciumcharge plaziert.
Man führt die Wärmebehandlung unter folgenden Bedingungen durch:
* Druck... nicht über 10 mm Hg
* Temperatur... 1850 + 50º C
* Verweilzeit bei gegebener Temperatur.. 1 bis 3 h
Ein Gehalt an Kohlenstoffbestandteil in der Zusammensetzung vor dem Aufbringen unter 5% bewirkt eine Erhöhung des CTE der Beschichtung und macht ihre Spaltenbildung und ihre Ablösung vom Substrat wahrscheinlich. Dagegen ruft die Erhöhung des Kohlenstoffgehalts auf über 5% eine zunehmende Brüchigkeit der Schutzbeschichtung durch die Bildung von Siliciumcarbid in großen Mengen hervor.
Eine 5%ige wässrige Carboxymethylcelluloselösung, die wegen ihrer guten Benetzbarkeit als Klebstoff benutzt wird, gewährt eine gleichmäßige Verteilung der Zusammensetzung, die auf die Oberfläche des Substrats aufgebracht wird, bis man eine optimale Dicke erhält.
Bei Carboxymethylcellulose-Konzentrationen unterhalb 5% löst sich die gewonnene Beschichtung und haftet schlecht am Material des Substrats. Bei Konzentrationen über 5% bildet die aufge-tragene Zusammensetzung eine ungleichmäßige Schicht, wobei das Aufbringen dieser Zusammensetzung auf feine Ränder und auf der Oberfläche des Gegenstandes befindliche Hohlräume schwierig ist.
Ähnliche Betrachtungen bilden die Grundlage, um das Verhältnis pulverförmige Charge zu Klebstoff zu definieren.
Wenn man die Bedingungen für die Wärmebehandlung des beschichteten Gegenstandes in Siliciumdampf definiert, besteht die Hauptsorge darin, Bedingungen herzustellen, unter denen eine maximale Verdampfung des Siliciums und die höchstmögliche Umwandlung des Kohlenstoffs in Siliciumcarbid eintreten. Z.B. ist bei einem Druck über 10 mm Hg im Arbeitsraum des Ofens der Verdampfungsgrad nicht ausreichend, um eine totale Umwandlung des Kohlenstoffs in Siliciumcarbid vorzunehmen.
Bei Temperaturen unter 1850º C wird der Dampfanteil des Siliciums geringer, was eine unvollständige Interaktion zwischen Kohlenstoff und Silicium wie auch ein Absinken der Oxidationsbeständigkeit der Beschichtung ergibt. Über 1900º C beginnt das gebildete Siliciumcarbid, sich zu zersetzen, was die Oxidationsbeständigkeit der Beschichtung herabsetzt.
Das Verbleiben des beschichteten Gegenstandes in obiger Temperatur während weniger als einer Stunde ermöglicht keine vollständige Carbonisierung der Kohlenstoffpartikel, während ein mehr als dreistündiges Belassen eine exzessive Siliciumcarbidkristallbildung hervorruft, was die Gasdurchlässigkeit und Brüchigkeit der Beschichtung vergrößert.
Ein Vorteil dieses Verfahrens zur Erzeugung von Schutzbeschichtungen auf Materialien und Gegenständen auf Kohlenstoffbasis besteht darin, daß sich die gewonnene Beschichtung leicht den Funktionsbedingungen anpaßt.
Im Laufe der Reaktion der Beschichtung mit dem Sauerstoff der Betriebsumgebung bilden sich komplexe, hitzebeständige Borsilikatgläser, die nicht nur den Schutz des Kohlenstoffsubstrats vor hohen Temperaturen gewähren, sondern auch (aufgrund des Übergangs der Gläser in einen visko-elastischen Zustand bei den Betriebstemperaturen) die Selbstheilung der sich dort bildenden Mängel (Fissuren, Mikrokrater).
