RU2321676C2 - Способ изготовления подложки со слоем легированного углеродом оксида титана - Google Patents
Способ изготовления подложки со слоем легированного углеродом оксида титана Download PDFInfo
- Publication number
- RU2321676C2 RU2321676C2 RU2006114736/02A RU2006114736A RU2321676C2 RU 2321676 C2 RU2321676 C2 RU 2321676C2 RU 2006114736/02 A RU2006114736/02 A RU 2006114736/02A RU 2006114736 A RU2006114736 A RU 2006114736A RU 2321676 C2 RU2321676 C2 RU 2321676C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- titanium oxide
- layer
- carbon
- substrate
- hydrocarbon
- Prior art date
Links
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 181
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 180
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 82
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 140
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 49
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 44
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 42
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 41
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 40
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims abstract description 33
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 33
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 33
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 29
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 19
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 81
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 80
- 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 18
- 239000011162 core material Substances 0.000 claims description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 229910000883 Ti6Al4V Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 6
- 229930195735 unsaturated hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 17
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 238000006748 scratching Methods 0.000 abstract description 2
- 230000002393 scratching effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 48
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 30
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 19
- 239000000047 product Substances 0.000 description 13
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 11
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 11
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 9
- 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
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 6
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 6
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 5
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 5
- 230000001877 deodorizing effect Effects 0.000 description 5
- 239000011521 glass 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
- 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
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 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
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000003609 titanium compounds Chemical class 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000003570 air Substances 0.000 description 2
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 239000003915 liquefied petroleum gas Substances 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 230000000391 smoking effect Effects 0.000 description 2
- 238000005507 spraying 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
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 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
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 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
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- -1 ethylene, propylene Chemical group 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 1
- 238000007542 hardness measurement Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 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
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 239000005297 pyrex Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 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
- 150000003608 titanium Chemical class 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Images
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)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к изготовлению подложки со слоем легированного углеродом оксида титана, которая действует как реагирующий на видимый свет фотокатализатор. Термообработку проводят таким образом, что температура поверхности подложки, имеющей, по меньшей мере, поверхностный слой, содержащий титан, титановый сплав, окисленный титановый сплав или оксид титана, составляет от 900 до 1500°С. Термообработку поверхности подложки осуществляют или направлением пламени горения газа, состоящего по существу из углеводорода, непосредственно на поверхность подложки, или в атмосфере газообразных продуктов сгорания газа, состоящего по существу из углеводорода, формируя тем самым слой легированного углеродом оксида титана. Термообработка поверхности подложки также может быть проведена в газовой атмосфере, состоящей по существу из углеводорода или из углеводорода с воздухом или с кислородом. Получают подложку со слоем легированного углеродом оксида титана, которая обладает отличной долговечностью, высокой твердостью, стойкостью к царапанью, износостойкостью, химической стойкостью и термостойкостью. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 2 табл., 7 ил.
Description
Область техники
Настоящее изобретение относится к способу изготовления подложки со слоем легированного углеродом оксида титана. Более конкретно, изобретение относится к способу изготовления подложки со слоем легированного углеродом оксида титана, которая обладает отличной долговечностью (высокими твердостью, стойкостью к царапанию, износостойкостью, химической стойкостью, термостойкостью) и которая действует как реагирующий на видимый свет фотокатализатор.
Уровень техники
Диоксид титана TiO2 (который в данном описании и формуле изобретения называется просто «оксид титана») известен к настоящему времени как вещество, обладающее фотокаталитическим действием. Для формирования пленки оксида титана на металлическом титане применяют следующие, известные еще с 1970-х годов способы: способ формирования пленки оксида титана на металлическом титане посредством анодного окисления, способ термического формирования пленки оксида титана на пластине из металлического титана в электрической печи, в которую подают кислород, и способ формирования пленки оксида титана на металлическом титане посредством нагрева титановой пластины в пламени бытового газа при 1100-1400°С (см. непатентный документ 1). Во многих областях техники проводились многочисленные исследования, направленные на обеспечение практического использования фотокатализаторов.
Для изготовления фотокаталитических продуктов, предназначенных для обеспечения дезодорирующего, антимикробного, противозапотевающего или противообрастающего эффекта за счет такого фотокаталитического действия, обычно принятой практикой было нанесение золя оксида титана на подложку методом распыления, центрифугирования или погружения с образованием тем самым пленки. Однако получаемая таким образом пленка имеет склонность к отслаиванию или износу и поэтому ее долгосрочное использование было проблематичным.
Чтобы оксид титана действовал как фотокатализатор, необходимо ультрафиолетовое излучение с длиной волны в 400 нм или менее, однако проводилось множество исследований титаноксидных фотокатализаторов, которые легировали различными элементами для функционирования под действием видимого света. Например, существует работа, в которой представлено сравнение оксидов титана, легированных, например, F, N, С, S, Р и Ni, и в которой проиллюстрировано, что легированный азотом оксид титана является отличным фотокатализатором, реагирующим на видимый свет (см. непатентный документ 2).
В качестве титаноксидных фотокатализаторов, легированных другими элементами, перечисленными выше, предлагались следующие: фотокатализатор, содержащий соединение титана Ti-O-X, в котором позиция кислорода в оксиде титана замещена атомом X, таким как азот, или анионом X; фотокатализатор, содержащий соединение титана Ti-O-X, в котором атом X, такой как азот, или анион Х введен в промежутки кристаллической решетки оксида титана; и фотокатализатор, содержащий соединение титана Ti-O-X, в котором атом X, такой как азот, или анион Х расположены на границах зерен поликристаллических агрегатов кристаллов оксида титана (см. патентные документы 1-4).
В другой работе указывается, что на металлический титан направляли пламя горения природного газа, температура которого поддерживалась вблизи 850°С, например, посредством регулировки расходов природного газа и/или кислорода, получая химически модифицированный оксид титана n-TiO2-хCx, который поглощал свет на длине волны 535 нм или менее (см. непатентный документ 3).
Патентный документ 1: выложенная заявка на патент Японии №2001-205102 (формула изобретения).
Патентный документ 2: выложенная заявка на патент Японии №2001-205094 (формула изобретения).
Патентный документ 3: выложенная заявка на патент Японии №2002-95976 (формула изобретения).
Патентный документ 4: Международная публикация WO 01/10553 (формула изобретения).
Непатентный документ 1: A. Fujishima et al., J. Electrochem. Soc., Vol.122, No.11, p.1487-1489, November 1975.
Непатентный документ 2: R. Asahi et al., SCIENCE, Vol.293, July 13, 2001, р.269-271.
Непатентный документ 3: Shahed U.M. Khan et al., SCIENCE, Vol.297, September 27, 2002, р.2243-2245.
Раскрытие изобретения
Проблемы, решаемые изобретением
Обычные фотокатализаторы на основе оксида титана независимо от того, реагируют ли они на ультрафиолетовое излучение или на видимый свет, не обладают достаточной долговечностью (высокими твердостью, стойкостью к царапанию, износостойкостью, химической стойкостью, термостойкостью), что создает проблемы для их практического применения.
В основу настоящего изобретения положена задача создания способа изготовления подложки со слоем легированного углеродом оксида титана, которая обладает отличной долговечностью (высокими твердостью, стойкостью к царапанию, износостойкостью, химической стойкостью, термостойкостью) и которая действует как реагирующий на видимый свет фотокатализатор.
