DE29680628U1 - Mikroporöse Deckschichten mit eingelagerten Solen - Google Patents
Mikroporöse Deckschichten mit eingelagerten SolenInfo
- Publication number
- DE29680628U1 DE29680628U1 DE29680628U DE29680628U DE29680628U1 DE 29680628 U1 DE29680628 U1 DE 29680628U1 DE 29680628 U DE29680628 U DE 29680628U DE 29680628 U DE29680628 U DE 29680628U DE 29680628 U1 DE29680628 U1 DE 29680628U1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- lyosol
- silica
- microporous
- cover layer
- layer according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 45
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 21
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 20
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 20
- OLGONLPBKFPQNS-UHFFFAOYSA-M sodium 2-(4-phenylphenyl)butanoate Chemical compound [Na+].CCC(C([O-])=O)c1ccc(cc1)-c1ccccc1 OLGONLPBKFPQNS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 20
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 11
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims abstract description 9
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims abstract description 6
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims abstract 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 6
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 4
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 claims description 4
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 claims description 4
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 3
- 239000012963 UV stabilizer Substances 0.000 claims description 2
- 239000013543 active substance Substances 0.000 claims description 2
- 239000000975 dye Substances 0.000 claims description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 2
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 claims description 2
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims description 2
- 239000005368 silicate glass Substances 0.000 claims description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 8
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 abstract 4
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 9
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 6
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000011224 oxide ceramic Substances 0.000 description 3
- 229910052574 oxide ceramic Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 2
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910021486 amorphous silicon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000013007 heat curing Methods 0.000 description 1
- 239000008131 herbal destillate Substances 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 1
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
- C25D11/18—After-treatment, e.g. pore-sealing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/30—Anodisation of magnesium or alloys based thereon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/024—Anodisation under pulsed or modulated current or potential
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/026—Anodisation with spark discharge
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Manufacturing Of Micro-Capsules (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Saccharide Compounds (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Description
Mikroporöse Dechschichten mit eingelagerten Solen
Beschreibung
Aluminium ist trotz der hohen Affinität gegenüber Sauerstoff an der
Luft relativ korrosionsbeständig, weil sich die Metalloberfläche an der Luft sofort mit einer 5 bis 20 nm dicken, festhaftenden und sehr dichten
Oxidschicht bedeckt, die den weiteren Sauerstoffzutritt verhindert. Auch Magnesium und Titanium und deren Legierungen sind durch
eine dünne Oxidschicht bei normaler Temperatur gegen weitere Oxidation geschützt.
10
10
Es ist bekannt, die natürlichen Oxidschichten der genannten Metalle
durch anodische Oxidation erheblich zu verstärken. Dabei bilden sich Konversionsschichten.
Bei Aluminium besteht der anodisch erzeugte Überzug zum Beispiel aus einer etwa 0,15 pm dicken zusammenhängenden Unterschicht
(barrier layer) und einer mikroporösen Deckschicht, die von senkrecht zum Metall stehenden Kapillaren von 0,01 bis 0,05 pm (10 - 50 nm) in
einem Abstand von etwa 0,3 pm durchsetzt ist. Die mikroporöse Deckschicht hat nach ihrer Erzeugung eine innere Oberfläche von
etwa 100 m /g und ist chemisch sehr reaktionsfähig. Diese hohe chemische Reaktivität wird durch aktive Zentren, die durch OH-Gruppen
im oberflächennahen Bereich der mikroporösen Deckschicht gebildet sind, verursacht (vgl. Peri, J.B.: J.Phsy.Chem. 69 (1965),
S. 220). Mit neueren Verfahren der anodischen Oxidation gelingt es,
auf Al-Werkstoffen mikroporöse Deckschichten bis etwa 200 pm zu erzeugen.