Ein weiterer Vorteil des Verfahrens der Ansprüche besteht darin, daß es die Silizierung mit der Bildung einer hitzebeständigen antioxidierenden Oberflächenbeschichtung verbindet.
Um die Erfindung zu vertiefen, werden nachstehend Beispiele angeführt, die die Wirkung der Parameter des Beschichtungsverfahrens auf das Verhalten der Materialien auf Kohlenstoffbasis, die über diese Beschichtung verfügen, illustrieren.
Man hat eine Beschichtung der oben angeführten Zusammensetzung auf Proben von Siliciumgraphit von 40*40 mm aufgebracht und mit Siliciumdampf unter obigen Bedingungen wärmebehandelt. Danach wurden die beschichteten Proben in einem Induktionsofen bei einer Temperatur nicht unter 1750º C während 30 min. in der natürlichen, atmosphärischen Luftkonvektion erwärmt.
Als Kriterium des Verhaltens der Beschichtung hat man den Masseverlust der Probe (in Gew.%) über eine Versuchsperiode gewählt.
Die gewonnen Resultate sind in Tab. 1 aufgeführt. Tab. 1
*) Carboxymethylcellulose
**) Ruß
***) künstliches Graphit Prototyp
#
Außerdem hat man gemäß dem beanspruchten Verfahren gewonnene Beschichtungen unter Bedingungen getestet, die diejenigen des realen Betriebs simulieren. Man hat sie auf Gegenstände auf Kohlenstoffbasis unterschiedlicher Gestalt und Ausmaße aufgebracht, einschließlich derjenigen, die in einem Verbund Kohlenstoff-Kohlenstoff realisiert wurden, und hat sie nach einer angemessenen Behandlung einem Versuch unterworfen.
Beispiel 1. Auf Proben aus einem zweidimensionalen silizierten Kohlenstoff-Kohlenstoff-Material auf Basis eines Niedrigmodul- Gewebes, TNU (THY), mit einer Dichte von 1,82 g/cm³, von 30*6 mm, wurde eine Beschichtung der Zusammensetzung (95 HfB&sub2; + 5 C) in Gew.% aufgebracht, wobei eine 5%ige Carboxymethylcelluloselösung als Klebstoff benutzt wurde. Die Wärmebehandlung mit Siliciumdampf wurde bei einer Temperatur von 1900º C und einem Druck von 0,1 mm Hg während 1,5 h durchgeführt.
Versuche mit den Proben wurden auf einem stromlosen Plasmatron bei hoher Geschwindigkeit, VGU-4 (BΓY-4), in einem dissoziierten Luftstrom mit einem Druck von 0,1 bis 0,35 atm und einer Gasströmung von 130 bis 205 m/s ausgeführt. Diese Versuche simulierten härteste thermische Kreislaufbedingungen für den Gegenstand in oxidierendem Milieu.
Die Proben wurden cyclischen Belastungen ausgesetzt (die Dauer eines Zyklus betrug 10 min.).
Der Masseverlust der Probe über eine Versuchsperiode wurde als ein Bewertungskriterium gewählt. Die gewonnenen Ergebnisse sind in Tab. 2 aufgelistet. Tab. 2
Es wurden keine sichtbaren Veränderungen der Oberflächenqualität der Beschichtung (Fissuren oder Ablösungen) nach den Versuchen gefunden.
Beispiel 2. Auf Proben eines zweidimensionalen Kohlenstoff-Kohlenstoff-Materials auf Basis der Hochmodulfaser UMN-4 (BMH-4) mit einer Dichte von 1,75 g/cm³ und einer Größe von 30*65*5 mm in Form von Gasturbinenblättern wurde eine Beschichtung aus 95 Gew.% HfB&sub2; + 5 Gew.% C in 5%iger Carboxymethylcelluloselösung im Verhältnis 1:1 in einer Dicke von 300 µm aufgebracht. Die beschichteten Proben wurden in Siliciumdampf bei einer Temperatur von 1870º C und 5 mm Hg während 2 h behandelt. Sie wurden auf einem Prüfstand in einem Strom aus Verbrennungsprodukten aus einem Kerosin-Luft-Gemisch getestet: Temperatur des Stroms bis 2000º C, Druck 3,0 bis 3,5 atm, Ausstoß 300 m/s. Das Bewertungskriterium war der Masseverlust des beschichteten Materials für die Versuchsperiode. Die erzielten Resultate sind in Tab. 3 dargestellt. Tab. 3
Es wurden keine sichtbaren oberflächlichen Mängel gefunden.