Средства для решения этих проблем
Автор настоящего изобретения провел всесторонние исследования, направленные на решение указанных выше задач, и обнаружил следующие факты: если непосредственно на поверхность подложки, имеющей поверхностный слой, содержащий титан, титановый сплав, окисленный титановый сплав или оксид титана, направляют пламя горения газа, состоящего по существу из углеводорода, для термообработки поверхности подложки при высокой температуре, или же подвергают поверхность такой подложки термообработке при высокой температуре в атмосфере газообразных продуктов сгорания газа, состоящего по существу из углеводорода; или же подвергают поверхность такой подложки термообработке в атмосфере газа, состоящего по существу из углеводорода, то в результате получают подложку со слоем легированного углеродом оксида титана. Настоящее изобретение было создано его автором на основании этих обнаруженных фактов.
Таким образом, способ изготовления подложки со слоем легированного углеродом оксида титана согласно настоящему изобретению отличается тем, что направляют пламя газа, состоящего по существу из углеводорода, непосредственно на поверхность подложки, имеющей по меньшей мере поверхностный слой, содержащий титан/титановый сплав, окисленный титановый сплав или оксид титана, для термообработки поверхности подложки таким образом, что температура поверхности подложки составляет от 900 до 1500°С; или тем, что осуществляют термообработку поверхности подложки в атмосфере газообразных продуктов сгорания газа, состоящего по существу из углеводорода, таким образом, что температура поверхности подложки составляет от 900 до 1500°С, формируя тем самым слой легированного углеродом оксида титана.
Альтернативно, способ изготовления подложки со слоем легированного углеродом оксида титана согласно настоящему изобретению отличается тем, что осуществляют термообработку поверхности подложки, которая имеет по меньшей мере поверхностный слой, содержащий титан, титановый сплав, окисленный титановый сплав или оксид титана, в газовой атмосфере, состоящей по существу из углеводорода, таким образом, что температура поверхности подложки составляет от 900 до 1500°С, формируя тем самым слой легированного углеродом оксида титана.
Результаты изобретения
Способ изготовления подложки со слоем легированного углеродом оксида титана согласно настоящему изобретению позволяет получать подложку со слоем легированного углеродом оксида титана, которая обладает отличной долговечностью (высокими твердостью, стойкостью к царапанию, износостойкостью, химической стойкостью, термостойкостью) и которая действует как реагирующий на видимый свет фотокатализатор.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет собой график, иллюстрирующий результаты испытания пленки на твердость согласно испытательному примеру 1;
фиг.2 представляет собой график, иллюстрирующий результаты XPS анализа согласно испытательному примеру 5;
фиг.3 представляет собой график, иллюстрирующий зависимость плотности фототока от длины волны в испытательном примере 6;
фиг.4 представляет собой график, иллюстрирующий результаты испытания квантовой эффективности в испытательном примере 7;
фиг.5 представляет собой график, иллюстрирующий результаты испытания дезодорирующего действия согласно испытательному примеру 8;
фиг.6(а)-6(b) представляют собой фотоснимки, иллюстрирующие результаты испытания противообрастающего эффекта согласно испытательному примеру 9;
фиг.7 представляет собой график, иллюстрирующий результаты испытания согласно испытательному примеру 11;
фиг.8(а) и 8 (b) представляют собой фотоснимки, иллюстрирующие состояние передачи света слоями легированного углеродом оксида титана, полученными в примерах 15 и 16;
фиг.9 представляет собой фотоснимок, иллюстрирующий состояние поверхности слоя легированного углеродом оксида титана, полученного в примере 15.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения
Согласно предложенному в настоящем изобретении способу изготовления поверхность подложки, которая имеет по меньшей мере поверхностный слой, содержащий титан, титановый сплав, окисленный титановый сплав или оксид титана, подвергают термообработке для получения подложки со слоем легированного углеродом оксида титана. Структура этой подложки, имеющей по меньшей мере поверхностный слой, содержащий титан, титановый сплав, окисленный титановый сплав или оксид титана, может быть такой, что вся эта подложка полностью состоит из одного титана, титанового сплава, окисленного титанового сплава или оксида титана, или же такой, что подложка состоит из слоя, образующего поверхностную часть, и материала сердцевины, и при этом их материалы являются различными. Что касается формы подложки, то она может быть выполнена в форме конечного продукта (плоской пластины или трехмерной формы), для которого желательно наличие долговечности, т.е. высоких твердости, стойкости к царапанию, износостойкости, химической стойкости или термостойкости, или в форме конечного продукта, для которого необходимо наличие функции реагирующего на видимый свет фотокатализатора на поверхности, или же в порошкообразной форме.
Если подложка, которая имеет по меньшей мере поверхностный слой, содержащий титан, титановый сплав, окисленный титановый сплав или оксид титана, состоит из слоя, образующего поверхностную часть, и материала сердцевины, материалы которых являются различными, то толщина слоя, образующего поверхностную часть, может быть равной толщине получаемого в результате слоя легированного углеродом оксида титана (т.е. весь слой, образующий поверхностную часть, является слоем легированного углеродом оксида титана) или же она может быть большей, чем толщина слоя легированного углеродом оксида титана (а именно часть слоя, образующего поверхностную часть, в направлении толщины является слоем легированного углеродом оксида титана, а остальная часть остается незатронутой). К материалу сердцевины не предъявляется никаких ограничений, достаточно только, чтобы он не горел, не плавился или не деформировался во время термообработки в ходе способа изготовления согласно настоящему изобретению. Например, можно использовать в качестве материала сердцевины железо, сплав железа, цветной сплав (сплав цветных металлов), керамику или прочие керамические изделия, или термостойкое при высокой температуре (жаропрочное) стекло. Примерами такой подложки, состоящей из тонкопленочного поверхностного слоя и материала сердцевины, являются подложки, имеющие пленку, содержащую титан, титановый сплав, окисленный титановый сплав или оксид титана и сформированную на поверхности материала сердцевины такими методами, как ионное напыление, осаждение из паровой фазы или термическое распыление, или подложки, имеющие пленку, сформированную на поверхности материала сердцевины путем нанесения коммерчески доступного золя оксида титана на эту поверхность методом распыления, центрифугирования или погружения.
Если подложка, которая имеет по меньшей мере поверхностный слой, содержащий титан, титановый сплав, окисленный титановый сплав или оксид титана, является порошкообразной, то все частицы этого порошка могут быть превращены в легированный углеродом оксид титана посредством термообработки в ходе предложенного в изобретении способа изготовления в том случае, когда частицы порошка имеют малый размер. Однако для настоящего изобретения является достаточным, чтобы только поверхностный слой превратился в легированный углеродом оксид титана, поэтому к размеру частиц порошка не предъявляется никаких ограничений. Тем не менее, предпочтительно, чтобы размер частиц порошка был 15 нм или более в целях упрощения термообработки и упрощения изготовления.
В способе изготовления согласно настоящему изобретению в качестве титанового сплава можно использовать различные общеизвестные титановые сплавы без ограничения. Например, можно использовать Ti-6Al-4V, Ti-6Al-6V-2Sn, Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo, Ti-10V-2Fe-3Al, Ti-7Al-4Mo, Ti-5Al-2,5Sn, Ti-6Al-5Zr-0,5Mo-0,2Si, Ti-5,5Al-3,5Sn-3Zr-0,3Mo-1Nb-0,3Si, Ti-8Al-1Mo-1V, Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo, Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr, Ti-11,5Mo-6Zr-4,5Sn, Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn, Ti-15Mo-5Zr-3Al, Ti-15Mo-5Zr и Ti-13V-11Cr-3Al.