Auch durch anodische Oxidation von Magnesium lassen sich mikroporöse
Deckschichten, die oxidischer Natur sind und gegebenenfalls Fluorid oder Phosphat enthalten, mit einer Dicke bis zu 30 pm und
guter Verschleißbeständigkeit erzeugen (DE-A-38 08 610). Bekannt sind hierbei auch das HAE- und DOW 17-Verfahren (vgl. H. Simon,
M. Thoma „Angewandte Oberflächentechnik für metallische Werkstoffe",
Carl Hanser Verlag, München Wien 1985, S. 91 ff·)·
Durch anodische Oxidation von Titanium bilden sich auch mikroporöse
Deckschichten mit verschieden oxidischer Zusammensetzung (vgl. Simon & Thoma).
Auf Aluminium-, Magnesium- oder Titanwerkstoffen lassen sich durch
plasmachemische anodische Oxidation mikroporöse Deckschichten als Oxidkeramikschichten mit hoher Reaktionsfähigkeit erzeugen (EP-B-280
886, 333 048, 545 230). Die Poren sind hier von unterschiedlicher Größe. Sie reichen von einer Größe von 10 nm bis 30 pm.
Es hat nicht an Versuchen gefehlt, die mikroporöse Deckschicht dauerhaft zu versiegeln, um den Grundwerkstoff gegen Korrosion und
Verschleiß zu schützen. Dazu sind verschiedene Verfahren, wie Sealing in heißem Wasser, Tränken in Ölen und Wachsen bis hin zu
einem Auftrag von organischen Lacken, bekannt. Diese Verfahren genügen keineswegs den heutigen Anforderungen. Das gleiche gilt für
das aus der DE-A-28 12 116 bekannte Verfahren zur Herstellung eines Überzugfilms auf dem korrosionsbeständigen anodisch oxidierten
Oberflächenfilm von Aluminiumerzeugnissen, bei dem dieser u.a. einer Versiegelungsbehandlung der Mikroporen in dem Oxidfilm
durch Eintauchen in eine dispergierte Kieselsäure enthaltende wäßrige Versiegelungsflüssigkeit unterworfen und anschließend mit einem
wärmehärtenden Acrylharz überzogen wird. Zweck dieses Verfahrens ist es, aufgrund der Versiegelungsbehandlung Überzugsmittel mit einer
Trocknungs- oder Härtungstemperatur von 140 0C oder darüber verwenden
zu können, bei denen vorher Probleme der Rißbildung und ungenügende Haftung auftraten. Die Versiegelungsbehandlung des
Oxidfilms durch Eintauchen der Aluminiumgegenstände in die Kieselsäure oder Silikat enthaltende wäßrige Versiegelungsflüssigkeit soll
zwar auch die Mikroporen verschließen, damit z.B. darin verbliebene Schwefelsäure nicht mehr austreten kann; es war aber nicht möglich
oder beabsichtigt, die senkrechten Kapillaren mit der Kieselsäure zu
füllen.
Ziel der Erfindung ist es, die durch die Poren bedingte Korrosion zu
vermeiden und einen stabilen Verbund zwischen der mikroporösen oxidischen Deckschicht und mindestens einer ein anorganisches
Netzwerk bildenden Verbindung herzustellen.
Gegenstand der Erfindung sind mikroporöse, durch anodische Oxidation oder durch plasmachemische anodische Oxidation
hergestellte Deckschichten auf Gegenständen aus Aluminium, Magnesium, Titanium oder deren Legierungen, bei dem Kieselsäure in
die Poren oder Kapillaren der mikroporösen Deckschicht in Form eines Lyosols eingebracht sind, in dem die kolloidal verteilten SiO2-Teilchen
wenigstens in einer Dimension kleiner sind, als der Durchmesser der Poren oder Kapillaren und das eingebrachte und
aufgetragene Kieselsäure-Lyosol anschließend koaguliert ist oder mit der Deckschicht reagierte.
Ein Lyosol ist definitionsgemäß eine kolloidale Lösung, in der ein fester Stoff in feinster Verteilung in einer Flüssigkeit dispergiert ist. Auch für die Zwecke der Erfindung sind Organosole und Hydrosole brauchbar, je nachdem, ob es sich um eine Suspension der Kieselsäure in organischen Flüssigkeiten, wie z.B. Alkoholen, bevorzugt C1-bis Cg-Alkoholen, oder Wasser handelt. In diesem Fall ist das Kieselsäure-Lyosol ein Kieselsol (s. Römpp, Chemie-Lexikon, Stichworte Sole und Kieselsol).
