SE431233B - Sett att overdraga ett substrat med en svarsmelt oxid bestaende av ceriumoxid, zinkoniumoxid eller titandioxid - Google Patents

Description

79105690-9 ytterligare komponenter för uppfyllande av mellanrummen i de aggregerade partiklarna.

Sålunda erhålles genom föreliggande uppfinning ett sätt att överdraga ett substrat med en svårsmält oxid, bestående av ceriumoxid, zirkoniumoxid eller titandioxid, vilket känneteck- nas av att a) substratet bringas i kontakt med en sol av den svår- smälta oxiden, innefattande en dispersion, i ett vätskeformigt medium, av väsentligen icke-aggregerade kolloidala primära par- tiklar av den svårsmälta oxiden eller av aggregerade kolloidala primära partiklar av den svårsmälta oxiden samt joner, vilka upptager mellanrum i de aggregerade partiklarna, varvid solen är i stånd att omvandlas till en gel av den svårsmälta oxiden, och varvid medeldensiteten för gelen är minst 40%, företrädesvis minst 45%, av den teoretiska densiteten för det svårsmälta mate- rialet,' b) att solen omvandlas till en gel så att substratet för- ses med ett gelöverdrag och c) bränning genomföres för att omvandla gelöverdraget till ett överdrag av en svårsmält oxid.

Det svårsmälta materialet i solen och gelen enligt upp- finningen är närvarande i form av ett utgångsmaterial för det svår- smälta materialet självt, t.ex. en hydratiserad form av materia- let vid fallen av en vattensol eller gel framställd därifrån. Ett sådant utgângsmaterial ger alltid själva materialet vid bränning.

Företrädesvis bfifiuæs det gelöverdragna substratet enligt uppfinningen för erhållande av ett substrat med en keramisk be- läggning av själva det svårsmälta materialet, varvid det keramis- ka materialet kan uppvisa en medeldensitet, som är åtminstone 60% av den teoretiska densiteten för det svårsmälta materialet. Det torde noteras, att även om det kan vara möjligt att framställa sådana täta keramiska beläggningar genom långvarig värmebehand- ling av kända gelbeläggningar, så kan de täta keramiska!belägg- ningarna enligt uppfinningen framställas genom värmebehandling under mycket mildare betingelser.

Det torde noteras, att i vissa fall kan en kemisk inter- aktion föreligga vid gränsytan mellan gelen och substratet, vil- ket därigenom ger upphov till ett mellanskikt.

Med "medeldensitet" avses i denna beskrivning medel- ~ densiteten för materialet inklusive grundmassan och öppna och 7905690-9 r- ” ' - V . . slutna porer. Med "teoretisk densitet" avses densiteten för det svârsmälta materialet som sådant, d.v.s. densiteten för ma- terialet i frånvaro av hâlrum, porer eller liknande.

Det torde noteras att densiteten för en gel, som har torkats vid en förhöjd temperatur, i vissa fall kan vara något mindre än för en gel, som har torkats vid omgivningstemperatur, på grund av förlust av vatten vid torkning. Medeldensitetvärde- na vid föreliggande uppfinning avses hänföra sig till en gel, torkad vid omgivningstemperatur, vare sig detta verkligen är fallet eller icke.

Det torde vidare noteras, att bestämning av densite- ter för mycket tunna skikt, såsom beläggningarna enligt uppfin- ningen, kan vara komplicerad. De i exemplen till denna beskriv- ning angivna densitetsvärdena har utförts på bulkmaterial, d.v.s. på geler och keramiska material i frånvaro av ett sub- strat, eftersom bestämningen av densiteter för sådant material är relativt enkel experimentellt. Någon densitetsbestämning för materialet i en beläggning som sådan har icke utförts. Det kan därför icke helt säkert sägas att densiteterna för belägg- ningarna är desamma som för bulkmaterialen, härledda från samma soler, även om vi icke kan se något skäl till varför de icke skulle vara i huvudsak lika stora, och i alla händelser skulle man förvänta att beläggningarna uppvisar högre densiteter. vid tillämpning av uppfinningen är tunna beläggning- ar (d.v.s. i storleksordningen /mn) vanligen tillfredsställan- de, vilket skiljer beläggningarna enligt uppfinningen från be- läggningar 'erhållna från färger, glasyrer, emaljer och plasma- sprutade beläggningar. De belagda substraten enligt uppfinning- en uppvisar flera värdefulla tillämpningar beroende på substra- tet och det valda svârsmälta materialet. Sålunda kan belägg- ningarna användas t.ex. för åstadkommande av oxidationsbestän- dighet hos substratet, som en förbeläggning på substratet för uppbärande av i efterhand anbringat katalytiskt aktivt mate- rial, och för att förhindra kolutfällning i vissa miljöer. En mera detaljerad instruktion av dessa tillämpningar ges nedan.