Существенным признаком способа изготовления согласно настоящему изобретению является использование пламени горения газа, состоящего по существу из углеводорода, атмосферы газообразных продуктов сгорания газа, состоящего по существу из углеводорода, или газовой атмосферы, состоящей по существу из углеводорода, и при этом особенно желательно использовать восстановительное пламя. Если используется топливо, имеющее низкое содержание углеводорода, то количество легирующего углерода будет недостаточным или нулевым, что приведет к недостаточной твердости и недостаточной фотокалитической активности под действием видимого света. В настоящем изобретении под газом, состоящим по существу из углеводорода, подразумевается газ, содержащий по меньшей мере 50% по объему углеводорода. Например, это может быть газ, содержащий по меньшей мере 50% по объему такого углеводорода, как природный газ, сжиженный нефтяной газ (СНГ), метан, этан, пропан, бутан, этилен, пропилен или ацетилен, или смесь подходящих количеств этих газов, и, в зависимости от ситуации, дополнительно содержащий воздух, водород или кислород. В способе изготовления согласно настоящему изобретению газ, состоящий по существу из углеводорода, предпочтительно содержит 30% или более по объему ненасыщенного углеводорода, более предпочтительно содержит 50% или более по объему ацетилена, а наиболее предпочтительно содержит 100% ацетилена в качестве углеводорода. Если используется ненасыщенный углеводород, в частности ацетилен, имеющий тройную связь, то часть ненасыщенной связи разлагается, в частности, в восстановительном пламени во время его горения с образованием промежуточного вещества-радикала. Это вещество-радикал обладает высокой активностью и поэтому предполагается, что оно легко вызывает легирование углеродом (введение углерода).
В способе изготовления согласно настоящему изобретению, если поверхностный слой подлежащей термообработке подложки является титаном или титановым сплавом, то для окисления этого титана или титанового сплава требуется кислород. Следовательно, газ должен содержать соответствующее количество воздуха или кислорода.
В способе изготовления согласно настоящему изобретению слой легированного углеродом оксида титана образуется посредством направления пламени горения газа, состоящего по существу из углеводорода, непосредственно на поверхность подложки, имеющей поверхностный слой, содержащий титан, титановый сплав, окисленный титановый сплав или оксид титана, для термообработки поверхности подложки при высокой температуре, или термообработки поверхности подложки при высокой температуре в атмосфере газообразных продуктов сгорания газа, состоящего по существу из углеводорода, или термообработки поверхности подложки при высокой температуре в атмосфере газа, состоящего по существу из углеводорода. Термообработку можно выполнять, например, в печи. Если пламя горения направляют непосредственно на поверхность подложки для осуществления термообработки при высокой температуре, то можно сжигать вышеупомянутый топливный газ внутри печи и «ударять» пламенем его горения по поверхности подложки. Если же термообработку выполняют при высокой температуре в атмосфере газообразных продуктов сгорания, то вышеупомянутый топливный газ сжигают в печи и используют высокотемпературную атмосферу газообразных продуктов его сгорания. Если термообработку осуществляют при высокой температуре в газовой атмосфере, состоящей по существу из углеводорода, то рекомендуется подавать вышеупомянутый атмосферный газ в печь и осуществлять нагревание снаружи печи с тем, чтобы довести атмосферный газ внутри печи до высокой температуры. В этом случае высокотемпературный газ, состоящий по существу из углеводорода, вступает в реакцию на месте его контакта с поверхностью подложки, вызывая легирование углеродом. Если подложка, которая имеет по меньшей мере поверхностный слой, содержащий титан, титановый сплав, окисленный титановый сплав или оксид титана, является порошкообразной, то такому порошку дают возможность пребывать в пламени в течение некоторого времени для осуществления термообработки. Альтернативно, такой порошок поддерживают в состоянии псевдоожиженного (кипящего) слоя в течение заданного времени в высокотемпературных газообразных продуктах сгорания, приведенных в состояние течения, или в высокотемпературном газе, состоящем по существу из углеводорода и приведенном в состояние течения. За счет этого все частицы могут быть превращены в легированный углеродом оксид титана или же порошок может быть превращен в порошок со слоем легированного углеродом оксида титана.
Термообработка должна выполняться таким образом, чтобы температура поверхности подложки составляла от 900 до 1500°С, предпочтительно от 1000 до 1200°С, и чтобы слой легированного углеродом оксида титана образовывался как поверхностный слой подложки. Если при термообработке температура поверхности подложки составляет менее 900°С, то долговечность подложки с полученным в результате слоем легированного углеродом оксида титана будет недостаточной и его фотокаталитическая активность под действием видимого света будет также недостаточной. С другой стороны, если термообработка приводит к температуре поверхности подложки свыше 1500°С, то сверхтонкая пленка отслаивается от поверхностной части подложки во время охлаждения после термообработки и при этом не достигается эффект долговечности (высоких твердости, стойкости к царапанию, износостойкости, химической стойкости, термостойкости), являющийся целью настоящего изобретения. Даже при термообработке, приводящей к температуре поверхности подложки в пределах интервала от 900 до 1500°С, продолжительное время термообработки вызывает отслаивание сверхтонкой пленки от поверхностной части подложки во время охлаждения после термообработки и при этом не достигается эффект долговечности (высоких твердости, стойкости к царапанию, износостойкости, химической стойкости, термостойкости), являющийся целью настоящего изобретения. Следовательно, время термообработки должно быть таким, которое не вызывает отслаивания поверхностной части подложки во время охлаждения после термообработки. То есть время термообработки должно быть таким, которое достаточно для превращения поверхностного слоя в слой легированного углеродом оксида титана, но которое не должно приводить к отслаиванию сверхтонкой пленки от поверхностной части подложки во время охлаждения после нагревания. Время термообработки находится в корреляции с температурой нагревания, но предпочтительно составляет примерно 400 секунд или менее.
При помощи способа изготовления согласно настоящему изобретению относительно легко может быть получен слой легированного углеродом оксида титана, содержащий от 0,3 до 15 ат.%, предпочтительно - от 1 до 10 ат.% углерода, путем регулировки температуры нагревания и времени термообработки. При малом количестве легирующего углерода слой легированного углеродом оксида титана является прозрачным. С увеличением количества легирующего углерода слой легированного углеродом оксида титана становится полупрозрачным или непрозрачным (матовым). Следовательно, прозрачную пластину, имеющую отличную долговечность (высокие твердость, стойкость к царапанию, износостойкость, химическую стойкость, термостойкость) и действующую как реагирующий на видимый свет фотокатализатор, можно получить посредством формирования прозрачного слоя легированного углеродом оксида титана на прозрачном материале сердцевины в форме пластины. Более того, можно получить декоративный ламинированный лист, имеющий отличную долговечность (высокие твердость, стойкость к царапанию, износостойкость, химическую стойкость, термостойкость) и действующий как реагирующий на видимый свет фотокатализатор, посредством формирования прозрачного слоя легированного углеродом оксида титана на пластине, имеющей цветной рисунок (узор) на поверхности. Если подложка, которая имеет по меньшей мере поверхностный слой, содержащий титан, титановый сплав, окисленный титановый сплав или оксид титана, состоит из слоя, образующего поверхностную часть, и материала сердцевины, и толщина слоя, образующего поверхностную часть, составляет 500 нм или менее, то нагревание до температуры вблизи температуры плавления слоя, образующего поверхностную часть, создает на поверхности неровности, подобные множеству плавающих на море островков, что делает подложку полупрозрачной.