Ein Lyosol ist definitionsgemäß eine kolloidale Lösung, in der ein fester Stoff in feinster Verteilung in einer Flüssigkeit dispergiert ist. Auch für die Zwecke der Erfindung sind Organosole und Hydrosole brauchbar, je nachdem, ob es sich um eine Suspension der Kieselsäure in organischen Flüssigkeiten, wie z.B. Alkoholen, bevorzugt C1-bis Cg-Alkoholen, oder Wasser handelt. In diesem Fall ist das Kieselsäure-Lyosol ein Kieselsol (s. Römpp, Chemie-Lexikon, Stichworte Sole und Kieselsol).
Um eine Einlagerung des Sols in die Poren oder Kapillaren zu erreichen,
wird es erfindungsgemäß in einer Form eingeführt, in der die SiO2-Teilchen wenigstens in einer Dimension kleiner sind als der
Durchmesser der Poren oder Kapillaren der mikroporösen oxidischen Deckschicht. Die Größe der Teilchen kolloidaler Kieselsäure im Sol
beträgt demzufolge etwa 1 bis 50 nm, vorzugsweise 1 bis 10 nm.
Die einzubringenden Teilchen der kolloidalen Kieselsäure liegen
— 4 —
zweckmäßig als wäßrige und/oder organische Dispersion vor. Um eine gute Filmbildung zu erreichen, sind den SiO2-Solen zur
Polymerisation bzw. Polykondensation neigende Filmbildner wie Alkohole und/oder Silane und/oder Salze organischer Säuren zugesetzt.
Für die Zwecke der Erfindung geeignete Kieselsole sind bekannt. Sie
werden durch in situ Wachstum von SiO2-Mikrokeimen hergestellt und
liegen dann als konzentrierte wäßrige Dispersion von kolloidal verteilten porenfreien amorphen SiO2-Teilchen vor. Diese SiO2-Dispersionen
enthalten in der Regel geringfügige Alkalimengen, die die Oberfläche der SiO2-Partikel negativ laden. Dadurch stoßen sich die Teilchen
gegenseitig ab und bewirken die Stabilität der Lösung. Für die Zwecke der Erfindung geeignete Kieselsole sind beispielsweise unter der
Bezeichnung KLEBOSOL im Handel. Diese können auch durch andere filmbildende Oxide der dritten bis achten Gruppe des periodischen
Systems der Elemente, z.B. des Aluminiums, Indiums, Zirkons, Titaniums, Eisens, Nickels und der Seltenen Erden modifiziert sein.
Ebenso ist die Modifizierung mit ein- oder mehrwertigen Alkoholen, z.B. Diethylenglycol, möglich. Den Kieselsäure-Lyosolen können
Substanzen, insbesondere Alkohole und Silane, zugesetzt werden, die mit der Kieselsäure Filme bilden. Die Sole können auch Füllstoffe,
Korrosionsinhibitoren, Farbstoffe, Gleitmittel, oberflächenaktive Substanzen, UV-Stabilisatoren in Mengen enthalten, die das Sol in seiner
Reaktivität mit der mikroporösen Deckschicht nicht beeinflussen. Die Feststoffkonzentration des Kieselsols beträgt zweckmäßig 15 bis 60 %,
vorzugsweise 30 bis 50 %.