Den generella rollen hos beläggningen är att åstad- komma en hög grad av skydd för substratet på grund av dess höga 7905690-9 I- densitet och låga porositet. Beläggningen isoïérar'därför sub- stratet från sin omgivning, varigenom det skyddas från angrepp genom gasformiga substanser i omgivningen. Även då beläggningen uppbär ytterligare skikt, t.ex. av katalytiskt aktivt material, är det sistnämnda skyddat från angrepp genom substratet som t.ex. då substratet innehåller rörliga metalljoner. Vidare kan beläggningen vara katalytiskt aktiv i sig själv.

I Det torde noteras, att de vid föreliggande uppfin- ning använda solerna icke nödvändigtvis behöver innefatta kol- loidala partiklar av endast ett svårsmält material. Sålunda kan de vara "blandade" soler innefattande kolloidala partiklar av mer än ett svårsmält material. Likaså kan solerna innehålla yt- terligare komponenter dispergerade i det flytande mediet för solen, t.ex. i lösning i det flytande mediet.

En föredragen utföringsform för sättet enligt upp- finningen är att, som solen, använda en dispersion av väsentli- gen icke-aggregerade kolloidala primära partiklar av det svår- smälta materialet i ett vätskeformigt medium. På grund av bris- ten på aggregering är sådana soler lätt omvandlingsbara, vid torkning, till täta geler med låg porositet, såsom erfordras vid föreliggande uppfinning, d.v.s. de primära partiklarna kan lätt "packas" till en tät, lågporös struktur vid torkning och 'glödgning. Sådana soler är kända inom tekniken och exempel in- nefattar vissa soler av svårsmälta oxider, som t.ex. en CeO2- sol beskriven på sidan 3, rad 49 i vår brittiska patentskrift nr l 342 893 och i kolumn 3, rad 63 i vår motsvarande ameri- kanska patentskrift nr 3 761 571. Även den konditionerade upp- slamningen, som specifikt nämnes i exempel 3 i båda dessa pa- tentskrifter, kan utspädas med vatten för erhållande av en så- dan sol, och den gel, som specifikt beskrives i samma exempel, kan återdispergeras i vatten för erhållande av en sådan sol.

Likaså kan den gel, som specifikt beskrives i exempel 5 i båda ovannämnda patentskrifter, återdispergeras i vatten för erhål- lande av en sådan sol. Andra exempel på soler, som kan användas vid föreliggande uppfinning, är en ZrO2-sol, såsom beskrives i vår brittiska patentskrift nr l l8l 794 (motsvarande vår ameri- kanska patentskrift nr 3 518 050), en Ti02-sol, såsom beskrives 79056 90 " 9 ri vår brittiska patentskrift nt l 412 937, en S102-sol, som an- tages vara framställd genom hydrolys av natriumsilikat och som saluföres kommersiellt av Monsanto under handelsnamnet"Syton", samt ThO2-sol, framställd t.ex. genom termisk denitrering av hydratiserat toriumnitrat vid högst 4900 C och dispergering av produkten i vatten. Partikelstorlekarna för de kolloidala par- tiklarna i solerna är vanligen i området 20 - 500 Å, t.ex. 50 - 200 Å. Det torde emellertid noteras, att de ovan exemplifierade solerna icke nödvändigtvis är av samma användbarhet vid till- lämpningarna enligt föreliggande uppfinning, d.v.s. vissa soler kan vara bättre än andra för specifika tillämpningar.