Beispiel 3. Auf Proben eines zweidimensionalen silizierten Kohlenstoff-Kohlenstoff-Materials auf Basis des Gewebes URAL-22-T (YPAΛ-22-T) und das Band LUP-01 (Λ&Upsi;Π-01) (Verhältnis 2:1) mit einer Größe von 200*170*10 mm hat man nach Silizierung in Masse eine Beschichtung, bestehend aus 95 Gew.% HfB&sub2; und 5 Gew.% Koks und mit einer 5%igen Carboxymethylcelluloselösung im Volumenverhältnis 1:1 vermischt, aufgebracht. Die Dicke der Beschichtung betrug 300 µm. Die Wärmebehandlung wurde in einem elektrischen Vakuumofen bei einer Temperatur von 1900º C während 1 h in Siliciumdampf unter einem Druck von 10 mm Hg durchgeführt. Die beschichteten Proben wurden auf einem Versuchsstand in einem Gasstrom aus Verbrennungsprodukten von Flugzeugbrennstoff, die eine Temperatur von über 1300º C aufweisen, bei einem Druck von 0,3 MPa getestet. Der Strom wurde auf die beschichtete plattenförmige Probe in einem Winkel von 23º geschickt.
Die Resultate zeigten, daß der gesamte Masseverlust der beschichteten Probe bei 1,6 Gewichtsprozent bei 80 min. des Verbleibens unter den Bedingungen thermischer Kreisläufe lag (die Dauer eines Zyklus betrug 20 min).
Es wurden keine sichtbaren Mängel auf der Oberfläche der beschich-teten Platte festgestellt.
Beispiel 4. Auf eine hohle zylindrische Probe von 60*150 mm und 5 mm Dicke aus siliziertem Kohlenstoff-Kohlenstoff-Material der Qualität GRAVIMOL hat man (auf jede Seite) mit einer Schlickerguß-Brenn-Technik eine Beschichtung aus 95 Gew.% Hafniumdiborid und 5 Gew.% einer Kohlenstoffcharge (Petrolkoks) aufgebracht. Dann wurde das beschichtete Material in Siliciumdampf bei einer Temperatur von 1900º C während 3 h unter einem Druck von 5 mm Hg behandelt. Die Probe wurde in einem Versuchsstand in einem Hochtemperaturgasstrom aus Verbrennungsprodukten von Flugzeugbrennstoff getestet. Merkmale des Stroms: Oxidierleistung = 1,1; T = 2000º C, P = 0,3 MPa, U = 300 m/sec., wobei die Verlaufsrichtung des Stroms entlang der Achse der Probe verläuft. Die Versuche waren zyklisch. Die Erwärmung auf 2000º C wurde in 30 min. durchgeführt und 2,5 h auf dieser Temperatur gehalten, worauf eine Abkühlung auf Raumtemperatur während 40 min. erfolgte. Die Qualität der Beschichtung wurde in Begriffen des Masseverlustes der Probe und des Zustandes seiner Oberfläche bewertet.
Die Versuchsergebnisse haben gezeigt, daß der Masseverlust der Probe während 30 min. des Betriebs unter Bedingungen der Wärmebelastung bei 8,2% lag. Die Oberflächenqualität der Probe war zufriedenstellend.