Zum Einbringen der kolloidal verteilten SiO2-Teilchen des Lyosols in
die Poren oder Kapillaren der mikroporösen Deckschicht werden die Gegenstände mit solchen oxidischen Deckschichten in das Lyosol,
insbesondere Kieselsol, getaucht, damit bespritzt oder gestrichen. Das Einbringen läßt sich dadurch verbessern, daß der mit der Oxidschicht
versehene, in das Lyosol eingetauchte Gegenstand wechselnden
Druckbedingungen ausgesetzt wird. Hierfür eignet sich ein Imprägniersystem, bei dem zunächst mittels Vakuum die Luft aus den
Poren oder Kapillaren entfernt wird. Unter Einwirkung des Vakuums dringt das Lyosol in die Poren ein und wird, nachdem das Vakuum
aufgehoben ist, durch den atmosphärischen Druck in die Poren gepreßt und erreicht so auch den Boden der senkrechten Kapillaren
der anodisch erzeugten Überzüge von Aluminium oder die feinsten Verästelungen der mikroporösen Deckschichten auf Magnesium- oder
Titanwerkstoffen bzw. der durch plasmachemische Oxidation hergestellten Oxidkeramikschichten. Der Wechsel vom Vakuum und Druck,
der auch über den atmosphärischen Druck hinausgehen kann, wird erforderlichenfalls ein oder mehrmals wiederholt. Für dieses
Einbringen der Teilchen in die mikroporöse Deckschicht der Gegenstände geeignete Vorrichtungen stehen z.B. in Form des
Maldaner-Imprägniersystems zur Verfügung.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß durch anodische Oxidation
oder durch plasmachemische anodische Oxidation frisch hergestellte mikroporöse Deckschichten, wie Harteloxalschichten oder Oxidkeramikschichten,
die weniger als 24 Stunden alt sind, die Einlagerung des Kieselsols bis an den Grund der Kapillaren und Poren beschleunigen.
Wenn die Poren oder Kapillaren der Deckschichten so gut wie möglieh
mit den kolloidalen SiO2-Teilchen gefüllt sind, sorgt man für eine
Koagulation des Kieselsäure-Lyosols, nach dem für die Filmbildung solcher Sole an sich bekannten Sol-Gel-Prozeß (Sol-Gel Technology
for thin Films, Fibers, Preforms, Electronics, and Specialty Shapes, edited by Lisa Klein, Noyes Publications, S. 50 ff., Abschn. 4, Helmut
Dislich, Thin Films from the Sol-Gel Process). Die Koagulation erfolgt durch Entzug der Flüssigkeit des Lyosols, insbesondere des Kieselsols.
Schon aufgrund der bevorzugten Reaktion frisch hergestellter oxidischer Deckschichten wird angenommen, daß es bei der
Koagulation durch Erwärmen auf Temperaturen bis zu 300 0C,
-6-
vorzugsweise bis zu 150 0C, zugleich zu Reaktionen zwischen den
mikroporösen oxidischen Deckschichten und den sehr feinen und damit auch sehr reaktionsfähigen SiO2-Teilchen in den Poren und an
der Oberfläche der Deckschichten kommt. Die SiO2-Schichten sind
vermutlich glasähnlich und amorph und haben eine Dicke bis zu 5 pm, insbesondere 0,5 bis 2 mm. Diese an der Oberfläche der
mikroporösen Deckschicht aus den SiO2-Partikeln gebildete Silikatglasschicht
ist mit senkrecht in die Kapillaren der Eloxalschicht hineinragenden Stiften von 10 bis 50 nm Durchmesser bzw. nach Art
von Wurzeln, die in die Kapillaren anderer Oxidschichten, insbesondere Keramikschichten, hineinragen, fest in der mikroporösen
Deckschicht verankert. Das ist vermutlich die Ursache für die hohe Korrosions- und Kratzfestigkeit.
Gegenstand der Erfindung sind auch Bauteile aus Aluminium-, Magnesium- oder Titanwerkstoffen mit einer durch anodische Oxidation
oder plasmachemisch anodischen Oxidation erzeugten mikroporösen Deckschicht, deren Poren oder Kapillaren im wesentlichen
mit dem, gegebenenfalls modifizierten, SiO2-GeI gefüllt sind.
Vorzugsweise ist auch die Oberfläche der mikroporösen Deckschicht mit einem Film dieser Gele überzogen und mit den Gelen in den
Poren oder Kapillaren verbunden.
Unter Aluminiumwerkstoffen werden im Rahmen der Erfindung Reinstaluminium und Legierungen AlMn; AlMnCu; AlMgI; AlMgI,5; E-AlMgSi;
AlMgSiO.5; AlZnMgCu0,5, AlZnMgCuI,5; G-A1SÜ2; G-AlSi5Mg;
G-AlSi8Cu3; G-AlCu4Ti; G-AlCu4TiMg verstanden.