De ovannämnda föredragna solerna kan, om så önskas, innehålla ytterligare komponenter förutom de icke-aggregerade primära kolloidala partiklarna. Exempelvis kan de innehålla kol- loidala partiklar innefattande lösa aggregatstrukturer av pri- mära partiklar, vari de kolloidala partiklarna har framställts genom dispergering av primära partiklar, framställda genom en ångfaskondensationsmetod, som t.ex. flamhydrolys, i vatten och såsom beskrives i patentskriften till ovannämnda västtyska of- fentliggörandeskrift nr 2 647 702. Sådana ytterligare komponen- ter, t.ex. Al2O3, kan användas för att ge beläggningarna enligt uppfinningen andra önskade egenskaper, som t.ex. förbättring av deras förmåga att bringa ytterligare skikt att vidhäfta därtill.

Alternativt kan solerna, som användes vid sättet en- ligt uppfinningen, innefatta kolloidala partiklar, vilka är aggregerade, men där solerna innehåller ytterligare komponen- ter, dispergerade däri, vilka väsentligen fyller mellanrummen i de aggregerade partiklarna så att solerna ger upphov till en tät gelbeläggning enligt uppfinningen vid omvandling till en gel.

Sådana ytterligare komponenter kan t.ex. innefatta salter i lös- ning i det flytande mediet för solen och av tillräcklig kon- centration för jonerna av saltet så att de väsentligen fyller mellanrummen i de aggregerade kolloidala partiklarna. Ett före- draget exempel på en sådan sol är en sol innefattande komponen- ter, vilka vid torkning för erhållande av en gel och efterföl- jande bränning kan omvandlas till en glasbaserad beläggning.

En sådan sol kan t.ex. innefatta en S102-sol innehållande aggre- i 7905690-9 'JS F gerade kolloidala partiklar och vilka innehåller ytterligare komponenter, i lösning, vilka är i stånd att reagera med var- andra och med SiO2 vid bränning, så att ett glasbaserat mate- rial erhålles. Sådana komponenter kan t.ex. innefatta lösliga borater, och lösliga Li- och Na-salter i lösning i solen. SiO2- solen kan t.ex. vara en sol, framställd genom dispergering i vatten av SiO2, vilken har framställts genom en ångfaskondensa- tionsmetod, som t.ex. flamhydrolys, och vilken redan nämnts ovan. Det torde emellertid även nämnas, att beläggningar inne- fattande glasbaserade material kan erhållas enligt uppfinningen med användning av soler, som innefattar väsentligen icke-aggre- gerade koiloidala primära partiklar, som t.ex. den ovannämnda Si02 ventionella glas och även glaskeramiska material.

Sättet enligt uppfinningen kan genomföras mycket en- -solen "Syton“. Glasbaserade material innefattar t.ex. kon- kelt, t.ex. genom nedsänkning av substratet i solen, avlägsnan- de och torkning för omvandling av solen till motsvarande gel, eventuellt följt av bränning, om en icke-gelformig keramisk be- läggning önskas. Sålunda kan ett substrat av komplicerad form lätt behandlas för erhållande av en beläggning. Även en belägg- ning med reglerad tjocklek kan framställas, vanligen l /nn el- ler mindre, så att signifikanta dimensionsförändringar undvikes, även om mer än en beläggning anbringas.

Substratet vid uppfinningen kan vara antingen metal- liskt eller icke-metalliskt, även om det förstnämnda föredrages eftersom skyddande beläggningar oftare erfordras för metalliska substrat. Sålunda kan metalliska substrat, som t.ex. stål, skyddas från oxidativt angrepp genom föreliggande uppfinning.

Ett exempel på ett metalliskt substrat, vilket kan användas, är en aluminiumhaltig ferritisk legering, som t.ex. en legering av Fe, Cr, Al och Y, varvid ett specifikt exempel på en sådan är en legering med viktproportionerna upp till 20 % Cr, 0,5 % - l2.% Al, 0,1 % - 3 % Y och resten Fe. Sådana legeringar är, som bekant, mycket användbara substrat i katalysatorer för behand- ling av de giftiga komponenterna i avgaser från motorfordon (Se t.ex. beskrivningen till vår brittiska patentskrift nr l 471 138 och vår motsvarande amerikanska patentskrift nr 7905690-9 r 3 920 583). Emellertid beror oxidationsbeständigheten för såda- na legeringar vid avgasbehandlingstillämpning på närvaron av ett AIZO3-barriärskikt, som förformats på legeringen genom oxi- dation vid förhöjda temperaturer, t.ex. genom upphettning vid cirka 10000 C i luft, vanligen under 8 timmar. Detta förform- ningssteg kan emellertid utgöra ett dyrbart steg vid framställ- ningen av en katalysator. Det har visat sig, att detta kan und- varas genom användning av sättet enligt uppfinningen, t.ex. ge- nom användning av den ovannämnda CeO2-solen och en brännings- temperatur i området 500 - 8000 C under en mycket kortare tid, vanligen 15 minuter, vilket ger ett höggradigt tillfredsstäl- lande barriärskikt för att förhindra diffusion av metalljoner från substratet till ytan, och för att förhindra diffusion av gaser och vätskor till substratet. En katalysator kan därefter framställas genom anbringande av ett katalytiskt aktivt mate- rial, som t.ex. en platinagruppmetall, på beläggningen, t.ex. i kombination med en svårsmält oxid med hög ytarea, som t.ex.

