PT1693479E - Método para a produção de um substrato possuindo uma camada de óxido de titânio dopado com carbono - Google Patents
Método para a produção de um substrato possuindo uma camada de óxido de titânio dopado com carbono Download PDFInfo
- Publication number
- PT1693479E PT1693479E PT04820238T PT04820238T PT1693479E PT 1693479 E PT1693479 E PT 1693479E PT 04820238 T PT04820238 T PT 04820238T PT 04820238 T PT04820238 T PT 04820238T PT 1693479 E PT1693479 E PT 1693479E
- Authority
- PT
- Portugal
- Prior art keywords
- titanium oxide
- carbon
- substrate
- layer
- doped
- Prior art date
Links
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 186
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 181
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 95
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 147
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 48
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 47
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 46
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 41
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 29
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 29
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 29
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 62
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 61
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 claims description 17
- 239000011162 core material Substances 0.000 claims description 11
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229930195735 unsaturated hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 40
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 13
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 abstract description 5
- 239000010408 film Substances 0.000 description 49
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 11
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 11
- IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N Acetaldehyde Chemical compound CC=O IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 8
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 6
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 6
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 238000006862 quantum yield reaction Methods 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 4
- 230000003373 anti-fouling effect Effects 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 4
- 238000004332 deodorization Methods 0.000 description 4
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 4
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical class [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 150000003609 titanium compounds Chemical class 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 3
- -1 ethylene, propylene Chemical group 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 101100500493 Mus musculus Eapp gene Proteins 0.000 description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000003570 air Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- 238000013138 pruning Methods 0.000 description 2
- 230000000391 smoking effect Effects 0.000 description 2
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 2
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 2
- SNICXCGAKADSCV-JTQLQIEISA-N (-)-Nicotine Chemical compound CN1CCC[C@H]1C1=CC=CN=C1 SNICXCGAKADSCV-JTQLQIEISA-N 0.000 description 1
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N Acetaminophen Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100258086 Postia placenta (strain ATCC 44394 / Madison 698-R) STS-01 gene Proteins 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004904 UV filter Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- IKHGUXGNUITLKF-XPULMUKRSA-N acetaldehyde Chemical compound [14CH]([14CH3])=O IKHGUXGNUITLKF-XPULMUKRSA-N 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 239000002781 deodorant agent Substances 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960002715 nicotine Drugs 0.000 description 1
- SNICXCGAKADSCV-UHFFFAOYSA-N nicotine Natural products CN1CCCC1C1=CC=CN=C1 SNICXCGAKADSCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021652 non-ferrous alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- UIZQFHQWIGAPHX-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-) titanium(4+) dihydrate Chemical compound O.O.[O-2].[O-2].[Ti+4] UIZQFHQWIGAPHX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 239000005297 pyrex Substances 0.000 description 1
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 1
- 230000006335 response to radiation Effects 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007751 thermal spraying Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 238000004876 x-ray fluorescence Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C14/00—Alloys based on titanium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/39—Photocatalytic properties
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/02—Pretreatment of the material to be coated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
- C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
- C23C8/20—Carburising
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
- C23C8/28—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases more than one element being applied in one step
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
- C23C8/34—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases more than one element being applied in more than one step
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
- Y10T428/2982—Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
- Y10T428/2982—Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
- Y10T428/2991—Coated
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Description
DESCRIÇÃO "MÉTODO PARA A PRODUÇÃO DE UM SUBSTRATO POSSUINDO UMA CAMADA DE ÓXIDO DE ΤΙΤΑΝΙΟ DOPADO COM CARBONO"
Campo Técnico
Esta invenção refere-se a um método para produzir um substrato possuindo uma camada de óxido de titânio dopado com carbono. Mais especificamente, esta invenção refere-se a um método para produzir um substrato possuindo uma camada de óxido de titânio dopado com carbono, que é excelente no que se refere à durabilidade (elevada dureza, resistência aos riscos, resistência ao desgaste, resistência ao ataque por produtos quimicos, resistência ao calor) e que funciona como um fotocatalisador que responde à luz visível. Técnica Anterior 0 dióxido de titânio Ti02 (aqui e nas reivindicações referido simplesmente como óxido de titânio) tem, até aqui, sido conhecido como uma substância que apresenta uma função fotocatalítica. Como métodos para formar um filme de óxido de titânio num metal de titânio são conhecidos, destes os anos 70, um método para formar um filme de óxido de titânio sobre um metal de titânio através de oxidação anódica, um método para formar termicamente um filme de óxido de titânio sobre uma placa metálica de titânio num forno eléctrico alimentado com oxigénio e um método para formar um filme de óxido de titânio sobre um 1 metal de titânio por aquecimento de uma placa de titânio em chamas de gás de cidade a 1100 a 1400 °C (ver o documento 1 não patente). Numerosos estudos projectados para se conseguir uma utilização prática de fotocatalisadores foram conduzidos em muitos campos técnicos.
Para produzir produtos fotocatalisadores para se obter um efeito desodorizante, antimicrobiano, antiembaciamento ou anti-incrustações através de uma tal função fotocatalitica, tem sido prática comum aplicar uma solução coloidal de óxido de titânio sobre um substrato através de revestimento por pulverização, revestimento por rotação ou imersão, formando, assim, um filme. Contudo, o filme resultante pode ser arrancado ou sofrer desgaste e, deste modo, a sua utilização a longo prazo tem sido difícil.
Radiação ultravioleta com um comprimento de onda de 400 nm ou menos é necessário para o óxido de titânio funcionar como um fotocatalisador, mas realizaram-se muitos estudos em fotocatalisadores de óxido de titânio que são dopados com vários elementos para funcionarem com luz visível. Por exemplo, existe um relatório comparando óxidos de titânio dopados com, por exemplo, F, N, C, S, P e Ni e o óxido de titânio dopado com azoto mostrando ser excelente como fotocatalisador respondendo à luz visível (ver documento 2 não patente)
Como catalisadores de óxido de titânio dopado com outros elementos, como mostrado acima, foram feitas propostas de um catalizador compreendendo um composto de titânio Ti-O-X
possuindo o sítio do oxigénio do óxido de titânio substituído por um átomo de X, tal como azoto, ou um anião X um fotocatalisador compreendendo um composto de titânio Ti-O-X 2 possuindo um átomo de X, tal como azoto, ou um anião X, dopado nos espaços da rede cristalina do óxido de titânio, e um
fotocatalisador comprendendo um composto de titânio Ti-O-X possuindo um átomo X, tal como azoto, ou um anião X, disposto na fronteira de grão de agregados policristalinos de cristais de óxido de titânio (ver documentos de patentes 1 a 4) .
Um outro ralatório refere que chamas de combustão de gás natural, com a temperatura das chamas de combustão mantida na vizinhança de 850 °C, por exemplo, através do ajuste dos caudais de um gás natural e/ou de oxigénio, foram aplicadas contra um metal de titânio, para se obter óxido de titânio modificado quimicamente n-Ti02-xCx, que absorvia luz a 535 nm ou menos (ver documento 3 não patente).
Documento 1 patente: Pedido de Patente Japonesa em consulta pública N° 2001-205103 (reivindicações)
Documento 2 patente: Pedido de Patente Japonesa em consulta pública N° 2001-205094 (reivindicações)
Documento 3 patente: Pedido de Patente Japonesa em consulta pública N° 2002-95976 (reivindicações)
Documento 4 patente: Documento da Publicação de Pedido de Patente Internacional 01/10553 (reivindicações)
Documento 1 não patente: A. Fujishima et ai., J.
Electrochem. Soc. Vol. 122, No. 11, p. 1487-1489, Novembro 1975
Documento 2 não patente: R. Asahi et al., SCIENCE, Vol. 293, 13 de Julho, 2001, p. 269-271
Documento 3 não patente: Shahed U.M. et al., SCIENCE Vol. 297, 27 de Setembro, 2002, p. 2243-2245 3
Divulgação da Invenção
Problemas a serem resolvidos pela invenção
Contudo, os fotocatalisadores à base de óxido de titânio convencional, do tipo que responde aos raios ultravioletas ou do tipo que responde à luz visível, eram problemáticos a nível de durabilidade (elevada dureza, resistência aos riscos, resistência ao desgaste, resistência ao ataque por produtos químicos, resistência ao calor), colocando um estrangulamento à utilização prática. É um objectivo da presente invenção proporcionar um método para produzir um substrato possuindo uma camada de óxido de titânio dopada com carbono, que é excelente no que se refere à durabilidade (elevada dureza, resistência aos riscos, resistência ao desgaste, resistência ao ataque por produtos químicos, resistência ao calor) e que funciona como um fotocatalisador que responde à luz visível.