Für die Zwecke der Erfindung eignen sich ferner außer Reinmagnesium,
insbesondere Magnesiumgußlegierungen der ASTM-Bezeichnung AS41; AM60; AZ6l; AZ63; A281; AZ91; AZ92; HK31; QE22; ZEAl;
ZH62, ZK51; ZK61, EZ33; HZ33 sowie die Knetlegierungen AZ31; AZ61; AZ80; Ml, ZK60; ZK40. Als Titanwerkstoffe eignen sich Reintitanium
oder die Legierung TiAl6V4.
-7-
Platten aus der Magnesiumlegierung AZ91HP der Größe 100 &khgr; 50 &khgr; 2 mm, die beidseitig durch plasmachemische anodische
5 Oxidation mit einer mikroporösen Deckschicht von 20 pm nach dem
Verfahren der EP-B-333 084 versehen worden waren, wurden nach dem ORMOCER-Verfahren behandelt, um die Kapillaren und Poren
auszufüllen und die mikroporöse Deckschicht oberflächlich zu versiegeln. Eine raster-elektronenmikroskopische Aufnahme an einem Querschliff
zeigt, daß die Poren und Kapillaren mit dem nach der thermischen Behandlung gebildeten Siliciumdioxid oder dessen Reaktionsprodukten
gefüllt sind. Die äußere Versiegelungsschicht hat eine Dicke von etwa 5 pm.
Die so erhaltene Platte wurde dem neutralen Salznebeltest nach DIN
SS 50021 unterworfen. Sie hatte eine Standzeit von 1500 Stunden. Auch als der Test abgebrochen wurde, hatten einige Platten noch
nicht einmal einen einzigen Korrosionspunkt.
Die gleichen, mit der gleichen oxidischen Deckschicht versehenen Platten hatten nach dem Tauchen in Natronwasserglas und
anschließender Auskieselung in einer CO2-Atmosphäre gleichfalls eine
etwa 5 pm dicke Versiegelungsschicht und in dem erwähnten neutralen
Salznebeltest nur eine Standzeit von ca. 200 Stunden.
Claims (12)
1. Mikroporöse, durch anodische Oxidation oder durch plasmachemische
anodische Oxidation hergestellte Deckschichten auf Gegenständen aus Aluminium, Magnesium, Titanium oder deren Legierungen, dadurch
gekennzeichnet, daß Kieselsäure in die Poren oder Kapillaren der mikroporösen Deckschicht in Form eines Lyosols eingebracht ist, in
dem die kolloidal verteilten SiO2-Teilchen wenigstens in einer
Dimension kleiner sind als der Durchmesser der Poren oder Kapillaren und daß das Kieselsäure-Lyosol koaguliert ist oder mit der Deckschicht
reagierte.
2. Deckschicht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kieselsäure-Lyosol
ein Kieselsol ist.
3. Deckschicht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Medium des Lyosols ein Alkohol ist.
4. Deckschicht nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Alkohol ein aliphatischer C1- bis Q-Alkohol ist.
5. Deckschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Durchmesser der SiO2-Teilchen im Lyosol 1 bis
50 nm, vorzugsweise 1 bis 10 nm, beträgt.
6. Deckschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Koagulation oder die Reaktion mit der Deckschicht durch Erwärmen auf Temperaturen bis zu 300 0C, vorzugsweise bis zu
150 0C, erfolgte.
7. Deckschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Feststoffkonzentration des Kieselsols 15 bis 60 %, vorzugsweise 30 bis 50 %, beträgt.
-2-
8. Deckschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß dem Kieselsäure-Lyosol Substanzen, insbesondere Alkohole und Silane, zugesetzt sind, die mit der Kieselsäure Filme
bildeten.
9. Deckschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß dem Kieselsäure-Lyosol Füllstoffe, Korrosionsinhibitoren, Farbstoffe, Gleitmittel, oberflächenaktive Substanzen oder UV-Stabilisatoren
zugesetzt sind.
10. Deckschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß Deckschichten behandelt wurden bevor sie 24 Stunden alt wurden.
11. Deckschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Behandlung der mikroporösen Schicht mit dem Lyosol nach der Koagulation mehrfach wiederholt wurde.
12. Gegenstände aus Aluminium, Magnesium, Titanium oder deren Legierungen
mit einer mikroporösen, durch anodische Oxidation oder durch plasmachemische anodische Oxidation erzeugten Deckschicht, dadurch
gekennzeichnet, daß die Poren oder Kapillaren der Deckschicht im wesentlichen mit Siliciumdioxid gefüllt sind.
13· Gegenstände nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die
Oberfläche der mikroporösen Deckschicht mit einer an den SiO2-Partikeln
gebildete Silikatglasschicht bedeckt ist.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29680628U DE29680628U1 (de) | 1995-07-28 | 1996-07-02 | Mikroporöse Deckschichten mit eingelagerten Solen |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19527688 | 1995-07-28 | ||
| DE29680628U DE29680628U1 (de) | 1995-07-28 | 1996-07-02 | Mikroporöse Deckschichten mit eingelagerten Solen |
| PCT/DE1996/001188 WO1997005302A1 (de) | 1995-07-28 | 1996-07-02 | Verfahren zur einlagerung von solen in mikroporöse deckschichten |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE29680628U1 true DE29680628U1 (de) | 1998-11-05 |
Family
ID=7768067
Family Applications (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19680596A Expired - Fee Related DE19680596C1 (de) | 1995-07-28 | 1996-07-02 | Verfahren zur Einlagerung von Solen in mikroporöse Deckschichten auf Gegenständen aus Aluminium, Magnesium, Titan oder deren Legierungen und Gegenstände aus Magnesium, Titan oder deren Legierungen mit Sol-behandelten Deckschichten |
| DE59608600T Expired - Fee Related DE59608600D1 (de) | 1995-07-28 | 1996-07-02 | Verfahren zur einlagerung von solen in mikroporöse deckschichten |
| DE29680628U Expired - Lifetime DE29680628U1 (de) | 1995-07-28 | 1996-07-02 | Mikroporöse Deckschichten mit eingelagerten Solen |
Family Applications Before (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19680596A Expired - Fee Related DE19680596C1 (de) | 1995-07-28 | 1996-07-02 | Verfahren zur Einlagerung von Solen in mikroporöse Deckschichten auf Gegenständen aus Aluminium, Magnesium, Titan oder deren Legierungen und Gegenstände aus Magnesium, Titan oder deren Legierungen mit Sol-behandelten Deckschichten |
| DE59608600T Expired - Fee Related DE59608600D1 (de) | 1995-07-28 | 1996-07-02 | Verfahren zur einlagerung von solen in mikroporöse deckschichten |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0842309B1 (de) |
| AT (1) | ATE212075T1 (de) |
| AU (1) | AU6352796A (de) |
| DE (3) | DE19680596C1 (de) |
| ES (1) | ES2168491T3 (de) |
| PT (1) | PT842309E (de) |
| WO (1) | WO1997005302A1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2166200A1 (de) | 2008-09-23 | 2010-03-24 | Franz Rübig & Söhne GmbH & Co. KG | Ventilfederteller und Verfahren zu dessen Herstellung |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19741580A1 (de) * | 1997-09-20 | 1999-04-01 | Bosch Gmbh Robert | Verbundwerkstoff |
| WO2001012883A1 (en) * | 1999-08-17 | 2001-02-22 | Isle Coat Limited | Light alloy-based composite protective multifunction coating |
| DE102006045617B4 (de) * | 2006-09-22 | 2010-06-10 | Innovent E.V. Technologieentwicklung | Verfahren zur Herstellung einer anorganisch-anorganischen Gradientenverbundschicht |
| DE102008011296A1 (de) | 2007-03-16 | 2008-09-18 | Süddeutsche Aluminium Manufaktur GmbH | Kraftfahrzeug-Bauteil mit Sol-Gel-Beschichtung |
