NL9300716A - Poreus lichaam geschikt voor gebruik in een corrosieve omgeving en een werkwijze voor de vervaardiging daarvan. - Google Patents

Poreus lichaam geschikt voor gebruik in een corrosieve omgeving en een werkwijze voor de vervaardiging daarvan. Download PDF

Info

Publication number
NL9300716A
NL9300716A NL9300716A NL9300716A NL9300716A NL 9300716 A NL9300716 A NL 9300716A NL 9300716 A NL9300716 A NL 9300716A NL 9300716 A NL9300716 A NL 9300716A NL 9300716 A NL9300716 A NL 9300716A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
diffusion coating
sintered material
coating
metal
particles
Prior art date
Application number
NL9300716A
Other languages
English (en)
Original Assignee
Gastec Nv
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gastec Nv filed Critical Gastec Nv
Priority to NL9300716A priority Critical patent/NL9300716A/nl
Priority to PCT/NL1994/000091 priority patent/WO1994025206A1/en
Publication of NL9300716A publication Critical patent/NL9300716A/nl

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • 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
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0215—Coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10—Sintering only
    • B22F3/11—Making porous workpieces or articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10—Sintering only
    • B22F3/11—Making porous workpieces or articles
    • B22F3/1146—After-treatment maintaining the porosity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/24—After-treatment of workpieces or articles
    • 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
    • C23C10/00—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces
    • C23C10/60—After-treatment
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/022—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous
    • F01N3/0224—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous the structure being granular
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/022—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous
    • F01N3/0226—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous the structure being fibrous
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • F01N3/2832—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support granular, e.g. pellets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • F01N3/2835—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support fibrous
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/12—Radiant burners
    • F23D14/16—Radiant burners using permeable blocks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/14—Sintered material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2203/00—Gaseous fuel burners
    • F23D2203/10—Flame diffusing means
    • F23D2203/105—Porous plates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2212/00—Burner material specifications
    • F23D2212/20—Burner material specifications metallic
    • F23D2212/201—Fibres
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2212/00—Burner material specifications
    • F23D2212/20—Burner material specifications metallic
    • F23D2212/203—Particles
    • 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)

Description

Titel: Poreus lichaam geschikt voor gebruik in een corrosieve omgeving en een werkwijze voor de vervaardiging daarvan.
De uitvinding heeft betrekking op een lichaam van hetporeuze soort, in het bijzonder geschikt voor toepassing ineen corrosieve omgeving met een hoge temperatuur. De uit¬vinding heeft tevens betrekking op een methode voor het ver¬vaardigen daarvan.
Dergelijke lichamen zijn op zich bekend in de vorm vankeramische lichamen die in die mate poreus zijn dat deze voordoorstromende gassen een betrekkelijk lage stromingsweerstandbieden.
Een bekende toepassing van dergelijke lichamen vindtplaats in katalytische processen. Het keramische lichaam omvathiertoe kanalen die veelal een honingraatstructuur bezitten.Hierbij worden katalytische materialen op de wand van de in¬wendige kanalen van het keramische lichaam gebracht. Bij ge¬schikte keuze van de katalytische materialen kunnen bijvoor¬beeld uitlaatgassen van motorvoertuigen en rookgassen wordengezuiverd. Tevens kunnen dergelijke lichamen als branderdekworden toegepast.
Een bezwaar is echter dat dergelijke keramische lichameneen laag thermisch geleidingsvermogen en een geringemechanische sterkte hebben. Een laag thermisch geleidings-vermogen leidt veelal tot een onvoldoende afvoer van dereactiewarmte bij katalytische reacties met een groot positiefwarmte-effect. De katalytische materialen worden hierdoor tewarm en kunnen gaan sinteren waardoor de katalytische werkingvan het lichaam zal verminderen. Ook bij katalytische reactiesmet een negatief warmte-effect is een goed thermisch gelei¬dingsvermogen vaak gewenst om reactiewarmte toe te voeren. Eenander bezwaar van keramische lichamen is dat deze moeilijkkunnen worden bevestigd aan een metalen voorwerp ter ver¬krijging van een eind- of tussenprodukt daar keramiek niet kanworden gelast of gesoldeerd.
Indien een keramisch lichaam wordt bevestigd aan eenmetalen voorwerp treedt bovendien nog het nadeel op dat kera¬miek en metaal een van elkaar verschillende uitzettingscoëffi-ciênt hébben zodat bij hoge temperaturen grote spanningentussen het metalen voorwerp en het keramische lichaam ontstaandie kunnen leiden tot breuken in het keramische materiaal ofdesintegratie van het metalen voorwerp en het keramischelichaam.