В случае подложки со слоем легированного углеродом оксида титана, которая изготовлена согласно настоящему изобретению, толщина слоя легированного углеродом оксида титана предпочтительно составляет 10 нм или более, чтобы обеспечить высокие твердость, стойкость к царапинам и износостойкость, а более предпочтительно, чтобы толщина составляла 50 нм или более. При толщине слоя легированного углеродом оксида титана менее 10 нм долговечность полученной в результате подложки со слоем легированного углеродом оксида титана будет недостаточной. Верхний предел толщины слоя легированного углеродом оксида титана не ограничен, хотя необходимо учитывать стоимость и достигаемые эффекты.
Слой легированного углеродом оксида титана на подложке со слоем легированного углеродом оксида титана, полученной с помощью способа изготовления согласно настоящему изобретению, имеет относительно высокое содержание углерода и содержит легирующий углерод в связанном состоянии Ti-C в отличие от химически модифицированного оксида титана, описанного в упомянутом выше непатентном документе 3, или известных оксидов титана, содержащих соединения титана Ti-O-X, легированные различными атомами или анионами X, которые предлагаются обычно. В результате этого улучшаются его механическая прочность, такая как стойкость к царапанию и износостойкость, и заметно возрастает твердость по Виккерсу. Также повышается его термостойкость.
Слой легированного углеродом оксида титана на подложке со слоем легированного углеродом оксида титана, полученной с помощью способа изготовления согласно настоящему изобретению, имеет твердость по Виккерсу 300 или выше, предпочтительно 500 или выше, более предпочтительно 700 или выше, наиболее предпочтительно 1000 или выше. Твердость по Виккерсу, составляющая 1000 или выше, означает более высокую твердость, чем твердость твердого хромового покрытия. Следовательно, способ изготовления подложки со слоем легированного углеродом оксида титана согласно настоящему изобретению можно обоснованно использовать в различных областях техники, где до этого времени использовались твердые хромовые покрытия (хромирование).
Слой легированного углеродом оксида титана на подложке со слоем легированного углеродом оксида титана, полученной с помощью способа изготовления согласно настоящему изобретению, реагирует не только на ультрафиолетовое излучение, но также на видимый свет с длиной волны 400 нм или более и эффективно действует как фотокатализатор. Следовательно, подложка со слоем легированного углеродом оксида титана, изготовленная способом согласно настоящему изобретению, может быть использована в качестве реагирующего на видимый свет фотокатализатора и проявляет свое фотокаталитическое действие как внутри помещения, так и снаружи. Более того, слой легированного углеродом оксида титана на подложке с таким слоем легированного углеродом оксида титана, полученной способом изготовления согласно настоящему изобретению, обладает супергидрофильностью, выраженной углом контакта 3° или менее.
Кроме того, слой легированного углеродом оксида титана на подложке со слоем легированного углеродом оксида титана, полученной способом изготовления согласно настоящему изобретению, также имеет отличную химическую стойкость. После погружения этого слоя на одну неделю в водный раствор 1 М серной кислоты и на одну неделю в водный раствор 1 М едкого натра измерили твердость пленки, износостойкость и плотность фототока этого слоя и сравнили их со значениями, измеренными до обработки. Не было выявлено никаких существенных изменений. В то же время коммерчески выпускаемые пленки оксида титана имеют минимальную кислотостойкость и минимальную щелочестойкость, потому что их связующие, в зависимости от их типа, обычно растворяются в кислотах или щелочах и поэтому такие пленки отслаиваются.
Кроме того, слой легированного углеродом оксида титана на подложке со слоем легированного углеродом оксида титана, полученной способом изготовления согласно настоящему изобретению, можно использовать в качестве катализатора, реагирующего на такое излучение, как гамма-лучи. Ранее авторами было изобретено термически напыляемое покрытие из оксида титана или подобного материала, которое препятствует коррозионному растрескиванию под напряжением или отложению накипи на конструктивных элементах ядерного реактора под действием излучения. При использовании слоя легированного углеродом оксида титана в качестве такого реагирующего на излучение катализатора он может понизить потенциал основного материала, препятствуя точечной коррозии, общей коррозии и коррозионному растрескиванию под напряжением. Он также проявляет эффект, заключающийся в способности разлагать накипь или загрязнения за счет своей окислительной способности. По сравнению с другими способами формирования пленок, реагирующих на излучение катализаторов, способ изготовления согласно настоящему изобретению удобен и превосходит аналоги по таким аспектам долговечности, как химическая стойкость и износостойкость.
Примеры
Далее настоящее изобретение будет описано более подробно на основании примеров и сравнительных примеров.
Примеры 1-3
Титановую пластину толщиной 0,3 мм подвергали термообработке с использованием пламени горения ацетилена для обеспечения температуры поверхности титановой пластины примерно 1100°С, в результате чего получали титановую пластину, имеющую в качестве поверхностного слоя слой легированного углеродом оксида титана. Время термообработки при 1100°С устанавливали на 5 секунд (пример 1), 3 секунды (пример 2) и 1 секунду (пример 3). Полученные в результате титановые пластины имели слои легированного углеродом оксида титана с различным количеством легирующего углерода и различной толщиной слоя легированного углеродом оксида титана.
Содержания углерода в слоях легированного углеродом оксида титана, сформированных в примерах 1-3, определяли с помощью флуоресцентного рентгеновского анализатора. Исходя из содержания углерода предполагалась молекулярная структура TiO2-xCx. Результаты представляли собой содержание углерода 8 ат.% и TiO1,76C0,24 в примере 1, содержание углерода примерно 3,3 ат.% и TiO1,90C0,10 в примере 2 и содержание углерода 1,7 ат.% и TiO1,95C0,05 в примере 3. Слои легированного углеродом оксида титана, которые были сформированы в примерах 1-3, были супергидрофильными, о чем свидетельствовал угол контакта относительно капли воды порядка 2°.
Сравнительный пример 1
На титановую пластину толщиной 0,3 мм наносили покрытие из коммерческого золя оксида титана (STS-01, ISHIHARA SANGYO KAISHA, LTD) методом центрифугирования и нагревали для увеличения адгезии, в результате чего получали титановую пластину с пленкой оксида титана на ней.
Сравнительный пример 2
В качестве подложки с пленкой оксида титана в сравнительном примере 2 брали коммерчески доступный продукт, имеющий покрытие из оксида титана, напыленное на пластину из нержавеющей стали (SUS).
Испытательный пример 1 (Твердость по Виккерсу)
Слой легированного углеродом оксида титана по примеру 1 и пленку оксида титана по сравнительному примеру 2 измеряли на твердость пленки с помощью измерителя нанотвердости (NHT) (CSM Instruments, Switzerland) при следующих условиях: индентор Берковича, испытанная нагрузка 2 мН, скорость снятия нагрузки 4 мН/мин. Слой легированного углеродом оксида титана по примеру 1 имел высокое значение твердости по Виккерсу, равное 1340. Что же касается твердости по Виккерсу пленки оксида титана по сравнительному примеру 1, то она составляла 160.
Результаты представлены на фиг.1. Для сравнения также показаны документированные значения твердости по Виккерсу слоя твердого хромового покрытия и слоя никелевого покрытия (взятые из Tomono "A Manual of Practical Platings", Chapter 6, Ohmsha (1971)). Слой легированного углеродом оксида титана по примеру 1 имеет явно более высокую твердость, чем слой никелевого покрытия и слой твердого хромового покрытия.