Beispiel 5. Auf Proben nicht siliziertren Graphits der Qualität GMZ ( M3) von 40*40 mm hat man, indem man eine Wärmebehandlung mit Siliciumdampf in einem elektrischen Vakuumofen bei einer Temperatur von 1900º C und 10 mm Hg während 1,5 h durchgeführt hat, eine antioxidierende Schutzbeschichtung der folgenden Zusammensetzung aufgebracht: 50 Volumenteile an (95 Gew.% HfB&sub2; + 5 Gew.% C) + 50 Volumenteile an 5%iger Carboxymethylcellulose-lösung. Die Versuche wurden in einem Induktionsofen offenen Typs bei einer Temperatur von 1750º C und in natürlicher atmosphärischer Luftströmung durchgeführt. Die Versuche waren zyklisch angelegt. Die Dauer eines Zyklus betrug 30 min. Die Qualität der Beschichtung wurde durch den Begriff des Masseverlusts der beschichteten Probe während der Versuchsdauer beurteilt.
Die erzielten Resultate sind in Tab.4 dargestellt. Tab. 4
Es wurden keine sichtbaren Mängel auf der Oberfläche der Probe festgestellt.
Die Resultate der Versuche haben gezeigt, daß die geforderten Parameter der Zusammensetzung der Beschichtung und die Bedingungen der Wärmebehandlung eine gute Verwertbarkeit der beschichteten Gegenstände unter Bedingungen, die denen des wirklichen Gebrauchs nahekommen, garantieren.
Das Verfahren der Erfindung zur Erzeugung einer Beschichtung
- garantiert den Oxidationsschutz von kohlenstoffhaltigen Materialien bei einer Betriebstemperatur von 1700 bis 2000º C;
- erlaubt des Aufbringen der Beschichtungen auf Gegenstände jeglicher Gestalt und Dimension;
- erfordert keine spezielle Ausrüstung;
- ist nützlich, um Gegenstände zu beschichten, die aus kohlenstoffhaltigen Materialien realisiert wurden sowohl mit vorheriger Silizierung als auch ohne diese Vorbehandlung.

Industrielle Anwendung

Die Erfindung kann in der Industrie als Oxidierungsschutz bei Gegenständen auf Kohlenstoffbasis, die bei hohen Temperaturen funktionieren, dienen.
Für die industrielle Einführung dieser Erfindung genügt es, über Öfen mit angemessenem Arbeitsraum zu verfügen, um die Gegenstände vor der Behandlung zu verwahren.

Claims

1. Verfahren zur Erzeugung von Schutzbeschichtungen auf Materialien und Gegenständen auf Kohlenstoffbasis, welches die Wärmebehandlung der Oberfläche umfaßt, bevor sie mit Siliciumdampf geschützt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man vor dieser Behandlung mit Siliciumdampf die Oberfläche, bevor sie geschützt wird, mit einer Schicht einer Zusammensetzung, die aus einer Charge HfB&sub2; + C in Pulverform und einem Klebstoff auf Carboxymethylcellulosebasis gebildet wird, bedeckt und danach unter Normalbedingungen trocknet, bis sie vollständig trocken ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der pulverförmigen Bestandteile HfB&sub2;:C der Zusammensetzung 95:5 ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenstoffbestandteil (C) Ruß ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenstoffbestandteil (C) künstlicher Graphit ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenstoffbestandteil (C) Koks ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Carboxymethylcellulose als 5 %ige wässrige Lösung in einem Volumenverhältnis von 1:1 zu den Pulverbestandteilen verwandt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus HfB&sub2; + C mit Siliciumdampf bei einem Druck von nicht mehr als 10 mm Hg bei einer Temperatur von 1850 bis 1900ºC über 1 bis 3 h behandelt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 5, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die Schicht, die aus der Charge aus HfB&sub2; + C und dem Klebstoff auf Carboxymethylcellulosebasis gebildet wird, auf ein Kohlenstoffmaterial oder ein Substrat eines nicht siliciumhaltigen Gegenstandes anwendet.