Meios para Resolver os Problemas A requerente realizou estudos pormenorizados numa tentativa de alcançar o objectivo anterior e verificou os factos seguintes: uma chama de combustão de um gás consistindo essencialmente de um hidrocarboneto, é dirigida directamente contra a superfície de um substrato possuindo uma camada superficial contendo titânio, uma liga de titânio, um óxido de liga de titânio ou óxido de titânio, para tratar por calor a superfície do substrato a uma temperatura elevada; ou a superfície do substrato é tratada por calor a temperatura 4 elevada numa atmosfera de gás de combustão de um gás consistindo essencialmente de um hidrocarboneto; ou a superfície do substrato é tratada por calor a uma temperatura elevada numa atmosfera gasosa consistindo essencialmente de um hidrocarboneto, com o gue é obtido o substrato possuindo uma camada de óxido de titânio dopado com carbono. Com base nesta verificação, a requerente deu origem à presente invenção.
Ou seja, o método para produção de um substrato possuindo uma camada de óxido de titânio dopada com carbono, de acordo com a presente invenção, é caracterizado por dirigir directamente uma chama de combustão de um gás consistindo essencialmente de um hidrocarboneto, contra uma superfície de um substrato possuindo, pelo menos, uma camada superficial compreendendo titânio, uma liga de titânio, um óxido de liga de titânio ou óxido de titânio, para tratar por calor a superfície do substrato, de modo a que a temperatura superficial do substrato seja de 900 a 1200 °C; ou através de tratamento por calor da superfície do substrato numa atmosfera de gás de combustão de um gás consistindo essencialmente de um hidrocarboneto, de modo a que a temperatura superficial do substrato seja de 900 a 1200 °C, formando, assim, uma camada de óxido de titânio dopado com carbono.
Alternativamente, o método para a produção de um substrato possuindo uma camada de óxido de titânio dopado com carbono, de acordo com a presente invenção, é caracterizado por tratar com calor uma superfície de um substrato, que tem, pelo menos, uma camada superficial compreendendo titânio, uma liga de titânio ou óxido de titânio, numa atmosfera gasosa consistindo, essencialmente, de um hidrocarboneto, de modo a que a temperatura superficial do substrato seja de 900 a 1200 °C, 5 formando, assim, uma camada de óxido de titânio dopado com carbono.
Efeitos da Invenção 0 método para produzir um substrato possuindo uma camada de óxido de titânio dopado com carbono de acordo com a presente invenção torna possível obter um substrato possuindo uma camada de óxido de titânio dopado com carbono que possui uma excelente durabilidade (elevada dureza, resistência aos riscos, resistência ao desgaste, resistência ao ataque por produtos químicos, resistência ao calor) e que funciona como fotocatalisador que responde a luz visível.
Breve Descrição dos Desenhos [Fig. 1] A Fig. 1 é uma vista que mostra os resultados de um ensaio de dureza do filme do Exemplo de Teste 1.
[Fig. 2] A Fig. 2 é uma vista que mostra os resultados de análise de XPS do Exemplo de Teste 5.
[Fig. 3] A Fig. 3 é uma vista que mostra a resposta ao comprimento de onda de uma densidade de corrente fotoeléctrica no Exemplo de Teste 6.
[Fig. 4] A Fig. 4 é uma vista que mostra os resultados do teste do rendimento quântico no Exemplo de Teste 7.
[Fig. 5] A Fig. 5 é uma vista que mostra os resultados de um teste de desodorização no Exemplo de Teste 8. 6 [Figs. 6 (a) e 6 (b) ] As Figs. 6(a) e 6 (b) são fotografias gue mostram os resultados de um teste anti-incrustação no Exemplo de Teste 9.
[Fig. 7] A Fig. 7 é uma vista que mostra os resultados do Exemplo de Teste 11. fotografias camadas de Exemplos 15 [Figs. 8 (a) e 8 (b) ] As Figs. 8(a) e 8 (b) são que mostram o estado de luz transmitida das óxido de titânio dopado com carbono obtido nos e 16.
[Fig. 9] A Fig. 9 é uma fotografia que mostra o estado da superfície da camada de óxido de titânio dopado com carbono obtida no Exemplo 15.
Melhor Modo de Realizar a Invenção
De acordo com o método de produção da presente invenção, a superfície de um substrato que tem, pelo menos, uma camada superficial compreendendo titânio, uma liga de titânio, um óxido de liga de titânio ou um óxido de titânio, é tratada por calor, para produzir o substrato possuindo uma camada de óxido de titânio dopado com carbono. Este substrato, que possui, pelo menos, uma camada compreendendo titânio, uma liga de titânio, um óxido de liga de titânio ou um óxido de titânio, pode ser estruturada de forma a que todo o substrato seja composto por um de titânio, liga de titânio, óxido de liga de titânio ou óxido de titânio ou que o substrato seja composto por uma camada que forma uma porção da superfície e um material do núcleo e os materiais para estes são diferentes. Em relação à forma do 7 substrato, o substrato pode estar numa forma de produto final (uma forma de placa plana ou uma forma tridimensional) desejada para ter durabilidade, tal como elevada dureza, resistência aos riscos, resistência ao desgaste, resistência ao ataque por produtos químicos ou resistência ao calor ou numa forma de produto final desejada para possuir a função de um fotocatalisador que responde à luz visível na superfície, ou em forma de pó.
Se o substrato, que tem, pelo menos, uma camada superficial compreendendo titânio, uma liga de titânio, um óxido de liga de titânio ou um óxido de titânio, é composto pela camada que forma a porção da superfície e o material de núcleo e os materiais para estes são diferentes, então a espessura da camada que forma a porção da superfície pode ser a mesma que a espessura da camada de óxido de titânio dopado com carbono resultante (nomeadamente, toda a camada que forma a porção da superfície é a camada de óxido de titânio dopada com carbono) ou pode ser superior à espessura da camada de óxido de titânio dopado com carbono (nomeadamente, uma parte na direcção da espessura da camada que forma a porção da superfície é a camada de óxido de titânio dopado com carbono, enquanto a outra parte permanece intacta). 0 material para o material do núcleo não está limitado, a menos que se queime, funda ou deforme durante o tratamento com calor no método de produção da presente invenção.
Por exemplo, ferro, uma liga de ferro, uma liga não ferrosa, cerâmica ou outro material cerâmico ou vidro resistente ao calor a temperatura elevada, podem ser utilizados como material de núcleo. Exemplos de um tal substrato composto por uma camada de superfície em forma de filme fino e o material de núcleo são aqueles que possuem um filme compreendendo titânio, uma liga de titânio, um óxido de liga de titânio, ou óxido de titânio, 8 formado sobre a superfície do material do núcleo, através de um método como pulverização, deposição de vapor ou pulverização térmica, ou aqueles possuindo um filme formado sobre a superfície do material de núcleo aplicando uma solução coloidal de óxido de titânio disponível comercialmente sobre esta superfície, por revestimento por pulverização, revestimento por rotação ou imersão.
Se o substrato que tem, pelo menos, uma camada superficial compreendendo titânio, uma liga de titânio, um óxido de liga de titânio, ou óxido de titânio, está em pó, podendo todas as partículas do pó ser convertidas no óxido de titânio dopado com carbono ou através de tratamento por calor no método de produção da presente invenção, no caso da dimensão da partícula do pó ser pequena. Na presente invenção, contudo, é suficiente que apenas a camada superficial se torne óxido de titânio dopado com carbono, de modo a que não sejam impostas restrições em relação à dimensão da partícula do pó. Contudo, é preferido que a dimensão das partículas do pó seja de 15 nm ou mais, tendo em consideração a facilidade do tratamento com calor e a facilidade de produção.
No método de produção da presente invenção, várias ligas de titânio publicamente conhecidas podem ser utilizadas como liga de titânio, sem restrição. Por exemplo, é possível utilizar TÍ-6A1-4V, Ti-6Al-6V-2Sn, Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo, Ti-10V-2Fe-3Al, TÍ-7A1-4MO, TÍ-5A1-2,5Sn, Ti-6Al-5Zr-0,5Mo-0,2Si, Ti-5,5A1-3,5Sn-3Zr-0,3Mo-lNb-0,3 Si, TÍ-8AI-IM0-IV, ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo, Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr, Ti-1,5Mo-6Zr-4,5Sn, Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn, Ti-15Mo-5Zr-3-Al, Ti-15Mo-5Zr e TÍ-13V-1lCr-3Al. 9
No método de produção da presente invenção, é um constituinte essencial utilizar uma chama da combustão de um gás consistindo essencialmente de um hidrocarboneto, uma atmosfera de gás de combustão de um gás consistindo essencialmente de um hidrocarboneto ou uma atmosfera de gás consistindo essencialmente de um hidrocarboneto e é particularmente desejável utilizar uma chama redutora. Se for utilizado um baixo teor de hidrocarboneto, a quantidade de dopagem com carbono é inadequada ou zero, resultando numa dureza insuficiente e numa actividade fotocatalitica insuficiente sob luz visível. Na presente invenção, o gás consistindo essencialmente de um hidrocarboneto refere-se a um gás contendo, pelo menos, 50% em volume de um hidrocarboneto. Por exemplo este gás refere-se a um gás contendo pelo menos 50% em volume de um hidrocarboneto, tais como gás natural, GPL, metano, etano, propano, butano, etileno, propileno ou acetileno, ou uma mistura de quantidades adequadas destes e, como adequado, incorporando ainda ar, hidrogénio ou oxigénio. No método de produção da presente invenção, o gás consistindo essencialmente por hidrocarboneto contém, de um modo preferido, 30% ou mais em volume de hidrocarboneto insaturado e, de um modo mais preferido, contém 50% ou mais em volume de acetileno e, de um modo muito preferido, contém 100% de acetileno como hidrocarboneto. Se for utilizado um hidrocarboneto insaturado, especialmente acetileno possuindo uma ligação tripla, a porção insaturada decompõe-se, particularmente, na chama redutora durante o decurso da sua combustão para formar uma substância radical intermédia. Esta substância radical possui uma forte actividade e, deste modo, é considerada como facilmente provocando a dopagem com carbono.