| DE102007027628B3 (de) * | 2007-06-12 | 2008-10-30 | Siemens Ag | Verfahren zum Einbringen von Nanopartikeln in eine anodisch oxidierte Aluminiumoberfläche |
| GB2469115B (en) | 2009-04-03 | 2013-08-21 | Keronite Internat Ltd | Process for the enhanced corrosion protection of valve metals |
| CN102199785B (zh) * | 2011-06-29 | 2012-12-12 | 上海理工大学 | 一种钛合金耐磨涂层的微弧氧化溶液及其应用 |
| GB2513575B (en) | 2013-04-29 | 2017-05-31 | Keronite Int Ltd | Corrosion and erosion-resistant mixed oxide coatings for the protection of chemical and plasma process chamber components |
| CN106435685B (zh) * | 2016-09-18 | 2018-09-07 | 佛山科学技术学院 | 铝表面电沉积制备低吸收率与高半球发射率氧化膜的方法 |
| DE102017207589A1 (de) * | 2017-05-05 | 2018-11-08 | Federal-Mogul Nürnberg GmbH | Thermisch isolierende Beschichtung für einen Aluminiumkolben |
| US11312107B2 (en) * | 2018-09-27 | 2022-04-26 | Apple Inc. | Plugging anodic oxides for increased corrosion resistance |
| FR3101361B1 (fr) * | 2019-09-27 | 2022-01-14 | Liebherr Aerospace Toulouse Sas | Procede de fabrication d’une pièce resistante au feu d’un systeme de conditionnement d’air et pièce obtenue par un tel procede |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR802421A (fr) * | 1936-02-26 | 1936-09-04 | Protection du magnésium contre la corrosion par vitrification | |
| JPS582596A (ja) * | 1981-06-30 | 1983-01-08 | Nippon Parkerizing Co Ltd | アルミニウム製熱交換器の表面処理法 |
| JPS5959896A (ja) * | 1982-09-28 | 1984-04-05 | Nippon Light Metal Co Ltd | アルミニウム陽極酸化皮膜を封孔処理する方法 |
| JPS59179798A (ja) * | 1983-03-30 | 1984-10-12 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | アルミニウム又はその合金部材 |
| JPS61250193A (ja) * | 1985-04-26 | 1986-11-07 | Pentel Kk | 滑り止め性を有するアルミニウム又はアルミニウム合金成形体の表面処理法 |
| DE3808610A1 (de) * | 1988-03-15 | 1989-09-28 | Electro Chem Eng Gmbh | Verfahren zur oberflaechenveredelung von magnesium und magnesiumlegierungen |
| US5091609A (en) * | 1989-02-14 | 1992-02-25 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Insulated wire |
| JPH0327043A (ja) * | 1989-06-23 | 1991-02-05 | Fuji Photo Film Co Ltd | 湿し水不要感光性平版印刷版 |
| JPH04311595A (ja) * | 1991-04-08 | 1992-11-04 | Nippon Parkerizing Co Ltd | アルミニウムのセラミックコーティング方法 |
| JPH06316787A (ja) * | 1993-04-28 | 1994-11-15 | Kojundo Chem Lab Co Ltd | アルマイトの表面処理法 |
-
1996
- 1996-07-02 WO PCT/DE1996/001188 patent/WO1997005302A1/de active IP Right Grant
- 1996-07-02 DE DE19680596A patent/DE19680596C1/de not_active Expired - Fee Related
- 1996-07-02 ES ES96922737T patent/ES2168491T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1996-07-02 AT AT96922737T patent/ATE212075T1/de not_active IP Right Cessation
- 1996-07-02 DE DE59608600T patent/DE59608600D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1996-07-02 AU AU63527/96A patent/AU6352796A/en not_active Abandoned
- 1996-07-02 DE DE29680628U patent/DE29680628U1/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-07-02 PT PT96922737T patent/PT842309E/pt unknown
- 1996-07-02 EP EP96922737A patent/EP0842309B1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2166200A1 (de) | 2008-09-23 | 2010-03-24 | Franz Rübig & Söhne GmbH & Co. KG | Ventilfederteller und Verfahren zu dessen Herstellung |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0842309A1 (de) | 1998-05-20 |
| AU6352796A (en) | 1997-02-26 |
| PT842309E (pt) | 2002-07-31 |
| WO1997005302A1 (de) | 1997-02-13 |
| DE59608600D1 (de) | 2002-02-21 |