Al2O3, såsom beskrives i beskrivningen till vår ovannämnda väst- tyska offentliggörandeskrift nr 2 647 702. CeO2-beläggningen fungerar i ett sådant fall som en temporär skyddande barriär till den tidpunkt, då aluminiumoxid alstras från legeringen un- der användningen av katalysatorn. 7 Föreliggande uppfinning kan även tillämpas i situa- tioner, där det är önskvärt att förändra ytkemin för en metall och därigenom eliminera vissa oönskade kemiska effekter. En så- dan effekt är utfällning av kolhaltiga skikt på stålytor, som är utsatta för kolvätehaltiga miljöer. Detta kan inträffa t.ex. i kemiska anläggningar, som t.ex. anläggningar för termisk krackning av kolväten, där bildningen av kolhaltiga utfällning- ar på uppvärmda stålkrackningsrör ger upphov till en oönskad isoleringseffekt. Likaså kan kolhaltiga utfällningar förekomma i kärnreaktorer, som t.ex. den “Advanced Gas Cooled Reactor“ (känd inom tekniken och i fortsättningen benämnd som "AGR“) där rostfria stâlbränslebehållare är utsatta för en kolvätehaltig kylmedelgas. Härvid påverkar kolhaltiga utfällningar skadligt värmeväxlingsbalansen mellan bränslebehållarna och kylmedlet, vilket förorsakar överhettning. Det har visat sig att förelig- 7905690 -9 r gande uppfinning, vid tillämpning på bränslebehållarna, kan' åstadkomma avsevärd reduktion i kolhaltig utfällning under ovannämnda omständigheter. Det torde emellertid noteras, att för denna “AGR" tillämpning, föreligger tecken på att det kan vara önskvärt att förse stålet med en första oxidbeläggning ge- nom t.ex. genomförande av en preliminär oxidationsbehandling (t.ex. upphettning i luft vid 8000 C under 15 minuter) före an- bringande av beläggningen enligt föreliggande uppfinning. Exem- pel på stål, som kan användas i "AGR" som bränslebehållarmate- rial och som är lämpliga för beläggning enligt uppfinningen är Cr-haltiga austenitiska stål, t.ex. stabiliserat genom Nb, var- vid ett speciellt exempel därpå är'det så kallade “20/25" stå- let, som innehåller 20 % Cr, 25 % Ni, cirka 0,1 % Nb och resten järn, där proportionerna hänför sig till vikten. Beläggningens roll vid förhindrande av kolhaltig utfällning kan vara tvåfal- dig. För det första kan den tjäna till att isolera substratet från omgivningen, varigenom vissa komponenter i substratet för- hindras från att katalysera kemiska reaktioner, som ger upphov till kolhaltig utfällning. För det andra kan beläggningarna själva fungera katalytiskt i processer, som förhindrar kolhal- tig utfällning. Den ovannämnda Ce02-solen är särskilt fördelak- tig i detta hänseende.

Beläggningarna enligt uppfinningen kan förses med ytterligare komponenter för att uppnå speciella ändamål eller egenskaper. Det ovannämnda anbringandet av glas på ett substrat är ett exempel på detta. Även t.ex. beläggningar med reglerade elektriska egenskaper kan anbringas på elektriskt ledande eller icke-elektriskt ledande substrat. _ Flera utföringsformer för sättet enligt uppfinningen beskrives i detalj i nedanstående exempel.

