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Korrosionsbeständige Schutzschicht Viele Teile, die aus Festigkeitsgründen
aus Metallen angefertigt sind, weisen bei der Verwendung den Nachteil auf, daß ihre
Korrosionsbeständigkeit nicht hinreichend ist. Es gibt zwar für fast alle praktisch
vorhandenen Fälle ein Metall oder eine Metallegierung von hinreichender Beständigkeit,
doch verbietet sich ihr Einsatz oft schon allein durch den hohen Preis oder den
Umstand, daß die Legierung zur Gänze oder wenigstens zum größten Teil aus schwer
beschaffbaren Grundstoffen besteht. Aber auch aus Gewichtsgründen kann oft die Verwendung
eines Werkstoffes geringerer Korrosionsbeständigkeit erforderlich sein. In allen
jenen Fällen strebt man danach, die Metalle durch Schutzschichten, die auf den fertiggestellten
Gegenstand aufgebracht werden, gegenüber den chemischen Angriffen unempfindlich
zu machen. Die erste Gruppe der Schutzschichten ist diejenige, welche durch eine
chemische Veränderung der metallischen Oberfläche, also durch eine Umwandlung der
Metallmoleküle in reaktionsträge Metallverbindungen, erhalten werden. Solche sind
z. B. Aluminiumoxyd, Chromoxyd u. a:, welche als Schutzschichten eine erhebliche
Bedeutung in der Praxis haben.
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Die zweite Gruppe umfaßt Schichten, welche stofflich nicht als Verbindungen
des Grundmetalls
angesehen werden können, die also in irgendeiner
Weise aufgebracht werden müssen und dann durch reine Oberflächenkräfte auf dem Grundmetall
haften. Hierzu gehören die Anstriche, elektrolytischen Überzüge u. dgl.
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Beim Einsatz der letztgenannten Schutzschichten ergeben sich oft zwei
Schwierigkeiten: Die Schicht haftet nicht genügend gut, oder es verändern sich die
Dimensionen des zu schützenden Teiles in unzulässiger und nicht genügend genau vorherzusagender
Weise. Außerdem sind sie häufig nicht hinreichend temperaturbeständig, so daß sie
in vielen Fällen ganz ausscheiden.
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Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, Schutzschichten zu
entwickeln, welche leicht und porenfrei aufgetragen werden können, gute Haftfestigkeit
besitzen und die sich dünn und gleichmäßig auftragen lassen, so daß ihre Anwendung
auch bei Präzisionsteilen möglich ist.
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Erfindungsgemäß lassen sich die gestellten Bedingungen durch die Verwendung
von aufgedampften Schichten erfüllen, welche Silizium und Sauerstoff in annähernd
gleichen atomaren Verhältnissen enthalten. Das vorzugsweise entstehende Si O kann
auch teilweise oder ganz in S'02 übergeführt werden. Die Schichtdicken sind sehr
gering und betragen maximal etwa i ,u. Bis zu einem gewissen Grad geschieht die
Überführung in Si O, schon durch den Sauerstoff der Luft. Sie kann aber durch die
Anwendung oxydierender Mittel, gegebenenfalls in Verbindung mit gleichzeitiger anodischer
Polarisation, noch wesentlich beschleunigt und weitergeführt werden, so daß man
also eine Art einfachster, edelster, sehr fest haftender Glasur erhält.
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Das Aufdampfen kann z. B. in einfacher Weise. im Vakuum erfolgen,
wobei die gewünschten Schichtdicken ohne Schwierigkeit durch entsprechende Wahl
der Verdampfungsbedingungen, wie Aufdampfdauer und Verdampfungstemperatur, erhalten
werden können. Man kann bei der Bedampfung von einem Gemisch von SiO, und Si ausgehen,
das durch Erhitzung in Si O übergeführt wird. Es. ist aber auch möglich, das Si
O gesondert herzustellen und dann bei der Bedampfung gleich von dieser Verbindung
auszugehen.
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Die so erhaltenen Schutzschichten zeichnen sich durch hohe chemische
Beständigkeit aus. Sie können auch unter Bedingungen Anwendung finden, unter welchen
die ':Mehrzahl der üblichen :Metalle und Legierungen versagt, beispielsweise in
Lösungen, die verschiedene Chloride enthalten, wie etwa das Meerwasser, und die
vor allem in der Wärme sehr korrodierend wirken. Auch in den verschiedensten Zweigen
der chemischen Industrie sind die erfindungsgemäßen Schutzschichten zum I Schutz
von Behältern u. dgl. verwendbar. Auch hier erspart ihre Anwendung schwer beschaffbare
Werkstoffe, wie Edelstähle oder kupfer- und nickelreiche Legierungen.
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Ein besonders wichtiges Anwendungsgebiet für diese Schutzschichten
ist die Apparatetechnik. Bei Meßgeräten aller Art wird immer die Forderung erhoben,
einzelne Teile derselben aus korrosionsbeständigen Werkstoffen herzustellen. Diese
Bedingung ist deshalb so schwer zu erfüllen, weil jeder, auch der geringste chemische
Angriff oft zu einer fehlerhaften Funktion des Gesamtgerätes führen kann und dann
unrichtige Meßergebnisse erhalten werden. Die erfindungsgemäßen Schutzschichten
sind mit besonderem Vorteil bei Messungen von Volumen und Druck strömender oder
stillstehender Gase und Flüssigkeiten verwendbar. Aber auch in der Temperaturmeßtechnik
leisten sie gute Dienste. Nicht unerwähnt soll schließlich ihre Anwendung für physikalisch-chemische
Meßgeräte bleiben, z. B. Rauchgasprüfer, S 02 Prüfer u. dgl.
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Daß die Schutzschichten völlig gleichmäßig aufgedampft werden können
und schon in außerordentlich dünner Schicht einen guten Korrosionsschutz geben,
läßt sie zum Schutz von Präzisionsteilen besonders geeignet erscheinen. Die ganz
geringen Vergrößerungen durch das Auftragen der Schicht (maximal i ,1z) können bei
der Herstellung in Rechnung gestellt werden. Ganz besonders wichtig erscheint noch
in vielen Anwendungsfällen, daß die erfindungsgemäßen Schutzschichten sehr temperaturbeständig
sind und daher die Zunderfestigkeit des Grundmetalls durch das Aufbringen von solchen
Schutzschichten wesentlich erhöht werden kann.
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Die an sich gute Haftfestigkeit der Schichteis kann noch dadurch erhöht
werden, daß man die Metalloberfläche sorgfältig reinigt, was z. B. durch elektrische
Glimmentladungen geschehen kann. Die Schichten haften dann auch auf Metallen, die
sich im allgemeinen nur schwer mit Deckschichten überziehen lassen, wie beispielsweise
Elektron.