No método de produção da presente invenção, se a camada superficial do substrato a ser tratada por calor é de titânio ou 10 de liga de titânio, é necessário oxigénio para oxidar o titânio ou liga de titânio. Deste modo, o gás necessita de contactar uma quantidade correspondente de ar ou oxigénio.
No processo de produção da presente invenção, uma camada de óxido de titânio dopado com carbono é formada directamente, aplicando uma chama de combustão do gás consistindo essencialmente por um hidrocarboneto, contra a superfície do substrato possuindo uma camada superficial compreendendo titânio, uma liga de titânio, um óxido de liga de titânio ou óxido de titânio, para tratar por calor a superfície do substrato a uma elevada temperatura; ou tratar por calor a superfície do substrato a uma alta temperatura numa atmosfera de gás de combustão, o gás consistindo essencialmente por um hidrocarboneto; ou tratamento por calor da superfície do substrato a uma alta temperatura numa atmosfera gasosa consistindo essencialmente de um hidrocarboneto. 0 tratamento por calor pode ser realizado, por exemplo, num forno. Se uma chama de combustão for directamente aplicada contra a superfície do substrato para tratamento por calor a alta temperatura, o gás combustível acima mencionado pode ser queimado dentro de um forno e a sua chama de combustão pode ser aplicada contra a superfície do substrato. Se for realizado tratamento por calor a alta temperatura numa atmosfera de gás de combustão, o gás combustível anterior é queimado num forno e é utilizada a sua atmosfera de gás de combustão de temperatura elevada. Se o tratamento por calor for realizado a uma alta temperatura numa atmosfera de gás consistindo essencialmente por um hidrocarboneto, é recomendável carregar o gás atmosférico atrás mencionado num forno e realizar o aquecimento a partir do exterior do forno para trazer o gás atmosférico para dentro do forno a alta temperatura. Neste caso, o gás a temperatura 11 elevada consistindo essencialmente de hidrocarboneto reage no local do seu contacto com a superfície do substrato, provocando a dopagem com carbono. Se o substrato, que tem, pelo menos, uma camada superficial compreendendo titânio, uma liga de titânio, um óxido de liga de titânio ou óxido de titânio, está em pó, um tal pó é introduzido numa chama e é deixado exposto à chama durante um tempo pré-determinado, para realizar o tratamento por calor. Alternativamente, um tal pó é mantido num estado de leito fluidizado durante um período de tempo pré-determinado num gás de combustão de alta temperatura colocado num estado fluido ou num gás de temperatura elevada consistindo, essencialmente, de um hidrocarboneto colocado num estado fluido. Ao fazer isto, todas as partículas podem ser convertidas em óxido de titânio dopado com carbono ou o pó pode ser tornado num pó possuindo uma camada de óxido de titânio dopado com carbono. 0 tratamento por calor necessita ser realizado de forma a que a temperatura da superfície do substrato seja de 900 a 1200 °C, de um modo preferido de 1000 a 1200 °C e a que a camada de óxido de titânio dopada com carbono seja formada como camada superficial do substrato. No caso do tratamento por calor resultar numa temperatura superfical do substrato inferior a 900 °C, a durabilidade do substrato possuindo a resultante camada de óxido de titânio dopada com carbono é insuficiente e a sua actividade fotocatalítica sob luz visível é também insuficiente. No caso do tratamento por calor tornar a temperatura superficial do substrato superior a 1500 °C, por outro lado, um filme superfino destaca-se da porção de superfície do substrato durante o arrefecimento após o tratamento por calor e o efeito da durabilidade (elevada dureza, resistência aos riscos, resistência ao desgaste, resistência ao ataque por produtos químicos, resistência ao calor) pretendida 12 pela presente invenção não é obtida. Mesmo com o tratamento por calor levando a temperatura do substrato até à gama de 900 a 1200 °C, um tempo de tratamento de calor prolongado provoca o descasque de um filme superfino da porção de superfície do substrato durante o arrefecimento após o tratamento por calor e o efeito da durabilidade (elevada dureza, resistência aos riscos, resistência ao desgaste, resistência ao ataque por produtos químicos, resistência ao calor) prevista pela presente invenção não é obtida. Deste modo, o tempo de tratamento por calor necessita ser um tempo que não provoque descasque na porção da superfície do substrato durante o arrefecimento após o tratamento por calor. Ou seja, o tempo de tratamento por calor necessita ser um tempo que é suficiente para converter a camada superficial na camada de óxido de titânio dopado com carbono, mas que não provoca descasque do filme superfino da porção da superfície do substrato durante o arrefecimento após o tratamento por calor. Este tempo de tratamento por calor está em correlação com a temperatura de aquecimento, mas é, de um modo preferido, de cerca de 400 segundos ou menos.
No processo de produção da presente invenção, uma camada de óxido de titânio dopado com carbono contendo 0,3 a 15%, de um modo preferido 1 a 10% de carbono, pode ser obtida relativamente facilmente ajustanto a temperatura de aquecimento e o tempo de tratamento por calor. Se a quantidade de dopagem com carbono for pequena, a camada de óxido de titânio dopado com carbono é transparente. Quando a quantidade de dopagem com carbono aumenta, a camada de óxido de titânio dopado com carbono torna-se translúcida ou opaca. Deste modo, uma placa transparente que tenha uma excelente durabilidade (elevada dureza, resistência aos riscos, resistência ao desgaste, resistência ao ataque por produtos químicos, resistência ao 13 calor) e que funcione como f otocatalisador que responde à luz visível, pode ser obtida formando uma camada de óxido de titânio dopado com carbono transparente sobre um material de núcleo em forma de placa transparente. Além disso, uma folha laminada decorativa que tenha uma excelente durabilidade (elevada dureza, resistência aos riscos, resistência ao desgaste, resistência ao ataque por produtos químicos, resistência ao calor) e que funcione como fotocatalisador que responde à luz visível, pode ser obtida formando uma camada de óxido de titânio dopado com carbono transparente sobre uma placa possuindo um padrão colorido na superfície. Se o substrato, que tem, pelo menos, uma camada superficial compreendendo titânio, uma liga de titânio, um óxido de liga de titânio ou um óxido de titânio, for composto pela camada que forma a porção da superfície e o material do núcleo e a espessura da camada que forma a porção da superfície for de 500 nm ou menos, o aquecimento até uma temperatura na vizinhança do ponto de fusão da camada que forma a porção da superfície gera ondulações, como se fossem muitas ilhas flutuando no mar, sobre a superfície para tornar o substrato translúcido.
No substrato possuindo uma camada de óxido de titânio dopado com carbono, que é produzido através do método de produção da presente invenção, a espessura da camada de óxido de titânio dopado com carbono é, de um modo preferido, 10 nm ou mais e, de modo a conseguir uma dureza elevada, resistência aos riscos e resistência ao desgaste, é mais preferido que a espessura seja 50 nm ou maior. Se a espessura da camada de óxido de titânio dopado com carbono for inferior a 10 nm, a durabilidade do substrato resultante possuindo a camada de óxido de titânio dopado com carbono tende a ser insuficiente. O limite superior da espessura da camada de óxido de titânio dopado com 14 carbono não é limitado, embora o custo e os efeitos conseguidos tenham que ser tomados em consideração. A camada de óxido de titânio dopado com carbono do substrato possuindo a camada de óxido de titânio dopado com carbono que é produzida através do método de produção da presente invenção, tem um teor relativamente elevado de carbono e contém dopagem com carbono sob a forma de ligações Ti-C, ao contrário do óxido de titânio quimicamente modificado, como descrito no documento 3 não patente atrás mencionado ou óxidos de titânio contendo compostos de titânio Ti-O-X dopados com vários átomos ou aniões X, foram propostos convencionalmente. Como resultado, as suas resistências mecânicas, tais como a resistência aos riscos e resistência ao desgaste são melhoradas e a sua dureza Vickers é considerada como aumentando assinalavelmente. A sua resistência ao calor é também aumentada. A camada de óxido de titânio dopado com carbono do substrato possuindo a camada de óxido de titânio dopado com carbono, que é produzida através do método de produção da presente invenção, possui uma dureza Vickers de 300 ou superior, de um modo preferido 500 ou superior, de um modo mais preferido 700 ou superior, de um modo muito preferido 1000 ou superior. A dureza de Vickers de 1000 ou superior significa uma dureza superior à dureza de uma cromagem dura. Deste modo, o método para produzir um substrato possuindo uma camada de óxido de titânio dopado com carbono de acordo com a presente invenção pode ser significativamente utilizado em vários campos técnicos em que as cromagens duras têm até aqui sido utilizadas. A camada de óxido de titânio dopado com carbono do substrato possuindo a camada de óxido de titânio dopado com 15 carbono, que é produzida através do método da presente invenção, responde não apenas à radiação ultravioleta, mas, também, à luz visivel possuindo um comprimento de onda de 400 nm ou maior e actua eficazmente como fotocatalisador. Deste modo, o substrato possuindo a camada de óxido de titânio dopado com carbono que é produzida através do método da presente invenção, pode ser utilizado como fotocatalisador que responde à luz visivel e apresenta uma função fotocatalitica quer em interiores quer em exteriores. Além disso, a camada de óxido de titânio dopado com carbono do substrato possuindo a camada de óxido de titânio dopado com carbono que é produzida através do método da presente invenção, mostra uma super-hidrofilicidade expressa como um ângulo de contacto de 3o ou menos.