Exempel l Framställning av Ce02-sol 3,5 kg cerium(IV)hydroxid (99,5 % renhet) från Rhöne-Poulenc (2,48 kg oxid, 0,210 kg NO3") blandades med 7 li- ter avmineraliserat vatten och 0,58 liter av 8 M salpetersyra (total uppslamningsvolym 9,6 liter) och den omrörda uppslam- ningen upphettades till 800 under en tidsperiod av 2 timmar och 7905690 - 9 f" hölls vid 80 - 850 under l timme. Det vid jämvikt uppnådda pH- värdet var <1. Uppslamningen (HNO3/CeO2:0,32) fick svalna över natten (l6 timmar). Den överliggande vätskan avlägsnades med hävert (6,76 liter) och analyserades med avseende på aciditet (0,28 M), nitrat (0,5 M) och oxidhalt (8,0 g/liter). En tillräck- lig volym vatten (2,5 liter) tillsattes till den sedimenterade konditionerade uppslamningsresten för erhållande av en icke- avkritande kolloidal dispersion (sol) och den nya totala voly- men mättes (5,35 liter). Solen analyserades därefter med av- seende på densitet (l,42 g/cm3), oxidhalt (462 g/liter) och nitrat (0,8 M : N03/CeO2 = 0,29). 0,2 ml av en 20-procentig polyvinylalkohollösning tillsattes per 100 ml av en CeO2-aquasol, framställd enligt ovan och reglerad till en koncentration av 100 g CeO2 per liter, och även några droppar av en l-procentig lösning av "BDH Nonidet" (registrerat varumärke) P40 vätmedel.

Oxidationsskydd av stål Ett prov av ett austenitiskt rostfritt stål innehål- lande 18 vikt-% Cr, 8 vikt-% Ni och en liten mängd Ti (det så- kallade l8/8/Ti-stålet) nedsänktes i den enligt ovan framställ- da CeO2-aqua-solen. Provet avlägsnades och torkades för omvand- ling av CeO2-solbeläggningen till en CeO2-gelbeläggning. Provet brändes därefter vid 8500 C under 5 minuter för erhållande av en CeO2-överdragen stålprodukt.

Då ovannämnda produkt upphettades under 12 timmar i luft vid 8500 C förblev den plastisk och uppvisade en jämn kon- tinuerlig yta. Dess karakteristiska röntgenspektrum, alstrat genom 20kV elektronbeskjutning, dominerades av Cr. Då produkten ytterligare upphetteaee under 12 timmer i luft via 1ooo° c vi- sade den icke heller någon kraftig försämring.

Som jämförelse upphettades ett obehandlat prov av 18/8/Ti rostfritt stål under 12 timmar i luft vid 8500 C. Pro- vet blev sprött och man kunde iakttaga ett överdrag av ett dis- kontinuerligt, dåligt vidhäftande oxidskikt. Dess karakteris- tiska röntgenspektrum, alstrat enligt ovan, dominerades av järn (oxid). 7905690-9 'IG Exempel 2 f- Y Förhindrande av kolhaltig utfällning under AGR-be- tingelser. _ Prover av 20/25/Nb rostfritt stål försågs med Ce02- beläggningar, såsom beskrivits i exempel l. De överdragna pro- verna staplades på en stålstång och placerades i en provhållare i en materialtestningsreaktor (benämnd “DIDO“) och exponerades vid en temperatur av 6500 C under 1200 timmar med en doserings- grad av l W.g_l för recirkulerad C02-gas innehållande 2 % CO, 350 vpm CH4, med en strömningshastighet av 40 liter/timme vid ett övertryck av 42,18 kp/cmz. Vid fullföljande av exponeringa- perioden kunde man iakttaga, att de CeO2-överdragna proverna var väsentligen fria från kolhaltiga utfällningar. I motsats därtill, kunde man för icke-överdragna prover av 20/25/Nb stål, som hade utsatts för identiska betingelser, var överdragna med ett mörkt kolhaltigt skikt. f Exempel 3 Katalysatorframställning Ett prov av "Fecralloy“ (registrerat varumärke) alu- miniumhaltig ferritisk legering av en viktsammansättning av upp till 20 % Cr, 0,5 % - 12 % Al, 0,l % - 3 % Y och resten Fe, nedsänktes i en CeO2-sol, som användes i exempel l, avlägsnades och torkades för omvandling av solen till en gel, och brändes under några minuter vid 500 - 600° C för erhållande en CeO2- överdragen produkt, vari legeringen visade sig ha bibehållit sitt silverliknande utseende efter bränninqefl- (I m0tSatS där* ltill uppvisade ett obehandlat prov av legeringen en gyllene färg, på grund av oxidation, efter likadan bränning.) Finpulvriserad Al203, med en liten partikelstorlek (~ 10 nm) och hög ytarea (nß 100 m2/g) dispergerades i vatten för erhållande av en sol innehållande l6O g Al203/liter. En lös- ning av yttriumnitrat av kompositionen 170 g YZO3 ekvivalen- ter/liter framställdes och solen och lösningen blandades i så- dana proportioner, att en "blandad sol" erhölls med '9l,5 g Al2O3/liter och 0,45 g YZO3/liter. Polyvinylalkohol (PVA) och H2PtCl6 upplöstes i den blandade solen, så att 0,61 g PVA/liter och l5,5 g H2PtCl6/liter (j 6,06 g Pt) erhölls i den färdiga 7905690-9 11 solen, till vilken några droppar “Nonidet P40" vätmedel tillsatta.