| DE19680596D2 (de) | 1997-09-18 |
| EP0842309A4 (de) | 1996-09-30 |
| DE19680596C1 (de) | 2001-08-23 |
| ES2168491T3 (es) | 2002-06-16 |
| EP0842309B1 (de) | 2002-01-16 |
| ATE212075T1 (de) | 2002-02-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE102007057777B4 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Bauteils aus Aluminium und/oder einer Aluminiumlegierung sowie Verwendung des Verfahrens | |
| EP0842309B1 (de) | Verfahren zur einlagerung von solen in mikroporöse deckschichten | |
| US20140262790A1 (en) | Colored, corrosion-resistant aluminum alloy substrates and methods for producing same | |
| EP3019644B1 (de) | Verfahren zur herstellung eines korrosionsbeständigen und verschleissfähigen aluminiumsubstrats | |
| EP0545230A1 (de) | Verfahren zur Erzeugung von ggf. modifizierten Oxidkeramikschichten auf sperrschichtbildenden Metallen und damit erhaltene Gegenstände | |
| DE3887520T2 (de) | Thermisches spritzen von rostfreiem stahl. | |
| WO2013139899A2 (de) | Behandlung einer anodisch oxidierten Oberfläche | |
| WO2014135353A1 (de) | Herstellung definierter nanoskaliger beschichtungen | |
| DE2263480A1 (de) | Schutzschicht auf unterlagen zum schutz gegen mechanische und chemische einfluesse | |
| CH636131A5 (de) | Verfahren zur behandlung von aluminiumoberflaechen durch oxidation mit einer nachfolgenden verdichtung. | |
| Csokan | Some observations on the growth mechanism of hard anodic oxide coatings on aluminium | |
| EP2151481A1 (de) | Wässrige Lösung und Verfahren zur Beschichtung von metallischen Oberflächen sowie Verwendung von modifizierter Kieselsäure bzw. Konzentratzusammensetzung zur Bereitstellung einer wässrigen Beschichtungslösung | |
| Menchaca-Campos et al. | Smart protection of polymer-inhibitor doped systems | |
| DE827149C (de) | Verfahren zur Erzeugung von UEberzuegen auf Eisen, Zink und deren Legierungen | |
| EP0103234B1 (de) | Verfahren zum Verdichten von anodisch erzeugten Oxidschichten auf Aluminium oder Aluminiumlegierungen | |
| EP0347663A1 (de) | Verfahren zum Verdichten von anodisierten Oxidschichten auf Aluminium und Aluminiumlegierungen | |
| AT398753B (de) | Pyrolytisch beschichtetes flachglas und verfahren zu seiner herstellung | |
| DE112008002441B4 (de) | Metallwerkstoffe mit hybrid-stabilisierter Oxidschicht, Verfahren zu der Herstellung sowie deren Verwendung | |
| DE10127494A1 (de) | Funktionelle anorganische Bornitrid Schichten | |
| WO2011063883A1 (de) | Substrat mit einer metallfolie zur herstellung von photovoltalk-zellen | |
| CN109402693A (zh) | 负载缓蚀剂的介孔二氧化硅超疏水薄膜的制备方法及用途 | |
| JPS62129110A (ja) | ミクロフイルタ−の製造方法 | |
| EP1457267A1 (de) | Verfahren zur Herstellung umgeformter Aluminium-Blechteile mit dekorativer Oberfläche | |
| DE10241494A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von hochorganisierten Kristallen mit Hilfe von Sol-Gel-Methoden | |
| DE633320C (de) | Verfahren zur Herstellung eines korrosionsbestaendigen oder gefaerbten und korrosionsbestaendigen UEberzugs auf oxydierten Oberflaechen von Gegenstaenden aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R163 | Identified publications notified | ||
| R409 | Internal rectification of the legal status completed | ||
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19981217 |
|
| R156 | Lapse of ip right after 3 years |
Effective date: 20000503 |
|
| R156 | Lapse of ip right after 3 years |
Effective date: 20020501 |