De uitvinding beoogt een poreus lichaam te verschaffendat bovengenoemde bezwaren niet kent. Overeenkomstig de uit¬vinding is het lichaam hiertoe samengesteld uit een gesinterd,in hoofdzaak een metaal of een metaallegering omvattendmateriaal dat althans tenminste aan of nabij een oppervlak ofeen deel-oppervlak van het lichaam is voorzien van tenminsteeen diffusie-coating.
Doordat het lichaam mede is samengesteld uit een ge¬sinterd, in hoofdzaak een metaal of een metaallegering omvat¬tend materiaal wordt een uitstekend thermisch geleidingsver-mogen verkregen. Tevens kan een dergelijk lichaam goed wordenbevestigd aan een metalen voorwerp zonder dat bovengenoemdebezwaren zich voordoen in extreme temperatuur situaties.Bovendien is het van een diffusie coating voorziene gesinterdemateriaal ongevoelig voor een corrosieve omgeving met een zeerhoge temperatuur.
Een gesinterd materiaal is op zich bekend en is samenge¬steld uit metalen deeltjes, veelal in de vorm van korrels, diedoor een druk- of temperatuurverhoging een zodanige verande¬ring ondergaan dat de deeltjes aaneerikitten als gevolg vanverweken of smelten van de oppervlaktelaag van de deeltjes.
Het belangrijkste kenmerk van een diffusie-coating is datbepaalde elementen van de coating, zoals Al en Cr, die op hetoppervlak van het te coaten materiaal zijn aangebracht ten¬minste gedeeltelijk het materiaal zijn binnen gediffundeerd enhiermee de chemische en fysische eigenschappen van hetmateriaal in positieve zin veranderen. Veelal ontstaat eengelegeerde, vaak intermetallische oppervlaktelaag bestaande uit het naar binnen gediffundeerde element en het gesinterdemateriaal. Hierbij zal een metaal-oxyde van het naar binnengediffundeerde element als oppervlaktelaag ontstaan. Hierbijveranderen overeenkomstig de uitvinding niet alleen genoemdeeigenschappen van het gedeelte van het gesinterde materiaal,dat wil zeggen van de sinter-deeltjes, waarop een diffusie-coating is aangébracht, maar eveneens de eigenschappen van hetgehele lichaam.
Volgens een werkwijze overeenkomstig de uitvinding wordthet lichaam samengesteld uit in hoofdzaak een metaal of eenmetaallegering omvattende deeltjes door middel van het sinter-proces en worden de deeltjes van het lichaam voorzien vantenminste een diffusie-coating.
Bijzonder verrassend is dat het mogelijk blijkt, met opzich bekende technieken een diffusie-coating op het gesinterdemateriaal aan te brengen, dusdanig dat het gesinterdemateriaal door de diffusie-coating goed is beschermd tegen eencorrosieve omgeving. Het aldus verkregen lichaam is geschiktom bij corrosieve processen in een omgeving met een zeer hogetemperatuur te worden gébruikt, bijvoorbeeld boven 500 gradenCelsius en zelfs tot meer dan 1200 graden Celcius. Tot opheden heeft de vakman altijd een oplossing gezocht voor hetprobleem van corrosie bij hoge temperatuur in de keuze van hetbasismateriaal (veelal keramiek) van het poreuze lichaam.Diffusie-coatings en diffusie-coating-processen werden tot opheden uitsluitend toegepast bij niet-poreuze, massievelichamen.
Het poreuze lichaam overeenkomstig de uitvinding blijktin het bijzonder geschikt om te worden toegepast in een corro¬sieve omgeving bij extreem hoge temperaturen. Daarnaast is hetverrassend dat het lichaam overeenkomstig de uitvinding goedeporeuze eigenschappen heeft die ertoe bijdragen dat hetlichaam in uiteenlopende produkten en processen kan wordentoegepast.
Weliswaar is het bekend om gesinterde lichamen te gébrui¬ken in katalytische- en verbrandingsprocessen, echter derge- lijke lichamen zijn niet geschikt voor gebruik in een corro¬sieve omgeving met een zeer hoge temperatuur. Een dergelijkgesinterd lichaam zal onder invloed van een corrosieve om¬geving met een hoge temperatuur onherroepelijk gaan oxideren.Dit heeft tot gevolg dat het gesinterde lichaam zijn kataly¬tische werking zal verliezen. Bovendien zal een dergelijklichaam zijn poreuze eigenschappen verliezen doordat de ruim¬tes tussen de sinter-deeltjes zullen worden gevuld met metaal-oxyden. Dit heeft tot gevolg dat het lichaam ook om dezeredenen niet geschikt is om te worden gébruikt bijkatalytische-, filter- en verbrandingsprocessen met een hogetemperatuur.