Além disso, a camada de óxido de titânio dopado com carbono do substrato possuindo a camada de óxido de titânio dopado com carbono que é produzida através do método da presente invenção, é também excelente no que se refere à resistência ao ataque de produtos químicos. Após esta camada ser imersa durante 1 semana numa solução aquosa de ácido sulfúrico 1 M e durante 1 semana numa solução aquosa de hidróxido de sódio 1 M, a dureza do filme, a resistência ao desgaste e densidade de corrente fotoeléctrica da camada foram medidas e os seus valores comparados com os medidos antes do tratamento. Não se observaram alterações significativas. Eventualmente, os filmes de óxido de titânio disponíveis comercialmente possuem uma resistência aos ácidos mínima e uma resistência às bases mínima, porque os seus ligantes, dependendo dos seus tipos, se dissolvem, geralmente, em ácidos e bases e, deste modo, estes filmes descascam.
Além disso, a camada de óxido de titânio dopado com carbono do substrato possuindo a camada de óxido de titânio dopado com 16 carbono, que é produzida através do método da presente invenção, pode ser utilizada como catalisador respondendo a radição, tal como raios gama. A requerente inventou previamente um revestimento pulverizado por via térmica de óxido de titânio ou outros do género suprimindo o rachamento devido a tensões de corrosão ou a deposição de escamas de membros estruturais de um reactor nuclear em resposta a radiação. Quando a camada de óxido de titânio dopado com carbono produzida através do método da presente invenção é similarmente utilizada como o tal catalisador que responde a radiação, esta pode baixar o potencial do material base, suprimindo a picagem, a corrosão geral, e o rachamento devido a tensões de corrosão. Esta mostra também o efeito de ser capaz de decompor escamas ou sujidades devido ao seu poder oxidante. Em comparação com outros métodos para formar filmes de catalisadores que respondem à radiação, o método de produção da presente invenção é adequado e é superior no que se refere aos aspectos de durabilidade, tal como a resistência ao ataque por produtos químicos e resistência ao desgaste.
Exemplos A presente invenção será descrita com mais detalhe com base nos Exemplos e Exemplos Comparativos.
Exemplos 1 a 3
Uma placa de titânio com uma espessura de 0,3 mm foi tratada por calor utilizando uma chama de combustão de acetileno, de forma a que a temperatura da superfície da placa 17 de titânio seja de cerca de 1100 °C, formando-se, assim, uma placa de titânio possuindo uma camada de óxido de titânio dopado com carbono como camada superficial. O tempo de tratamento por calor a 1100 °C foi ajustada para 5 segundos (Exemplo 1), 3 segundos (Exemplo 2) e 1 segundo (Exemplo 3). Como resultado, as placas de titânio formadas tinham as camadas de óxido de titânio dopado com carbono diferentes no que se refere à quantidade de dopagem de carbono e espessura de camada de óxido de titânio dopado com carbono.
Os teores de carbono das camadas de óxido de titânio dopado com carbono formadas nos Exemplos 1 a 3 foram determinados num equipamento de fluorescência de raios X. Com base no teor de carbono, foi assumida a estrutura molecular do Ti02-xCx. Os resultados foram de um teor de carbono de 8% e TiOi,76Co,24 no Exemplo 1, um teor de carbono de cerca de 3,3% e TiOi,9oCo,io no Exemplo 2, e um teor de carbono de 1,7 % e TiOi,9sCo,o5 no
Exemplo 3. As camadas de óxido de titânio dopado com carbono formadas nos Exemplos 1 a 3 eram super-hidrofílicas, tal como indicado pelo ângulo de contacto, no que respeita a gota de água, da ordem de 2o.
Exemplo Comparativo 1
Uma solução coloidal de óxido de titânio comercialmente disponível (STS-01, ISHIHARA SANGYO KAISHA, LTD.) foi revestida por rotação numa placa de titânio com uma espessura de 0,3 mm e aquecida para uma melhor adesão, com o que se formou uma placa de titânio possuindo um filme de óxido de titânio. 18
Exemplo Compartivo 2
Um produto comercialmente disponível possuindo um revestimento por pulverização de óxido de titânio numa placa SUS foi tomado como substrato possuindo um filme de óxido de titânio do Exemplo Comparativo 2.
Exemplo de Teste 1 (dureza Vickers)
A camada de óxido de titânio dopado com carbono do Exemplo 1 e o filme de óxido de titânio do Exemplo Comparativo 1 foram medidos no que se refere à dureza do filme utilizando um equipamento de teste de nano-dureza (NHT) (CSM Instruments, Suíça) com as seguintes condições: penetrador: tipo Bercovici, carga de ensaio: 2 mN, taxa de remoção da carga: 4 mN/min. A camada de óxido de titânio dopado com carbono do Exemplo 1 tinha um elevado valor da dureza Vickers de 1340. Por outro lado, a dureza Vickers do filme de óxido de titânio do Exemplo Comparativo 1 era de 160.
Os resultados são mostrados na Figura 1. Para referência, os valores de dureza Vickers documentados para uma placa com cromagem dura e uma camada com niquelagem (citados a partir de Tomono, "A Manual of Practical Platings", Capítulo 6, Ohmsha (1971)), são também mostrados. A camada de óxido de titânio dopado com carbono do Exemplo 1 possui, claramente, uma dureza superior à da camada de niquelagem e à da camada de cromagem dura. 19
Exemplo de Teste 2 (resistência aos riscos)
Em relação à camada de óxido de titânio dopado com carbono do Exemplo 1 e ao filme de óxido de titânio do Exemplo Comparativo 1, foi realizado um teste de resistência aos riscos utilizando um equipamento micro-risco (MST) (CSM Instruments, Suíça) com as seguintes condições: penetrador: Rockwell (diamante), raio da ponta 200 μιη, carga inicial: 0 N, carga final: 30 N, taxa de carga: 50 N/min, comprimento do risco: 6 mm, velocidade de deslocação: 10,5 mm/min. Foi medida a carga de "início de descasque", sob a qual ocorreu um pequeno descasque do filme na marca do risco. Foi também medida a carga de "descasque geral", sob a qual ocorreu o descasque em toda a marca do risco. Os resultados são mostrados na Tabela 1.
Tabela 1
Ex. 1 Ex. Comp. 1 Carga de início de descasque (N) 18, 7 3, 7 Carga de descasque geral (N) 25, 7 5,9
Exemplo de Teste 3 (resistência ao descasque)
Em relação à camada de óxido de titânio dopado com carbono do Exemplo 1 e ao filme de óxido de titânio do Exemplo
Comparativo 1, foi realizado um teste de resistência ao desgaste utilizando um tribómetro de alta temperatura (HT-TRM) (CSM Instruments, Suíça) com as seguintes condições: temperatura de ensaio: temperatura ambiente e 470 °C, bola: bola de SiC com um diâmetro de 12,4 mm, carga: 1 N, velocidade de 20 escorregamento: 20 mm/s, raio de viragem: 1 mm, velocidade rotacional do ensaio: 1000 revoluções.
Como resultado, ocorreu descasque quer à temperatura ambiente quer a 470 °C em relação ao filme de óxido de titânio do Exemplo Comparativo 1. Em relação à camada de óxido de titânio dopado com carbono do Exemplo 1, por outro lado, não foram detectados traços de desgaste significativos à temperatura ambiente e a 470 °C.
Exemplo de Teste 5 (resistência química) A placa de titânio, possuindo a camada de óxido de titânio dopado com carbono do Exemplo 1, foi imersa numa solução aquosa de ácido sulfúrico 1 M, durante 1 semana, à temperatura ambiente e numa solução aquosa de hidróxido de sódio 1 M, durante 1 semana, à temperatura ambiente e, então, a dureza do filme, a resistência ao desgaste e a densidade da corrente fotoeléctrica a serem descritas posteriormente foram medidas. Não se observaram diferenças significativas entre os valores antes da imersão e os valores após a imersão. Ou seja, verificou-se que a camada de óxido de titânio dopado com carbono do Exemplo 1 tinha uma elevada resistência ao ataque por produtos químicos.