Испытательный пример 2 (стойкость к царапанию)
Слой легированного углеродом оксида титана по примеру 1 и пленку оксида титана по сравнительному примеру 2 подвергали испытанию на стойкость к царапанию с помощью измерителя микроцарапин (MST) (CSM Instruments, Switzerland) при следующих условиях: индентор Роквелла (алмаз), радиус вершины 200 мкм, начальная нагрузка 0 Н, конечная нагрузка 30 Н, скорость приложения нагрузки 50 Н/мин, длина царапины 6 мм, скорость стадии 10,5 мм/мин. Измеряли нагрузку «начала отслоения», при которой происходит небольшое отслоение пленки в царапине. Также измеряли нагрузку «общего отслоения», при которой отслоение пленки происходит по всей царапине. Результаты представлены в таблице 1.
| Таблица 1 | ||
| Пример 1 | Сравн. пример 1 | |
| Нагрузка начала отслоения (Н) | 18,7 | 3,7 |
| Нагрузка общего отслоения (Н) | 25,7 | 5,9 |
Испытательный пример 3 (износостойкость)
Слой легированного углеродом оксида титана по примеру 1 и пленку оксида титана по сравнительному примеру 1 подвергали испытанию на износостойкость с помощью высокотемпературного трибометра (HT-TRM) (CSM Instruments, Switzerland) при следующих условиях: температура испытания - комнатная температура и 470°С, шарик SiC с диаметром 12,4 мм, нагрузка 1 Н, скорость скольжения 20 мм/сек, радиус поворота 1 мм, испытанная скорость вращения 1000 оборотов.
В результате на пленке оксида титана по сравнительному примеру 1 происходило отслаивание как при комнатной температуре, так и при 470°С. Что же касается слоя легированного углеродом оксида титана по примеру 1, то здесь не было обнаружено следов существенного износа ни при комнатной температуре, ни при 470°С.
Испытательный пример 4 (химическая стойкость)
Титановую пластину со слоем легированного углеродом оксида титана по примеру 1 погружали в водный раствор 1 М серной кислоты на 1 неделю при комнатной температуре и в водный раствор 1 М едкого натра на одну неделю при комнатной температуре, а затем измеряли твердость пленки, износостойкость и плотность фототока, как будет описано ниже. Не было замечено существенных различий между значениями до погружения и после погружения. То есть было установлено, что слой легированного углеродом оксида титана по примеру 1 имел высокую химическую стойкость.
Испытательный пример 5 (структура слоя легированного углеродом оксида титана)
На слой легированного углеродом оксида титана по примеру 1 распыляли ионы Ar в течение 2700 секунд с использованием рентгеновского фотоэлектронного спектрохимического анализатора (XPS) при напряжении ускорения 10 кВ и с использованием Al в качестве мишени, после чего приступали к анализу. Когда скорость распыления была 0,64 Å/с, что эквивалентно скорости распыления для пленки SiO2, глубина составляла примерно 173 нм. Результаты XPS анализа представлены на фиг.2. Когда энергия связи составляла 284,6 эВ, возникал самый высокий пик. Этот пик был приписан связи С-Н(С), обычно наблюдаемой в Cls анализе. Второй максимальный пик наблюдался, когда энергия связи составляла 281,7 эВ. Так как энергия связи Ti-C равна 281,6 эВ, был сделан вывод, что С был введен в связанном состоянии Ti-C в слой легированного углеродом оксида титана по примеру 1. При выполнении XPS анализа в 11 точках в разных местах в направлении глубины слоя легированного углеродом оксида титана подобные пики возникали вблизи 281,6 эВ во всех точках.
Связи Ti-C были также подтверждены на границах между слоем легированного углеродом оксида титана и подложкой. Поэтому было предположено, что связи Ti-C в слое легированного углеродом оксида титана обуславливают высокую твердость и что стойкость пленки против отслаивания заметно повышается за счет связей Ti-C на границах между слоем легированного углеродом оксида и подложкой.
Испытательный пример 6 (ответная реакция на длину волны)
Ответную реакцию на длину волны слоев легированного углеродом оксида титана по примерам 1-3 и пленок из оксида титана по сравнительным примерам 1 и 2 измеряли с помощью монохроматора компании Oriel. В частности, прикладывали напряжение 0,3 В между каждым из этих слоев и пленок и противоэлектродом в 0,05 М водном растворе сульфата натрия и измеряли плотность фототока.
Результаты представлены на фиг.3. На фиг.3 показана полученная зависимость плотности фототока jp от длины волны облучения. Границы поглощения длин волн в слое легированного углеродом оксида титана по примерам 1-3 достигали 490 нм, показывая при этом, что с увеличением количества легирующего углерода плотность фототока возрастает. Было также обнаружено, что когда количество легирующего углерода превосходит 10 ат.%, появляется тенденция к уменьшению плотности тока, а если количество легирующего углерода далее превосходит 15 ат.%, эта тенденция становится заметной, хотя эти найденные результаты здесь не проиллюстрированы. Таким образом было отмечено, что оптимальное значение количества легирующего углерода составляет от 1 до 10 ат.%. С другой стороны, было обнаружено, что в пленках оксида титана по сравнительным примерам 1 и 2 плотность фототока была очень низкой, а граница поглощения длин волн была порядка 410 нм.
Испытательный пример 7 (квантовая эффективность)
Для слоя легированного углеродом оксида титана по примерам 1-3 и пленок оксида титана по сравнительным примерам 1 и 2 определяли квантовую эффективность η по следующему уравнению:
η=jp (Ews-Eapp)/I,
где Ews - теоретическое напряжение разложения воды (=1,23 В), Еарр - приложенное напряжение (=0,3 В), а I - интенсивность излученного света. Результаты представлены на фиг.4. На фиг.4 показана зависимость квантовой эффективности η от длины волны излученного света.
Как ясно видно из фиг.4, квантовые эффективности слоев легированного углеродом оксида титана по примерам 1-3 были явно высокими и их коэффициенты преобразования на длинах волн вблизи 450 нм были выше коэффициентов преобразования пленок оксида титана по сравнительным примерам 1 и 2 в ультрафиолетовой области спектра (200-380 нм). Также было отмечено, что эффективность разложения воды слоем легированного углеродом оксида титана по примеру 1 составила примерно 8% при длине волны 370 нм, а при длине волны 350 нм или менее была получена эффективность, превышающая 10%.
Испытательный пример 8 (испытание на дезодорирующий эффект)
Слои легированного углеродом оксида титана по примерам 1 и 2 и пленки оксида титана по сравнительным примерам 1 испытывали на дезодорирующий эффект. В частности, ацетальдегид, который обычно применяют в испытаниях на дезодорирующий эффект, запечатывали в стеклянном контейнере на 1000 мл вместе с подложкой со слоем легированного углеродом оксида титана. После того как влияние уменьшения концентрации из-за первоначальной адсорбции становилось ничтожным, образец облучали видимым светом с помощью флуоресцентной лампы, снабженной фильтром с УФ-отсечением, и измеряли концентрацию ацетальдегида с помощью газовой хроматографии через заданные интервалы времени облучения. Площадь поверхности каждого из слоев и пленок составляла 0,8 см2.
Результаты представлены на фиг.5. На фиг.5 показана зависимость концентрации ацетальдегида от периодов времени, истекших после начала облучения видимым светом. Было обнаружено, что скорости разложения ацетальдегида слоем легированного углеродом оксида титана по примерам 1 и 2 имели значения, превосходящие примерно в два или более раз скорость разложения ацетальдегида пленкой оксида титана по сравнительному примеру 1. Также было обнаружено, что слой легированного углеродом оксида титана по примеру 1, имеющий большое количество легирующего углерода и высокую квантовую эффективность, продемонстрировал более высокую скорость разложения, чем слой легированного углеродом оксида титана по примеру 2.