Bij voorkeur is het gesinterde materiaal voorzien van inhoofdzaak metaal of een metaallegering omvattende korrels. Dekorrels zijn bijzonder geschikt om te worden samengesteld toteen lichaam met goede poreuze eigenschappen. Volgens een bij¬zonder aspect van de uitvinding is het gesinterde materiaalvoorzien van in hoofdzaak een metaal of een metaal legeringomvattende vezels. De grootte van de korrels of vezels is aangeen limiet gebonden. Een vezel kan worden gedefinieerd alseen deeltje dat een lengte-breedte verhouding heeft die groteris dan vijf. In alle andere gevallen is sprake van een korrel.
Overeenkomstig een aspect van de uitvinding zijn ten¬minste die deeltjes van het gesinterde materiaal die onderinvloed staan van een corrosieve omgeving met een hoge tempe¬ratuur van een diffusie-coating voorzien.
In het bijzonder zijn nagenoeg alle sinter-deeltjes vanhet gesinterde materiaal althans nagenoeg volledig van eendiffusie-coating voorzien. Dit maakt het voorwerp bijzondergeschikt om te worden toegepast in een katalysator of in eenfilter, omdat in dat geval het gehele lichaam wordt door-stroamd met een te bewerken corrosie-agressief gas met eenhoge temperatuur en alle sinter-deeltjes derhalve weerstandmoeten bieden aan de corrosieve eigenschappen van het gas.Indien het van een diffusie-coating voorziene gesinterde materiaal wordt toegepast in een katalysator, zal de diffusie-coating althans gedeeltelijk worden bedekt met een katalytischmateriaal. Een dergelijk katalytisch materiaal blijkt goed tehechten aan de diffusie-coating.
Overeenkomstig een bijzondere uitvoeringsvorm van de uit¬vinding zijn aan en vlak onder het genoemde oppervlak of deel-oppervlak van het lichaam gelegen deeltjes van het gesinterdemateriaal voorzien van een diffusie-coating.
Het lichaam is overeenkomstig de uitvinding eveneensgeschikt voor gébruik als een branderdek. Hierbij is hetlichaam bij voorkeur voorzien van een diffusie-coating op ennabij het deel-oppervlak van het lichaam waar de vlam wordtgevormd. Juist dit gedeelte van het lichaam zal immers onderinvloed staan van de hoge verbrandingstemperatuur van een gas.Een branderdek overeenkomstig de uitvinding is geschikt om teworden gebruikt bij temperaturen die oplopen tot boven 1200graden Celsius. Zoals reeds eerder vermeld is het bekend omeen lichaam gevormd van een gesinterd metaal te gébruiken ineen verbrandingsproces. Een dergelijk branderdek is echtergeheel ongeschikt voor gebruik in hoge temperatuur verbran¬dingsprocessen doordat het lichaam ten gevolge van oxydatiezijn poreuze eigenschappen zal verliezen.
Overeenkomstig de uitvinding omvat het metaal of demetaallegering ten minste een element uit de groep Fe, Ni, Crof Cu. De metalen of legeringen verkregen uit deze elementenzijn relatief goedkoop en bijzonder geschikt om te wordengesinterd. Het lichaam zal derhalve technisch superieureeigenschappen hebben tegen economisch aantrekkelijke kosten.
Na het aanbrengen van een diffusie-coating in het gesinterdeporeuze lichaam zal dit lichaam ook superieur gedrag bij hogetemperaturen vertonen.
De diffusie-coating omvat overeenkomstig de uitvindingbij voorkeur tenminste een element uit de groep Al, Cr, Si,
Pt, Pd en Rh, waarbij in het bijzonder ten minste één van delaatste drie elementen wordt gébruikt als een toevoeging voorde eerste drie elementen. Het voordeel van deze elementen en legeringen is dat zij uitstekend weerstand kunnen bieden aaneen corrosieve omgeving bij een hoge temperatuur.
Indien bijvoorbeeld een gesinterd materiaal in hoofdzaakFe of Ni omvat kan Al worden gekozen als diffusie-coating-element. Het is echter eveneens mogelijk Cr of Si te kiezenals coatingsmateriaal. Indien het lichaam bestaat uit Ni enhet coating-element uit Al kan, afhankelijk van deomstandigheden waarin het coating-element wordt toegevoerd,een diffusielaag ontstaan die bestaat uit NiAl, Ni2Al3 ofAI2O3. Na verhitting onder oxidatieve condities ontstaat eenAl203-laag. Toevoeging van Cr aan de Al-diffusie-coating ver¬groot de weerstand van het lichaam verder tegen corrosie, inhet bijzonder tegen corrosie in een zwavelhoudende omgeving.Daarnaast kan Pt of andere edele metalen zoals Rh en Pd wordentoegevoegd om de weerstand tegen corrosie nog verder te ver¬groten.