Exemplo de Teste 5 (estrutura da camada de óxido de titânio dopado com carbono)
Em relação à camada de óxido de titânio dopado com carbono do Exemplo 1, foi realizada pulverização de iões Ar durante 2700 segundos utilizando um analisador espectroquímico de 21 fotoelectrões de raios X (XPS) com uma voltagem de aceleração de 10 kV e com AI como alvo e a análise foi iniciada. Quando a velocidade de pulverização foi de 0,64 À/s equivalente à de um filme Si02, a profundidade foi de cerca de 173 nm. Os resultados da análise de XPS são mostrados na Fig. 2. Quando a energia de ligação é de 284, 6 eV, aparece o pico mais elevado. Parece ser imputado a uma ligação C-H(C) observada geralmente com análise Cls. O segundo pico mais alto é visto quando a energia de ligação é de 281,7 eV. Uma vez que a energia de ligação de uma ligação Ti-C é de 281,6 eV, considera-se que C efectuou a dopagem como ligações Ti-C na camada de óxido de titânio dopado com carbono do Exemplo 1. Após análise XPS efectuada em 11 pontos em diferentes posições na direcção da profundidade da camada de óxido de titânio dopado com carbono, picos similares aparecem próximo de 281,6 eV em todos os pontos.
As ligações Ti-C foram também confirmadas nas fronteiras entre a camada de óxido de titânio dopado com carbono e o substrato. Deste modo, estima-se que as ligações Ti-C na camada de óxido de titânio dopado com carbono tornam a dureza elevada, e a resistência ao descasque do filme é assinalavelmente aumentada pelas ligações Ti-C nas fronteiras entre a camada de óxido de titânio dopado com carbono e o substrato.
Exemplo de Teste 6 (resposta ao comprimento de onda)
As respostas ao comprimento de onda das camadas de óxido de titânio dopado com carbono dos Exemplos 1 a 3 e os filmes de óxido de titânio dos Exemplos Comparativos 1 e 2 foram medidas utilizando um monocromador Oriel. Concretamente, foi aplicada uma voltagem de 0,3 V entre cada uma das camadas e os filmes e o 22 contra-eléctrodo numa solução aquosa 0,05 M de sulfato de sódio e a densidade de corrente fotoeléctrica foi medida.
Os resultados são mostrados na Fig. 3. A Fig. 3 mostra a densidade de corrente fotoeléctrica resultante versus o comprimento de onda irradiado. As extremidades de absorção do comprimento de onda das camadas de óxido de titânio dopado com carbono dos Exemplos 1 a 3 atingiram 490 nm, mostrando que, à medida que a quantidade de dopagem com carbono aumentava, a densidade de corrente fotoeléctrica aumentava. Verificou-se, também, que quando a quantidade de dopagem de carbono excedia 10%, a densidade de corrente tendia a diminuir e se a quantidade de dopagem de carbono excedesse 15%, esta tendência tornava-se assinalável, embora estas verificações não estejam aqui ilustradas. Deste modo, verificou-se que a quantidade de dopagem de carbono tinha um valor óptimo entre 1 a 10%. Nos filmes de óxido de titânio dos Exemplos Comparativos 1 e 2, por outro lado, verificou-se que a densidade de corrente fotoeléctrica era muito baixa, e a extremidade de absorção do comprimento de onda foi da ordem de 410 nm.
Exemplo de teste 7 (rendimento quântico)
Em relaçao às camadas de carbono dos Exemplos 1 a 3 e aos Exemplos Comparativos 1 e 2, foi definido pela equação seguinte: óxido de titânio dopado com filmes de óxido de titânio dos obtido o rendimento quântico η
η = Jp (Ews - Eapp) / I 23 em que Ews é a voltagem de decomposição teórica da água (=1,23 V) , Eapp é a voltagem aplicada (= 0,3 V) e I é a intensidade de luz irradiada. Os resultados são mostrados na Fig. 4. A Fig. 4 mostra o rendimento quântico η versus o comprimento de onda da luz irradiada.
Como é claro a partir da Fig. 4, verificou-se que os rendimentos quânticos das camadas de óxido de titânio dopado com carbono dos Exemplos 1 a 3 eram assinalavelmente elevados e verificou-se que as suas eficiências de conversão a comprimentos de onda na vizinhaça de 450 nm eram superiores às eficiências de conversão dos filmes de óxido de titânio dos Exemplos Comparativos 1 e 2 numa região dos ultravioletas (200 a 380 nm). Foi também mostrado que a eficiência de decomposição da água da camada de óxido de titânio dopado com carbono do Exemplo 1 era de cerca de 8% a um comprimento de onda de 370 nm e a eficiência excedendo 10% foi obtida a um comprimento de onda de 350 nm ou menos.
Exemplo de Teste 8 (teste de desodorização)
Em relação às camadas de óxido de titânio dopado com carbono dos Exemplos 1 e 2 e ao filme de óxido de titânio do Exemplo Comparativo 1, foi realizado um teste de desodorização. Concretamente, acetaldeido, que é geralmente utilizado num teste de desodorização, foi encerrado num balão de vidro de 1000 mL em conjunto com o substrato possuindo uma camada de óxido de titânio dopado com carbono. Após a influência de uma diminuição da concentração devida à absorção inicial se ter tornado negligenciável, a amostra foi irradiada com luz visível através de uma lâmpada fluorescente proporcionada com um filtro de UV e a concentração de acetaldeído foi medida por cromatografia gasosa a intervalos de tempo de irradiação pré-determinados. A área superficial de cada uma das camadas e filmes foi de 8,0 cm2.
Os resultados são mostrados na Fig. 5. A Fig. 5 mostra a concentração de acetaldeído versus os períodos de tempo passado após o início da irradiação com luz visível. Verificou-se que as taxas de decomposição do acetaldeído das camadas de óxido de titânio dopado com carbono dos Exemplos 1 e 2 tinham valores de cerca de duas vezes ou mais a taxa de decomposição do acetaldeído do filme de óxido de titânio do Exemplo Comparativo 1. Verificou -se, também, que a camada de óxido de titânio dopado com carbono do Exemplo 1 que possui uma grande quantidade de dopagem com carbono e um elevado rendimento quântico apresentava uma elevada taxa de decomposição em comparação com a camada de óxido de titânio dopado com carbono do Exemplo 2.
Exemplo de Teste 2 (teste anti-incrustação)
Em relação à camada de óxido de titânio dopado com carbono do Exemplo 1 e o filme de óxido de titânio do Exemplo Comparativo 1, foi realizado um teste anti-incrustação. Cada camada e cada filme foram instalados numa sala para fumadores do Central Research Institute of Electric Power Industry e observou-se a sujidade na superfície após 145 dias. Não havia entrada directa de luz solar nesta sala de fumadores.
Fotografias que mostram os resultados são mostradas nas Figs. 6 (a) e 6 (b) . A nicotina depositada na superfície do filme de óxido de titânio do Exemplo Comparativo 1, desenvolveu uma 25 cor amarela clara. Por outro lado, a superfície da camada de óxido de titânio dopado com carbono do Exemplo 1 não mostrou alterações particulares e foi mantida limpa, provando que um efeito anti-incrustação foi completamente exibido.
Exemplos 4 a 7
Do mesmo modo que nos Exemplos 1 a 3, placas de titânio com 0,3 mm de espessura foram tratadas por calor às temperaturas superficiais mostradas na Tabela 2 durante períodos de tempo mostrados na Tabela 2 com a utilização de uma chama da combustão de acetileno, formando-se assim as placas de titânio possuindo, cada, uma camada de óxido de titânio dopado com carbono como camada superficial.
Exemplos 8 a 11
Placas de titânio com uma espessura de 0,3 mm foram tratadas por calor às temperaturas superficiais mostradas na Tabela 2 durante os períodos de tempo mostrados na Tabela 2 com utilização de uma chama de combustão de gás natural em vez da chama de combustão de acetileno, formando-se, assim, as placas de titânio possuindo, cada, uma camada de óxido de titânio dopado com carbono como camada superficial.
Exemplo Comparativo 3
Uma placa de titânio com uma espessura de 0,3 mm foi tratada por calor à temperatura superficial mostrada na Tabela 2 26 durante os períodos de tempo mostrados na Tabela 2 com utilização de uma chama de combustão de gás natural.
Exemplo de Teste 10
As camadas de óxido de titânio dopado com carbono dos Exemplos 4 a 11 e o filme do Exemplo Comparativo 3 foram medidas no que se refere à dureza Vickers (HV) da mesma maneira que no atrás mencionado do Exemplo de Teste 1. Os resultados são mostrados na Tabela 2. As camadas de óxido de titânio dopado com carbono formadas nos Exemplos 4 a 11 eram supre-hidrofílicas, tal como indicado pelo ângulo de contacto, no que se refere a uma gota de água, da ordem de 2o.