Den CeO2-överdragna legeringen nedsänktes i ovannämnda färdiga sol, avlägsnades, torkades och brändes i luft vid 850°C under 15 minuter för erhållande av en katalysator, där den CeO2- överdragna legeringen uppvisade en katalytiskt aktiv beläggning av Pt, uppburen av Al2O3. Standardtest utfördes på katalysatorn för behandling av motorfordonsavgaser och gav nästan identiska resultat jämfört med en katalysator, framställd enligt ovan men där legeringen oxiderats vid 1000°C under 12 timmar i stället för att förses med en CeO2-beläggning.

Exempel 4 Katalysatorframställning En aluminiumoxidsol med en koncentration av 289 g Al203/ liter framställdes, såsom beskrivits i exempel 3, och yttrium- nitratlösning tillsattes för erhållande av relativa viktpropor- tioner av 99,8% Al203 och 0,2% YZO3. 0,2 ml av en 20-procentig PVA-lösning per 100 ml av solen och nâgra droppar "Nonidel P40" vätmedel tillsattes också. En 10 ml alikvot portion av den er- hållna solen blandades därefter med 100 ml av en Ce02-sol, fram- ställd såsom i exempel 1 och innehållande 260 g Ce02/liter, för erhållande av en blandad sol där de relativa viktproportionerna var: CeO2 89,78%, Al203 10,03% och YZO3 0,19%.

Ett prov av "Fecralloy" legering, såsom användes i exem- pel 3, nedsänktes i den blandade solen, avlägsnades, torkades och brändes under några minuter vid 500-600°C. I den överdragna produkten hade legeringen bibehâllit sitt silverliknande utse- ende, och närvaron av Al2O3, vilken var porös visade sig bidra till "förankringen" av efterföljande anbringade beläggningar.

Exempel 5 Medeldensiteter för gelprodukter och brända produkter erhållna från soler " Prover av svârsmälta oxidsoler, användbara vid förelig- gande uppfinning, torkades till motsvarande gelform och medel- densiteten för varje erhâllen gel mättes genom känd Hg-nedsänk- ningsteknik. Gelerna brändes därefter för erhållande av den ic- ke-gelformiga keramiska materialformen av oxiden och densite- terna mättes i samtliga fall. Resultaten sammanfattas nedan i tabelhflh där densiteterna anges såsom ett procenttal av den teo- retiska densiteten för den svårsmälta oxiden. 7905699-'9 12 Medeldensiteter (i % av den teore- tiska densiteten för den vattenfria oxiden) Gel (efter torkning Bränd gel vid omgivnings- (bränningstem- Sol temperatur) peratur inom parentes) CeO2 (framställd såsom i ex. 3 i brittiska patentskriften 1 342 893) 56% 75% (soo°c) zroz 51,02; 94% (a7o°c) Tioz 54% 96% (aoo°c) Om densiteterna för gelerna betraktas som procenttal av de teoretiska densiteterna för motsvarande vattenhaltiga oxider i stället för de teoretiska densiteterna för de slutliga vattenfria oxiderna, såsom användes ovan, är värdena avsevärt högre, t.ex.