Испытательный пример 9 (испытание на противообрастающий эффект)
Слой легированного углеродом оксида титана по примеру 1 и пленку оксида титана по сравнительному примеру 1 испытывали на стойкость против обрастания. Каждый слой и каждую пленку помещали в комнату для курения Центрального исследовательского института электроэнергетики (Central Research Institute of Electric Power Industry, JP) и наблюдали загрязнение поверхности через 145 дней. В комнату для курения не было прямого доступа солнечного света.
Фотоснимки, показывающие полученные результаты, представлены на фиг.6(а) и 6(b). Никотин отложился на поверхности пленки оксида титана по сравнительному примеру 1, придав ей светло-желтый цвет. С другой стороны, поверхность слоя легированного углеродом оксида титана по примеру 1 не проявила никаких особых изменений и осталась чистой, доказав тем самым наличие противообрастающего эффекта.
Примеры 4-7
Аналогично примерам 1-3 титановые пластины толщиной 0,3 мм подвергали термообработке при температурах поверхности, показанных в таблице 2, в течение периодов времени, показанных в таблице 2, с использованием пламени горения ацетилена, формируя тем самым титановые пластины, каждая из которых в качестве поверхностного слоя имела слой легированного углеродом оксида титана.
Примеры 8-11
Титановые пластины толщиной 0,3 мм подвергали термообработке при температурах поверхности, показанных в таблице 2, в течение периодов времени, показанных в таблице 2, с использованием пламени горения природного газа вместо пламени горения ацетилена, формируя тем самым титановые пластины, каждая из которых в качестве поверхностного слоя имела слой легированного углеродом оксида титана.
Сравнительный пример 3
Титановую пластину толщиной 0,3 мм подвергали термообработке при температуре поверхности, показанной в таблице 2, в течение периода времени, показанного в таблице 2, с использованием пламени горения природного газа.
Испытательный пример 10
На слоях легированного углеродом оксида титана по примерам 4-11 и пленке по сравнительному примеру 3 проводили измерения твердости по Виккерсу (HV) таким же образом, как в испытательном примере 1. Результаты представлены в таблице 2. Слои легированного углеродом оксида титана, образовавшиеся в примерах 4-11, были супергидрофильными, о чем свидетельствует угол контакта относительно капли воды порядка 2°.
| Таблица 2 | ||||
| Топливо | Температура поверхности | Время нагрева | HV | |
| Прим. 4 | Ацетилен | 1000°С | 10 секунд | 1200 |
| Прим. 5 | Ацетилен | 1100°С | 5 секунд | 1200 |
| Прим. 6 | Ацетилен | 1200°С | 1 секунда | 1200 |
| Прим. 7 | Ацетилен | 1500°С | 0,5 секунды | 1200 |
| Прим. 8 | Природный газ | 1000°С | 10 секунд | 600 |
| Прим. 9 | Природный газ | 1100°С | 5 секунд | 600 |
| Прим. 10 | Природный газ | 1200°С | 1 секунда | 600 |
| Прим. 11 | Природный газ | 1500°С | 0,5 секунды | 600 |
| Сравн. прим. 3 | Природный газ | 850°С | 5 секунд | 160 |
Как ясно видно из данных, представленных в таблице 2, когда термообработка выполнялась с использованием природного газа с обеспечением температуры поверхности 850°С, получали пленку, имеющую твердость по Виккерсу всего лишь 160. В примерах 8-11, в которых термообработку выполняли с обеспечением температуры поверхности 1000°С или выше, получили слои легированного углеродом оксида титана, имеющие твердость по Виккерсу, составившую 600. В примерах 4-7 с использованием газообразных продуктов сгорания ацетилена были получены слои легированного углеродом оксида титана с твердостью по Виккерсу 1200.
Испытательный пример 11
На слоях легированного углеродом оксида титана по примерам 4-11 и пленках оксида титана по сравнительным примерам 1 и 3 проводили измерения плотности фототока при приложении напряжения 0,3 В между каждым из слоев и каждой из пленок и противоэлектродом в 0,05 М водном растворе сульфата натрия, при этом образец облучали светом с длиной волны от 300 до 520 нм, как в испытательном примере 6. Результаты показаны на фиг.7. На фиг.7 представлена зависимость полученной в результате плотности фототока jp от потенциала ЕСР (В относительно SSE).
Было обнаружено, что слои легированного углеродом оксида титана по примерам 4-6 и 8-10, полученные посредством выполнения термообработки с обеспечением температуры поверхности 1000-1200°С, имели относительно высокую плотность фототока. Наилучшими из слоев легированного углеродом оксида титана с использованием газообразных продуктов сгорания ацетилена были слои легированного углеродом оксида титана по примерам 4-6. С другой стороны, было обнаружено, что слой оксида титана по сравнительному примеру 3, полученный посредством выполнения термообработки с обеспечением температуры поверхности 850°С, и слои легированного углеродом оксида титана по примерам 7-11, полученные посредством выполнения термообработки с обеспечением температуры поверхности 1500°С, имели относительно низкую плотность фототока.
Пример 12
Пластину из сплава Ti-6Al-4V толщиной 0,3 мм подвергали термообработке с использованием пламени горения ацетилена с обеспечением температуры поверхности примерно 1100°С, формируя тем самым пластину из сплава, содержащую титановый сплав и легированный углеродом оксид титана в поверхностном слое. Время термообработки при 1100°С было установлено на 60 секунд. Полученный таким образом слой, содержащий легированный углеродом оксид титана, был супергидрофильным, о чем свидетельствует угол контакта относительно капли воды порядка 2°, и этот слой проявлял такой же фотокаталитический эффект, как и слой легированного углеродом оксида титана, полученный в примере 4.
Пример 13
Тонкую титановую пленку толщиной примерно 500 нм сформировали на поверхности пластины из нержавеющей стали толщиной 0,3 мм (SUS316) путем распыления. Эту пластину из нержавеющей стали подвергли термообработке с использованием пламени горения ацетилена с обеспечением температуры поверхности примерно 900°С, получая тем самым пластину из нержавеющей стали со слоем легированного углеродом оксида титана в качестве поверхностного слоя. Время термообработки при 900°С было установлено на 15 секунд. Образовавшийся при этом слой легированного углеродом оксида титана был супергидрофильным, о чем свидетельствовал угол контакта относительно капли воды порядка 2°, и проявил такую же фотокаталитическую активность, как и слой легированного углеродом оксида титана, полученный в примере 4.
Пример 14
Порошок оксида титана, имеющий размер частиц 20 мкм, вводили в пламя горения ацетилена и выдерживали в этом пламени в течение заданного времени для осуществления термообработки порошка с обеспечением температуры поверхности примерно 1000°С. Посредством этого получали титановый порошок, имеющий в качестве поверхностного слоя слой легированного углеродом оксида титана. Время термообработки при 1000°С было установлено на 4 секунды. Полученный таким образом титановый порошок со слоем легированного углеродом оксида титана проявил такую же фотокаталитическую активность, как и слой легированного углеродом оксида титана, полученный в примере 4.
Примеры 15 и 16
Тонкую титановую пленку толщиной примерно 100 нм сформировали на поверхности стеклянной пластины толщиной 1 мм (зарегистрированный товарный знак Pyrex) путем ионного напыления. Эту стеклянную пластину подвергли термообработке в пламени горения ацетилена с обеспечением температуры поверхности примерно 1100°С (пример 15) или 1500°С (пример 16), получив посредством этого стеклянную пластину со слоем легированного углеродом оксида титана в качестве поверхностного слоя. Время термообработки при 1100 или 1500°С было установлено на 10 секунд. Сформировавшийся таким образом слой легированного углеродом оксида титана был прозрачным, как видно на фотоснимке, представленном на фиг.8(а), когда температура поверхности была 1100°С. Однако, когда температура поверхности была 1500°С, на поверхности возникали неровности, подобные множеству плавающих на море островков, как показано на фиг.9, поэтому этот слой был полупрозрачным, как видно на фиг.8(b).