Tabela 2
Combustível Temperatura Tempo de HV superficial aquecimento Ex. 4 Acetileno 1000 °C 10 segundos 1200 Ex. 5 Acetileno 1100 °C 5 segundos 1200 Ex. 6 Acetileno 1200 °C 1 segundo 1200 Ex. 7 Acetileno 1500 °C 0,5 segundos 1200 Ex. 8 Gás natural 1000 °C 10 segundos 600 Ex. 9 Gás natural 1100 °C 5 segundos 600 Ex. 10 Gás natural 1200 °C 1 segundo 600 Ex. 11 Gás natural 1500 °C 0,5 segundos 600 Ex. Comp. 3 Gás natural 850 °C 5 segundos 160
Como se torna evidente a partir dos dados mostrados na Tabela 2, quando o tratamento por calor foi realizado utilizando um gás de combustão a partir de um gás natural de forma a que a 27 temperatura superficial fique a 850 °C, foi obtido um filme possuindo dureza Vickers de apenas 160. Nos Exemplos 8 a 11 em que o tratamento por calor foi realizado de forma a que a temperatura suprficial fique a 1000 °C ou mais, foram obtidas camadas de óxido de titânio dopado com carbono possuindo uma dureza Vickers de 600. Nos exemplos 4 a 7 foram obtidas camadas de óxido de titânio dopado com carbono tendo uma dureza Vickers de 1200, utilizando um qás de combustão de acetileno.
Exemplo de Teste 11
Em relação às camadas de óxido de titânio dopado com carbono dos Exemplos 4 a 11 e aos filmes de óxido de titânio dos Exemplos Comparativos 1 e 3, foi medida a densidade de corrente fotoeléctrica, com uma voltagem de 0,3 V a ser aplicado entre cada uma das camadas e os filmes e um contra-eléctrodo numa solução aquosa 0,5 M de sulfato de sódio e a amostra foi irradiada com luz a 300 nm a 520 nm, como no Exemplo de Teste 6. Os resultados são mostrados na Fig. 7. A Fig. 7 mostra a densidade de corrente fotoeléctrica Jp versus o potencial ECP (V vs. SSE) .
As camadas de óxido de titânio dopado com carbono dos Exemplos 4 a 6 e 8 a 10, obtidas ao realizar o tratamento por calor de forma a que a temperatura superficial fosse de 1000 a 1200 °C, foram verificadas como tendo uma densidade de corrente fotoeléctrica relativamente elevada. Destas camadas de óxido de titânio dopado com carbono, verificou-se que as camadas de óxido de titânio dopado com carbono dos Exemplos 4 a 6 utilizando um gás de combustão de acetileno eram superiores. Por outro lado, a camada de óxido de titânio do Exemplo Comparativo 3, obtida ao 28 realizar tratamento por calor de forma a que a temperatura superficial fosse de 850 °C e as camadas de óxido de titânio dopado com carbono dos Exemplos 7 e 11, obtida ao realizar o tratamento por calor de forma a que a temperatura superficial fosse de 1500 °C, foi verificada como tendo uma densidade de corrente fotoeléctrica relativamente baixa.
Exemplo 12
Uma placa de liga TÍ-6A1-4V com 0,3 mm de espessura foi tratada por calor utilizando uma chama de combustão de acetileno de forma a que a temperatura superficial fosse de cerca de 1100 °C, formando-se, assim, a placa de liga compreendendo uma liga de titânio e contendo óxido de titânio dopado com carbono numa camada superficial. O tempo de tratamento por calor a 1100 °C foi ajustado a 60 segundos. A camada assim formada contendo óxido de titânio dopado com carbono era super-hidrofílica, como indicado pelo ângulo de contacto, no que respeita a uma gota de água, da ordem de 2o e mostraram a mesma actividade fotocatalitica que a da camada de óxido de titânio dopado com carbono obtida no Exemplo 4.
Exemplo 13
Um filme de titânio fino possuindo uma espessura de filme de cerca de 500 nm foi formado sobre a superfície de uma placa de aço inox (SUS316) de 0,3 mm de espessura por pulverização. Esta placa de aço inox foi tratada por calor utilizando uma chama de combustão de acetileno de forma a que a temperatura superficial fosse de cerca de 900 °C, produzindo assim a placa 29 de aço inox possuindo uma camada de óxido de titânio dopado com carbono como camada superficial. 0 tempo de tratamento por calor foi a 900 °C foi ajustado para 15 segundos. A camada de óxido de titânio dopado com carbono assim formada era super-hidrofilica, tal como indicado por um ângulo de contacto, no que respeita a uma gota de água, da ordem de 2o e mostrou a mesma actividade fotocatalitica que a da camada de óxido de titânio dopado com carbono obtida no Exemplo 4.
Exemplo 14
Um pó de óxido de titânio possuindo uma dimensão de partícula de 2 0 μιη foi alimentado a uma chama de combustão de acetileno e foi deixado a permanecer na chama de combustão durante um período de tempo pré-determinado para tratar por calor o pó de forma a que a temperatura superficial fosse de cerca de 1000 °C. Ao fazer isto, foi produzido um pó de titânio possuindo uma camada de óxido de titânio dopado com carbono. 0 tempo de tratamento por calor a 1000 °C foi ajustado a 4 segundos. O pó de titânio assim formado, possuindo a camada de óxido de titânio dopado com carbono, mostrou a mesma actividade fotocatalitica que a da camada de óxido de titânio dopado com carbono obtida no Exemplo 4.
Exemplos 15 a 16
Um filme de titânio fino possuindo uma espessura de filme de cerca de 100 nm foi formado sobre a superfície de uma placa de vidro com 1 mm de espessura (Pyrex (marca registada)) por pulverização. Esta placa de vidro foi tratada por calor 30 utilizando uma chama de combustão de acetileno de forma a que a temperatura superficial fosse de cerca de 1100 °C (Exemplo 15) ou 1500 °C (Exemplo 16), produzindo assim a placa de vidro possuindo uma camada de óxido de titânio dopado com carbono como camada superficial. O tempo de tratamento por calor a 1100 °C ou 1500 °C foi ajustado a 10 segundos. A camada de óxido de titânio dopado com carbono assim formada era transparente, tal como mostrado na fotografia da Fig. 8(a) quando a temperatura superficial era de 1100 °C. Contudo, quando a temperatura da superfície era de 1500 °C, ondulações, como muitas ilhas flutuando no mar, foram geradas na superfície, tal como mostrado na Fig. 9, de forma a que a camada ficou translúcida tal como mostrado na Fig. 8(a).
Aplicabilidade Industrial
Espera-se que a camada de óxido de titânio dopado com carbono, obtida pelo método de produção da presente invenção, encontre utilização em produtos que se pretende baixem o potencial de um material base, evitando, assim, a picagem, a corrosão geral e o rachamento devido a tensões de corrosão. Além disso, esta camada é utilizada como um catalisador que responde a radiação, o qual responde a uma radiação tal como os raios gama assim como a raios ultravioletas, de forma a suprimir o rachamento devido a tensões de corrosão ou a deposição de escamas de membros estruturais de um reactor nuclear. A camada possuindo uma tal utilização pode ser facilmente formada em comparação com os filmes formados através de outros métodos de formação de filme e podem apresentar uma maior durabilidade.
Lisboa, 7 de Abril de 2010 31
Claims (12)
- REIVINDICAÇÕES 1. Método para produzir um substrato possuindo uma camada de óxido de titânio dopado com carbono, caracterizado por aplicar directamente uma chama de combustão de um gás consistindo essencialmente por um hidrocarboneto, contra uma superfície de um substrato possuindo, pelo menos, uma camada superficial compreendendo titânio, uma liga de titânio, um óxido de liga de titânio ou óxido de titânio, para tratar por calor a superfície do substrato, de forma a que uma temperatura superficial do substrato seja de 900 a 1200 °C; ou tratando por calor a superfície do substrato numa atmosfera de gás de combustão de um gás consistindo essencialmente de um hidrocarboneto, de forma a que a temperatura superficial do substrato seja de 900 a 1200 °C, formando-se, assim, uma camada de óxido de titânio dopado com carbono.
- 2. Método para produzir um substrato possuindo uma camada de óxido de titânio dopado com carbono, caracterizado por tratar por calor uma superfície de um substrato que tem, pelo menos, uma camada superficial compreendendo titânio, uma liga de titânio, um óxido de liga de titânio ou óxido de titânio, numa atmosfera gasosa consistindo essencialmente de um hidrocarboneto, de forma a que uma temperatura superficial do substrato seja de 900 a 1200 °C, formando, assim, uma camada de óxido de titânio dopado com carbono.
- 3. Método para produzir um substrato possuindo uma camada de óxido de titânio dopado com carbono, de acordo com a 1 reivindicação 1 ou 2, caracterizado por o substrato que tem, pelo menos, uma camada superficial compreendendo titânio, uma liga de titânio, um óxido de liga de titânio ou óxido de titânio, ser composto, como um todo, por um de titânio, uma liga de titânio, um óxido de liga de titânio ou óxido de titânio.