Zr02 koniumhydroxid. -geldensiteten är 87,9% av den teoretiska densiteten för zir- Likasâ kan, såsom nämnts här, densiteten för en gel, vil- ken har torkats vid en förhöjd temperatur, i vissa fall vara nå- got lägre än för en gel, vilken har torkats vid omgivningstempe- ratur. Exempelvis visade sig den ovannämnda ZrO2-gelen, om den torkades vid en förhöjd temperatur, uppvisa en procentuell medel- densitet av 48,8% av den teoretiska densiteten för den vattenfria oxiden. _ Exempel 6 Beläggning av mjukt kolstål Ett prov av mjukt kolstâl nedsänktes i en CeO2-sol, fram- ställd såsom i exempel 1, och innehållande dessutom en vatten- löslig silikon. Koncentrationerna var: CeO2 37,5 g/liter och si- likon 3,5 g/liter. Provet avlägsnades därefter och torkades för omvandling av solen till en gel. Silikonen tillsattes efter- som CeO2-solen som sådan kan vara tillräckligt sur för att an- gripa mjukt kolstål.

Det gelbelagda provet brändes därefter vid 200°C under minuter. Detta gav en keramisk beläggning, vilken visade sig förbättra beständigheten hos det mjuka kolstålet gentemot atmo-I sfärisk korrosion och som var i stånd att fungera som en grund- 7905690 -9 13 färg för ett efterföljande anbringat färgskikt.

. Det torde noteras, att den ovannämnda bränningstempera- turen är avsevärt lägre än vid föregående exempel. Detta är fal- let eftersom det mjuka kolstâlet har benägenhet att oxidera vid högre bränningstemperaturer, innan de anbringade beläggningarna har förtätats och kan ge skydd.

Claims (7)

10 15 20 25 30 35 RO 7905690-9 m -Patentkrav

1. Sätt att överdraga ett substrat med en svårsmält oxid, bestående av ceriumoxid, zirkoniumoxid eller titandioxid, k ä n n e t e c k n a t av att a) substratet bringas i kontakt med en sol av den svårsmälta oxiden, innefattande en dispersion, i ett vätskeformigt medium, av väsentligen icke-aggregerade kolloidala primära partiklar av den svårsmälta oxiden eller av aggregerade kolloidala primära partiklar av den svårsmälta oxiden samt joner, vilka upptager mellanrum i de aggregerade partiklar- na, varvid solen är i stånd att omvandlas till en gel av den svårsmälta oxiden, och varvid medeldensiteten för gelen är minst U0% av den teroretiska densiteten för det svår- smälta'materialet, b) att solen omvandlas till en gel så att substratet förses med ett gelöverdrag, och c) bränning genomföres för att omvandla gelöverdraget till ett överdrag av en svårsmält oxid.

2. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att medel- densiteten för gelen är minst H5% av den teoretiska densi- teten för den svårsmälta oxiden.

3. Sätt enligt något av krav 1 och 2, k ä n n e t e c k n a t av att solen utgör en vattendispersion av väsentligen icke- -aggregerade kolloidala primära partiklar av ceriumoxid, zirkoniumoxid eller titandioxid.

4. H. Sätt enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att solen är i stånd till omvandling till ett glasbaserat material genom utförande av stegen a) och b).

5. Sätt enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k- en a t av att substratet är en alumíniumhaltig ferritisk legering.

6. Sätt enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t av att lege- ringen uppvisar viktproportionerna upp till 20% Cr, 0,5-12% Al, 0,1-3% Y och resten Fe. 7905690-9 rs

7. Sätt enligt något av krav 1-4, k ä n n e t e c k n a t av att substratet är ett Nb-stabiliserat Cr-haltigt austenitiskt stål. 7905690 - 9 Sammandrag Uppfinningen avser att förse substrat med be- läggningar, som kan erhållas från soler, t.ex. för att skydda substratet (såsom i kärnreaktorer.eller kolväte- krackningsanläggningar) eller för att åstadkomma en bärare för katalytiskt aktivt material. Hittills har beläggningar, erhållna från soler, uppvisa: en hög porositet och hög ytarea, så att de icke har Varit fçzllstärldigtftillfredsställande. för ovannämnda tillämpningar. Vid denna uppfinning erhål- les täta beläggningar med låg porositet genom att substratet bringas i kontakt med en sol av svårsmält material (t.ex. CeO2 eller SiO2), som är omvandlingsbart till en gel av l fiensiteten minst 40 % av den teoretiska densiteten för det svårsmälta materialet, varpå solen omvandlas till gelen. Eventuellt kan gelen omvandlas till en keramisk be- läggning genom bränning.