Промышленная применимость
Слой легированного углеродом оксида титана, полученный с помощью способа изготовления согласно настоящему изобретению, может найти применение в изделиях, предназначенных для снижения потенциала основного материала, предотвращая тем самым точечную коррозию, общую коррозию и коррозионное растрескивание под напряжением. Кроме того, этот слой применяют в качестве реагирующего на излучение катализатора, который реагирует на такое излучение, как гамма-лучи и ультрафиолетовые лучи, чтобы воспрепятствовать коррозионному растрескиванию под напряжением или осаждению накипи на конструктивных элементах ядерного реактора. Слой, имеющий такие применения, может быть сформирован легче, чем пленки, формируемые другими методами формирования пленок, и может демонстрировать улучшенную долговечность.
Claims (20)
1. Способ изготовления подложки со слоем легированного углеродом оксида титана, в котором проводят термообработку таким образом, что температура поверхности подложки, имеющей по меньшей мере поверхностный слой, содержащий титан, титановый сплав, окисленный титановый сплав или оксид титана, составляет от 900 до 1500°С, при этом термообработку поверхности подложки осуществляют или направлением пламени горения газа, состоящего по существу из углеводорода, непосредственно на поверхность подложки, или в атмосфере газообразных продуктов сгорания газа, состоящего по существу из углеводорода, формируя тем самым слой легированного углеродом оксида титана.
2. Способ изготовления подложки со слоем легированного углеродом оксида титана, в котором осуществляют термообработку поверхности подложки, которая имеет, по меньшей мере, поверхностный слой, содержащий титан, титановый сплав, окисленный титановый сплав или оксид титана, в газовой атмосфере, состоящей по существу из углеводорода или из углеводорода с воздухом или с кислородом, таким образом, что температура поверхности подложки составляет от 900 до 1500°С, формируя тем самым слой легированного углеродом оксида титана.
3. Способ по п.1 или 2, в котором подложка полностью состоит из титана, титанового сплава, окисленного титанового сплава или оксида титана.
4. Способ по п.1 или 2, в котором подложка, которая имеет, по меньшей мере, поверхностный слой, содержащий титан, титановый сплав, окисленный титановый сплав или оксид титана, состоит из слоя, образующего поверхностную часть, и материала сердцевины, причем материал слоя, образующего поверхностную часть, и материал сердцевины являются различными.
5. Способ по п.1 или 2, в котором подложка, которая имеет, по меньшей мере, поверхностный слой, содержащий титан, титановый сплав, окисленный титановый сплав или оксид титана, является порошкообразной.
6. Способ по п.1 или 2, в котором титановым сплавом является сплав Ti-6Al-4V, Ti-6Al-6V-2Sn, Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo, Ti-10V-2Fe-3Al, Ti-7Al-4Mo, Ti-5Al-2,5Sn, Ti-6Al-5Zr-0,5Mo-0,2Si, Ti-5,5Al-3,5Sn-3Zr-0,3Mo-1Nb-0,3Si, Ti-8Al-1Mo-1V, Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo, Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr, Ti-11,5Mo-6Zr-4,5Sn, Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn, Ti-15Mo-5Zr-3Al, Ti-15Mo-5Zr или Ti-13V-11Cr-3Al.
7. Способ по п.3, в котором титановым сплавом является сплав Ti-6Аl-4V, Ti-6Al-6V-2Sn, Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo, Ti-10V-2Fe-3Al, Ti-7Al-4Mo, Ti-5Al-2,5Sn, Ti-6Al-5Zr-0,5Mo-0,2Si, Ti-5,5Al-3,5Sn-3Zr-0,3Mo-1Nb-0,3Si, Ti-8Al-1Mo-1V, Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo, Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr, Ti-11,5Mo-6Zr-4,5Sn, Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn, Ti-15Mo-5Zr-3Al, Ti-15Mo-5Zr или Ti-13V-11Cr-3Al.
8. Способ по п.4, в котором титановым сплавом является сплав Ti-6Al-4V, Ti-6Al-6V-2Sn, Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo, Ti-10V-2Fe-3Al, Ti-7Al-4Mo, Ti-5Al-2,5Sn, Ti-6Al-5Zr-0,5Mo-0,2Si, Ti-5,5Al-3,5Sn-3Zr-0,3Mo-1Nb-0,3Si, Ti-8Al-1Mo-1V, Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo, Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr, Ti-11,5Mo-6Zr-4,5Sn, Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn, Ti-15Mo-5Zr-3Al, Ti-15Mo-5Zr или Ti-13V-11Cr-3Al.
9. Способ по п.5, в котором титановым сплавом является сплав Ti-6Al-4V, Ti-6Al-6V-2Sn, Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo, Ti-10V-2Fe-3Al, Ti-7Al-4Mo, Ti-5Al-2,5Sn, Ti-6Al-5Zr-0,5Mo-0,2Si, Ti-5,5Al-3,5Sn-3Zr-0,3Mo-1Nb-0,3Si, Ti-8Al-1Mo-1V, Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo, Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr, Ti-11,5Mo-6Zr-4,5Sn, Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn, Ti-15Mo-5Zr-3Al, Ti-15Mo-5Zr или Ti-13V-11Cr-3Al.
10. Способ по п.1 или 2, в котором газ, состоящий по существу из углеводорода или из углеводорода с воздухом или с кислородом, содержит 30% или более по объему ненасыщенного углеводорода.
11. Способ по п.1 или 2, в котором газ, состоящий по существу из углеводорода, содержит 50% или более по объему ацетилена.
12. Способ по п.1 или 2, в котором формируют слой легированного углеродом оксида титана, содержащий от 0,3 до 15 ат.% углерода.
13. Способ по п.1 или 2, в котором формируют слой легированного углеродом оксида титана, имеющий твердость по Виккерсу 300 или выше.
14. Способ по п.13, в котором формируют слой легированного углеродом оксида титана, имеющий твердость по Виккерсу 1000 или выше.
15. Способ по п.1 или 2, в котором формируют слой легированного углеродом оксида титана, действующий как реагирующий на видимый свет фотокатализатор.
16. Способ по п.3, в котором формируют слой легированного углеродом оксида титана, действующий как реагирующий на видимый свет фотокатализатор.
17. Способ по п.4, в котором формируют слой легированного углеродом оксида титана, действующий как реагирующий на видимый свет фотокатализатор.
18. Способ по п.5, в котором формируют слой легированного углеродом оксида титана, действующий как реагирующий на видимый свет фотокатализатор.
19. Способ по п.6, в котором формируют слой легированного углеродом оксида титана, действующий как реагирующий на видимый свет фотокатализатор.