- 4. Método para produzir um substrato possuindo uma camada de óxido de titânio dopado com carbono, de acordo com a reivindicação 1, 2 ou 3, caracterizado por o substrato, que tem, pelo menos, uma camada superficial compreendendo titânio, uma liga de titânio, um óxido de liga de titânio ou óxido de titânio, ser composto por uma camada que forma uma porção da superfície e um material de núcleo e por os materiais para a camada que forma uma porção da superfície e um material de núcleo serem diferentes.
- 5. Método para produzir um substrato possuindo uma camada de óxido de titânio dopado com carbono, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por o substrato que possui, pelo menos, uma camada superficial compreendendo titânio, uma liga de titânio, um óxido de liga de titânio ou óxido de titânio, ser em pó.
- 6. Método para produzir um substrato possuindo uma camada de óxido de titânio dopado com carbono de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por a liga de titânio ser TÍ-6A1-4V, Ti-6Al-6V-2Sn, Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo, Ti-10V-2Fe-3Al, Ti-7Al-4Mo, TÍ-5A1-2,5Sn, Ti-6Al-5Zr-0,5Mo-0,2Si, Ti-5,5A1-3,5Sn-3Zr-0,3Mo-lNb-0,3 Si, Ti-8Al-lMo-lV, ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo, Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr, Ti-11,5Mo-6Zr-4,5Sn, 2 Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn, Ti-15Mo-5Zr-3-Al, Ti-15Mo-5Zr e Ti-13V-llCr-3Al.
- 7. Método para produzir um substrato possuindo uma camada de óxido de titânio dopado com carbono, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por o gás que consiste essencialmente de um hidrocarboneto conter 30% ou mais em volume de um hidrocarboneto insaturado.
- 8. Método para produzir um substrato possuindo uma camada de óxido de titânio dopado com carbono, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por o gás, que consiste essencialmente de um hidrocarboneto, conter 50% ou mais em volume de acetileno.
- 9. Método para produzir um substrato possuindo uma camada de óxido de titânio dopado com carbono, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por formar uma camada de óxido de titânio dopado com carbono contendo 0,3 a 15% de carbono.
- 10. Método para produzir um substrato possuindo uma camada de óxido de titânio dopado com carbono, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por formar uma camada de óxido de titânio dopado com carbono possuindo uma dureza Vickers de 300 ou mais.
- 11. Método para produzir um substrato possuindo uma camada de óxido de titânio dopado com carbono, de acordo a reivindicação 10, caracterizado por formar uma camada de óxido de titânio dopado com carbono possuindo uma dureza Vickers de 1000 ou mais. 3
- 12 . Método para produzir um substrato possuindo uma camada de óxido de titânio dopado com carbono, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado por formar uma camada de óxido de titânio dopado com carbono que funciona como fotocatalisador que responde à luz visível. Lisboa, 7 de Abril de 2010 4
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003411079 | 2003-12-09 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
PT1693479E true PT1693479E (pt) | 2010-04-15 |
Family
ID=34674968
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PT04820238T PT1693479E (pt) | 2003-12-09 | 2004-12-08 | Método para a produção de um substrato possuindo uma camada de óxido de titânio dopado com carbono |
Country Status (19)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7524791B2 (pt) |
EP (1) | EP1693479B1 (pt) |
JP (1) | JP3948738B2 (pt) |
KR (1) | KR100789662B1 (pt) |
CN (2) | CN1875126A (pt) |
AT (1) | ATE459733T1 (pt) |
AU (1) | AU2004297457B2 (pt) |
CA (1) | CA2540778C (pt) |
DE (1) | DE602004025843D1 (pt) |
DK (1) | DK1693479T3 (pt) |
ES (2) | ES2360088T3 (pt) |
NO (1) | NO334357B1 (pt) |
NZ (1) | NZ545830A (pt) |
PL (1) | PL1693479T3 (pt) |
PT (1) | PT1693479E (pt) |
RU (1) | RU2321676C2 (pt) |
SI (1) | SI1693479T1 (pt) |
TW (1) | TWI321064B (pt) |
WO (1) | WO2005056865A1 (pt) |
Families Citing this family (31)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
PT1693479E (pt) * | 2003-12-09 | 2010-04-15 | Central Res Inst Elect | Método para a produção de um substrato possuindo uma camada de óxido de titânio dopado com carbono |
JP4526273B2 (ja) * | 2004-01-30 | 2010-08-18 | ダイセル化学工業株式会社 | 炭素ドープ酸化チタンとその製造法、光触媒、及び該触媒を用いた有機化合物の酸化方法 |
US20060128563A1 (en) * | 2004-12-09 | 2006-06-15 | Flabeg Gmbh & Co., Kg | Method for manufacturing a non-fogging element and device for activating such an element |
US7718270B2 (en) * | 2005-02-24 | 2010-05-18 | Central Research Institute Of Electric Power Industry | Multifunctional material |
JP4807726B2 (ja) * | 2005-02-28 | 2011-11-02 | 財団法人電力中央研究所 | 測定・測量器具 |
JP4623503B2 (ja) * | 2005-02-28 | 2011-02-02 | 財団法人電力中央研究所 | 多機能性皮膜形成用コーティング組成物 |
JP4958029B2 (ja) * | 2005-02-28 | 2012-06-20 | 一般財団法人電力中央研究所 | 建築用資材 |
JP4853953B2 (ja) * | 2006-03-31 | 2012-01-11 | 財団法人電力中央研究所 | 多機能層を有する基体の製造方法 |
JP4853952B2 (ja) * | 2006-03-31 | 2012-01-11 | 財団法人電力中央研究所 | 炭素ドープ酸化ジルコニウム層を有する多機能材 |
CN100435938C (zh) * | 2006-12-21 | 2008-11-26 | 天津大学 | 以蛋壳膜为模板制备碳掺杂TiO2多孔纳米光催化剂的方法 |
US8900695B2 (en) * | 2007-02-23 | 2014-12-02 | Applied Microstructures, Inc. | Durable conformal wear-resistant carbon-doped metal oxide-comprising coating |
CN101143763B (zh) * | 2007-08-28 | 2010-08-18 | 杭州蓝星新材料技术有限公司 | 浮法在线生产阳光控制镀膜玻璃的方法 |
JP4823202B2 (ja) * | 2007-11-15 | 2011-11-24 | 株式会社神戸製鋼所 | 燃料電池セパレータ用チタン基材の製造方法および燃料電池セパレータの製造方法 |
US20110070138A1 (en) * | 2008-03-31 | 2011-03-24 | Claudia Menini | Use of photocatalytically coated particles for decomposition of air pollutants |
DE102008046391A1 (de) | 2008-09-09 | 2010-03-11 | Kronos International, Inc. | Verfahren zur Herstellung kohlenstoffmodifizierter Photokatalysatorschichten |
JP5459696B2 (ja) * | 2008-11-05 | 2014-04-02 | 一般財団法人電力中央研究所 | 耐食性基体の製造方法 |
KR100990392B1 (ko) * | 2009-01-23 | 2010-10-29 | 충남대학교산학협력단 | 자외선 및 가시광선 감응 이산화티탄 광촉매의 제조방법 |
KR101394595B1 (ko) * | 2009-06-01 | 2014-05-14 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 가시광 응답성을 가지고, 광 촉매 활성이 우수한 티타늄계 재료 및 그 제조 방법 |
US9278337B2 (en) * | 2011-05-19 | 2016-03-08 | Nanoptek Corporation | Visible light titania photocatalyst, method for making same, and processes for use thereof |
CN102513090A (zh) * | 2011-10-28 | 2012-06-27 | 中南大学 | 具有可见光催化活性的碳掺杂半导体氧化物及其制备方法 |
CN104220630B (zh) | 2012-02-23 | 2017-03-08 | 特来德斯通技术公司 | 耐腐蚀且导电的金属表面 |
DE102013215835A1 (de) * | 2013-08-09 | 2015-02-12 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zur Abscheidung von Farbmarkierungen aus Titanoxiden auf medizintechnischen Produkten, Beschichtungssystem zur Herstellung beschichteter Materialien |
WO2015029558A1 (ja) * | 2013-08-28 | 2015-03-05 | 日本合成化学工業株式会社 | ポリビニルアルコール系フィルムロール及びそれを用いた偏光膜 |
JP6461635B2 (ja) * | 2014-02-17 | 2019-01-30 | 国立大学法人北見工業大学 | 可視光応答性光触媒及びその製造方法 |
CN104148047B (zh) * | 2014-08-31 | 2017-02-01 | 华东理工大学 | 一种碳掺杂氧化锌基可见光催化剂的宏量制备方法 |
JP6160584B2 (ja) * | 2014-09-19 | 2017-07-12 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池用セパレータの製造方法 |
JP7122503B2 (ja) * | 2017-03-03 | 2022-08-22 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 光触媒材料の製造方法 |
CN108707410A (zh) * | 2018-06-28 | 2018-10-26 | 芜湖市棠华建材科技有限公司 | 家具用漆 |
CN110180020B (zh) * | 2019-05-29 | 2021-01-12 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种氮掺杂钛氧化物涂层及其制备方法和应用 |
US11857952B2 (en) * | 2022-05-18 | 2024-01-02 | Xinjiang Youmiao Environmental Protection Technology Co., Ltd. | Graphitic carbon-doped and mixed crystal-type titanium dioxide nanotube composite for electrocatalysis, and preparation method and use thereof |
CN115845890B (zh) * | 2022-11-25 | 2024-02-27 | 广东科学技术职业学院 | 一种网状光触媒材料、制备方法及其应用和设备 |
Family Cites Families (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1356755A (en) * | 1972-07-06 | 1974-06-12 | English Electric Valve Co Ltd | Camera tubes |
US4857116A (en) * | 1981-11-27 | 1989-08-15 | S R I International | Process for applying coatings of zirconium and/or titanium and a less noble metal to metal substrates and for converting the zirconium and/or titanium to a nitride, carbide, boride, or silicide |
JPH01143770A (ja) * | 1987-11-30 | 1989-06-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 消耗電極式パルスアーク溶接機 |
JPH0987857A (ja) | 1995-09-27 | 1997-03-31 | Res Dev Corp Of Japan | プラズマcvdによる炭化物コーティング方法 |
CN1244818A (zh) * | 1996-11-25 | 2000-02-16 | 有限会社环境设备研究所 | 具有可见光活性的光催化剂及其利用 |
JP3347287B2 (ja) * | 1997-05-28 | 2002-11-20 | 株式会社田中 | チタン金属へのガラス状カーボンの被覆方法 |
EP1205244B1 (en) | 1999-08-05 | 2012-05-02 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Use of a photocatalytic material |
US6131603A (en) * | 1999-08-10 | 2000-10-17 | Fuji Oozx Inc. | Ti alloy poppet valve and surface treatment thereof |
JP4185633B2 (ja) | 1999-08-10 | 2008-11-26 | フジオーゼックス株式会社 | チタン合金製エンジンバルブ及びその表面処理方法 |
JP4461546B2 (ja) | 2000-01-26 | 2010-05-12 | 株式会社豊田中央研究所 | 光触媒物質および光触媒体 |
JP2001205103A (ja) | 2000-01-27 | 2001-07-31 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 光触媒体 |
JP3566930B2 (ja) | 2000-02-23 | 2004-09-15 | 新日本製鐵株式会社 | 大気環境中において変色を生じにくいチタンおよびその製造方法 |
JP2002028998A (ja) | 2000-07-13 | 2002-01-29 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 防汚材およびタッチパネル |
JP4626099B2 (ja) | 2000-07-17 | 2011-02-02 | 株式会社豊田中央研究所 | 光触媒体 |
JP2002097914A (ja) | 2000-07-18 | 2002-04-05 | Fuji Oozx Inc | チタン合金製エンジンバルブ及びその製造方法 |
JP2003073799A (ja) * | 2001-09-03 | 2003-03-12 | Fuji Oozx Inc | チタン系材料の表面処理方法 |
JP4140770B2 (ja) | 2002-09-18 | 2008-08-27 | コバレントマテリアル株式会社 | 二酸化チタン微粒子およびその製造方法ならびに可視光活性型光触媒の製造方法 |
JP4135921B2 (ja) | 2002-09-18 | 2008-08-20 | コバレントマテリアル株式会社 | 二酸化チタン微粒子およびその製造方法 |
US7175911B2 (en) * | 2002-09-18 | 2007-02-13 | Toshiba Ceramics Co., Ltd. | Titanium dioxide fine particles and method for producing the same, and method for producing visible light activatable photocatalyst |
JP4135907B2 (ja) | 2003-03-25 | 2008-08-20 | コバレントマテリアル株式会社 | 可視光活性型光触媒粒子 |
JP2004167370A (ja) | 2002-11-20 | 2004-06-17 | Japan Atom Energy Res Inst | 高活性光触媒炭素ドープ二酸化チタンとその作製方法 |
US7052585B2 (en) * | 2003-03-11 | 2006-05-30 | Guardian Industries Corp. | Coated article including titanium oxycarbide and method of making same |
SI1693480T1 (sl) * | 2003-12-09 | 2011-06-30 | Central Res Inst Elect | Multifunkcionalen material s slojem titanovega oksida, dopiranega z ogljikom |
PT1693479E (pt) * | 2003-12-09 | 2010-04-15 | Central Res Inst Elect | Método para a produção de um substrato possuindo uma camada de óxido de titânio dopado com carbono |
JP5041392B2 (ja) * | 2005-02-28 | 2012-10-03 | 一般財団法人電力中央研究所 | 油処理設備 |
JP4902125B2 (ja) * | 2005-02-28 | 2012-03-21 | 財団法人電力中央研究所 | 鏡面を有する多機能材 |
-
2004
- 2004-12-08 PT PT04820238T patent/PT1693479E/pt unknown
- 2004-12-08 RU RU2006114736/02A patent/RU2321676C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2004-12-08 AT AT04820238T patent/ATE459733T1/de not_active IP Right Cessation
- 2004-12-08 DK DK04820238.6T patent/DK1693479T3/da active
- 2004-12-08 DE DE602004025843T patent/DE602004025843D1/de active Active
- 2004-12-08 JP JP2005516148A patent/JP3948738B2/ja active Active
- 2004-12-08 ES ES04820239T patent/ES2360088T3/es active Active
- 2004-12-08 NZ NZ545830A patent/NZ545830A/en not_active IP Right Cessation
- 2004-12-08 US US10/574,348 patent/US7524791B2/en active Active
- 2004-12-08 CA CA2540778A patent/CA2540778C/en not_active Expired - Fee Related
- 2004-12-08 SI SI200431409T patent/SI1693479T1/sl unknown
- 2004-12-08 KR KR1020067006447A patent/KR100789662B1/ko active IP Right Grant
- 2004-12-08 EP EP04820238A patent/EP1693479B1/en active Active
- 2004-12-08 PL PL04820238T patent/PL1693479T3/pl unknown
- 2004-12-08 CN CNA200480032578XA patent/CN1875126A/zh active Pending
- 2004-12-08 AU AU2004297457A patent/AU2004297457B2/en not_active Ceased
- 2004-12-08 WO PCT/JP2004/018305 patent/WO2005056865A1/ja active IP Right Grant
- 2004-12-08 CN CN2004800321986A patent/CN1875125B/zh active Active
- 2004-12-08 ES ES04820238T patent/ES2339560T3/es active Active
- 2004-12-09 TW TW093138071A patent/TWI321064B/zh active
-
2006
- 2006-04-28 NO NO20061903A patent/NO334357B1/no not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU2004297457B2 (en) | 2007-08-09 |
JPWO2005056865A1 (ja) | 2007-12-13 |
JP3948738B2 (ja) | 2007-07-25 |
DE602004025843D1 (de) | 2010-04-15 |
ATE459733T1 (de) | 2010-03-15 |
NZ545830A (en) | 2010-03-26 |
RU2321676C2 (ru) | 2008-04-10 |
KR20060057640A (ko) | 2006-05-26 |
CA2540778A1 (en) | 2005-06-23 |
NO20061903L (no) | 2006-04-28 |
CN1875125A (zh) | 2006-12-06 |
ES2339560T3 (es) | 2010-05-21 |
EP1693479A1 (en) | 2006-08-23 |
PL1693479T3 (pl) | 2010-08-31 |
ES2360088T3 (es) | 2011-05-31 |
KR100789662B1 (ko) | 2008-01-02 |
CN1875125B (zh) | 2010-09-01 |
US7524791B2 (en) | 2009-04-28 |
CN1875126A (zh) | 2006-12-06 |
NO334357B1 (no) | 2014-02-17 |
EP1693479A4 (en) | 2008-08-20 |
WO2005056865A1 (ja) | 2005-06-23 |
EP1693479B1 (en) | 2010-03-03 |
CA2540778C (en) | 2011-02-15 |
SI1693479T1 (sl) | 2010-07-30 |
RU2006114736A (ru) | 2007-11-20 |
US20070066053A1 (en) | 2007-03-22 |
TWI321064B (en) | 2010-03-01 |
TW200528216A (en) | 2005-09-01 |
AU2004297457A1 (en) | 2005-06-23 |
DK1693479T3 (da) | 2010-06-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
PT1693479E (pt) | Método para a produção de um substrato possuindo uma camada de óxido de titânio dopado com carbono | |
US7838113B2 (en) | Multifunctional material having carbon-doped titanium oxide layer | |
JP4902125B2 (ja) | 鏡面を有する多機能材 | |
JP4623502B2 (ja) | 耐放射線部材及びそれを用いた原子力発電システム | |
JP4822245B2 (ja) | 電力供給機器 | |
JP4623503B2 (ja) | 多機能性皮膜形成用コーティング組成物 | |
JP4807723B2 (ja) | 耐熱部材の製造方法 | |
JP4756574B2 (ja) | 空調機 | |
JP2006241697A (ja) | フェンス | |
JP4958029B2 (ja) | 建築用資材 | |
JP2006240625A (ja) | 金属製容器 | |
JP2006230926A (ja) | 宗教用品 | |
JP2006241483A (ja) | エネルギー発生設備 |