20. Способ по п.12, в котором формируют слой легированного углеродом оксида титана, действующий как реагирующий на видимый свет фотокатализатор.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003411079 | 2003-12-09 | ||
| JP2003-411079 | 2003-12-09 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006114736A RU2006114736A (ru) | 2007-11-20 |
| RU2321676C2 true RU2321676C2 (ru) | 2008-04-10 |
Family
ID=34674968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006114736/02A RU2321676C2 (ru) | 2003-12-09 | 2004-12-08 | Способ изготовления подложки со слоем легированного углеродом оксида титана |
Country Status (19)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7524791B2 (ru) |
| EP (1) | EP1693479B1 (ru) |
| JP (1) | JP3948738B2 (ru) |
| KR (1) | KR100789662B1 (ru) |
| CN (2) | CN1875125B (ru) |
| AT (1) | ATE459733T1 (ru) |
| AU (1) | AU2004297457B2 (ru) |
| CA (1) | CA2540778C (ru) |
| DE (1) | DE602004025843D1 (ru) |
| DK (1) | DK1693479T3 (ru) |
| ES (2) | ES2339560T3 (ru) |
| NO (1) | NO334357B1 (ru) |
| NZ (1) | NZ545830A (ru) |
| PL (1) | PL1693479T3 (ru) |
| PT (1) | PT1693479E (ru) |
| RU (1) | RU2321676C2 (ru) |
| SI (1) | SI1693479T1 (ru) |
| TW (1) | TWI321064B (ru) |
| WO (1) | WO2005056865A1 (ru) |
Families Citing this family (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1693479B1 (en) * | 2003-12-09 | 2010-03-03 | Central Research Institute of Electric Power Industry | Method for producing substrate having carbon-doped titanium oxide layer |
| 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 |
| EP1852183A4 (en) * | 2005-02-24 | 2011-06-29 | Central Res Inst Elect | MULTIFUNCTIONAL MATERIAL |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
| CN101980988A (zh) * | 2008-03-31 | 2011-02-23 | 意大利乐科伍德公司 | 光催化涂布颗粒用于分解空气污染物的用途 |
| 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 |
| JP5197766B2 (ja) * | 2009-06-01 | 2013-05-15 | 新日鐵住金株式会社 | 可視光応答性を有し、光触媒活性に優れたチタン系材料およびその製造方法 |
| 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 |
| JP6206419B2 (ja) | 2012-02-23 | 2017-10-04 | トレードストーン テクノロジーズ インク | 金属基板表面の被覆方法、電気化学的装置および燃料電池用プレート |
| 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 |
| CN105283396B (zh) * | 2013-08-28 | 2018-04-27 | 日本合成化学工业株式会社 | 聚乙烯醇系薄膜卷和使用其的偏光膜 |
| 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 |
| WO2018159123A1 (ja) * | 2017-03-03 | 2018-09-07 | 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および光触媒材料 |
| 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 |
| AU4967197A (en) | 1996-11-25 | 1998-06-22 | Ecodevice Laboratory Co., Ltd. | Photocatalyst having visible light activity and uses thereof |
| 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 |
| JP3498739B2 (ja) * | 1999-08-05 | 2004-02-16 | 株式会社豊田中央研究所 | 光触媒体の形成方法および光触媒物質の製造方法 |
| 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 |
| US6131603A (en) * | 1999-08-10 | 2000-10-17 | Fuji Oozx Inc. | Ti alloy poppet valve and surface treatment thereof |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
| 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 |
| DE602004032046D1 (de) * | 2003-12-09 | 2011-05-12 | Central Res Inst Elect | Multifunktionelles material mit einer schicht aus kohlenstoffdotiertem titanoxid |
| EP1693479B1 (en) * | 2003-12-09 | 2010-03-03 | Central Research Institute of Electric Power Industry | Method for producing substrate having carbon-doped titanium oxide layer |
| 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 EP EP04820238A patent/EP1693479B1/en active Active
- 2004-12-08 CN CN2004800321986A patent/CN1875125B/zh active Active
- 2004-12-08 WO PCT/JP2004/018305 patent/WO2005056865A1/ja active IP Right Grant
- 2004-12-08 KR KR1020067006447A patent/KR100789662B1/ko active IP Right Grant
- 2004-12-08 NZ NZ545830A patent/NZ545830A/en not_active IP Right Cessation
- 2004-12-08 PL PL04820238T patent/PL1693479T3/pl unknown
- 2004-12-08 ES ES04820238T patent/ES2339560T3/es active Active
- 2004-12-08 JP JP2005516148A patent/JP3948738B2/ja active Active
- 2004-12-08 CN CNA200480032578XA patent/CN1875126A/zh active Pending
- 2004-12-08 US US10/574,348 patent/US7524791B2/en active Active
- 2004-12-08 DK DK04820238.6T patent/DK1693479T3/da active
- 2004-12-08 SI SI200431409T patent/SI1693479T1/sl unknown
- 2004-12-08 AT AT04820238T patent/ATE459733T1/de not_active IP Right Cessation
- 2004-12-08 ES ES04820239T patent/ES2360088T3/es active Active
- 2004-12-08 CA CA2540778A patent/CA2540778C/en not_active Expired - Fee Related
- 2004-12-08 RU RU2006114736/02A patent/RU2321676C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2004-12-08 DE DE602004025843T patent/DE602004025843D1/de active Active
- 2004-12-08 PT PT04820238T patent/PT1693479E/pt unknown
- 2004-12-08 AU AU2004297457A patent/AU2004297457B2/en not_active Ceased
- 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 |
|---|---|
| JP3948738B2 (ja) | 2007-07-25 |
| CA2540778A1 (en) | 2005-06-23 |
| AU2004297457A1 (en) | 2005-06-23 |
| CN1875125B (zh) | 2010-09-01 |
| NO334357B1 (no) | 2014-02-17 |
| NO20061903L (no) | 2006-04-28 |
| PT1693479E (pt) | 2010-04-15 |
| CN1875125A (zh) | 2006-12-06 |
| RU2006114736A (ru) | 2007-11-20 |
| ES2360088T3 (es) | 2011-05-31 |
| NZ545830A (en) | 2010-03-26 |
| TW200528216A (en) | 2005-09-01 |
| US20070066053A1 (en) | 2007-03-22 |
| WO2005056865A1 (ja) | 2005-06-23 |
| KR100789662B1 (ko) | 2008-01-02 |
| TWI321064B (en) | 2010-03-01 |
| EP1693479B1 (en) | 2010-03-03 |
| ATE459733T1 (de) | 2010-03-15 |
| KR20060057640A (ko) | 2006-05-26 |
| AU2004297457B2 (en) | 2007-08-09 |
| EP1693479A4 (en) | 2008-08-20 |
| US7524791B2 (en) | 2009-04-28 |
| EP1693479A1 (en) | 2006-08-23 |
| JPWO2005056865A1 (ja) | 2007-12-13 |
| DE602004025843D1 (de) | 2010-04-15 |
| SI1693479T1 (sl) | 2010-07-30 |
| DK1693479T3 (da) | 2010-06-07 |
| CN1875126A (zh) | 2006-12-06 |
| PL1693479T3 (pl) | 2010-08-31 |
| ES2339560T3 (es) | 2010-05-21 |
| CA2540778C (en) | 2011-02-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2321676C2 (ru) | Способ изготовления подложки со слоем легированного углеродом оксида титана | |
| CA2540788C (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 | |
| JP4623510B2 (ja) | 原子炉構造材 | |
| RU2320487C2 (ru) | Многофункциональный материал со слоем легированного углеродом оксида титана | |
| JP4623503B2 (ja) | 多機能性皮膜形成用コーティング組成物 | |
| JP4450320B2 (ja) | 通信用機器乃至設備 | |
| JP4597713B2 (ja) | 金属製容器 | |
| JP4807723B2 (ja) | 耐熱部材の製造方法 | |
| JP4807726B2 (ja) | 測定・測量器具 | |
| JP2006230926A (ja) | 宗教用品 | |
| JP2006241475A (ja) | ロール装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141209 |