De diffusie-coating kan overeenkomstig de uitvindingworden aangebracht met behulp van op zich bekende methodenzoals bijvoorbeeld diffusie via een gas-, vloeistof- of vaste-fase, meer in het bijzonder door chemisch dampmetaleren. Bijchemisch dampmetaleren wordt de diffusie-coating aangébrachtvia een gasfase. Tenminste een diffusie-coating-element wordthierbij eerst in een gasvormige verbinding omgezet. Dezeverbinding bestaat meestal uit een metaal en een halogeen. Demetaal/halogeen- verbinding kan zich op het van een diffusie-coating te voorzien gesinterde materiaal afzetten doorontleding of reductie van de verbinding of door eenuitwisselingsreactie met het gesinterde materiaal. Het nettoresultaat is dat het metaal van de verbinding neerslaat op hetgesinterde materiaal van het lichaam en vervolgens hetmateriaal binnen diffundeert. Doordat het gesinterde materiaalporeuze eigenschappen heeft kan de gasvormige verbinding nietalleen op een oppervlak of een deel-oppervlak van het lichaamneerslaan maar tevens op het, tenminste nabij, dat wil zeggentenminste vlak onder, het oppervlak of het deel-oppervlak vanhet lichaam gelegen oppervlak van binnen het lichaam gelegen elementaire sinterdeeltjes. Dit laatste is relevant wanneerhet lichaam wordt toegepast als een branderdek daar detemperaturen in het bijzonder hoog oplopen in de nabijheid vande vlam, dat wil zeggen aan en juist onder een deel-oppervlakvan het lichaam.
Overeenkomstig een bijzondere uitvoeringsvorm van de uit¬vinding is het zelfs mogelijk het gehele lichaam, dat wilzeggen alle of althans nagenoeg alle sinterdeeltjes te voor¬zien van een diffusie-coating. Hiertoe wordt het gehelelichaam doorstroomd met de gasvormige verbinding of eensuspensie. Zoals reeds eerder vermeld, is dit van bijzonderbelang bij toepassing van het lichaam in filters en katalysa¬toren omdat in dat geval het gehele lichaam wordt doorstroomdmet een te bewerken corrosie-agressief gas en alle sinter¬deeltjes derhalve weerstand moeten bieden aan de corrosieveeigenschappen van het gas.
Bekende methoden voor het verkrijgen van een diffusie-coating staan in de literatuur onder meer bekend onder deaanduiding 'pack-cementation'-, 'halogen-streaming'- en het'vacuüm-pack'-proces.
Bij het 'pack-cementation'-proces wordt het van eendiffusie-coating te voorziene gesinterde materiaal althansgedeeltelijk omhuld door een poedermengsel dat bestaat uit eeninert vulmateriaal, een halogeenzout en het coating-element.Door verwarming wordt het halogeenzout gasvormig en vormtsamen met het coating-element de genoemde gasvormige verbin¬ding die vervolgens aan het oppervlak van gesinterde deeltjeszal ontleden waardoor het coating-element neerslaat en hetgesinterde materiaal binnen diffundeert. Tevens kan hetpoedermengsel vooraf in het poreuze lichaam worden aangébrachten daarna worden verwarmd.
Bij 'halogen-streaming' wordt geen halogeenzout gebruikten in plaats hiervan van buitenaf een halogeengas toegevoerddat met het coat ing -el ement genoemde verbinding vormt. Hiernaverloopt het proces verder als hiervoor omschreven. Het proceswordt in vacuüm uitgevoerd indien geen inert vulmateriaal aan¬ wezig is. Dit proces wordt wel aangeduid als het 'vacuüm-pack'-proces.
Het blijkt tevens mogelijk een diffusie-coating teverkrijgen door het aanbrengen van een deklaag die na eentemperatuurbehandeling in een inert milieu in desinterdeeltj es diffundeert.
Tevens is het mogelijk het sinterproces voor hetverkrijgen van het lichaam en het proces voor het verkrijgenvan de diffusie-coating, meer in het bijzonder het toevoerenvan het genoemde gas, tegelijkertijd uit te voeren met alsresultaat een lichaam samengesteld uit een gesinterd materiaaldat is voorzien van een diffusie-coating van een of meerelementen.
Het zal duidelijk zijn dat eveneens andere bekendemethoden en varianten op deze methoden kunnen worden toegepastom het gesinterde materiaal of de deeltjes van het te sinterenmateriaal van een diffusie-coating te voorzien.
Overeenkomstig een ander aspect van de uitvinding wordthet lichaam gekenmerkt in dat het lichaam verkrijgbaar is doorsamenstelling van in hoofdzaak een metaallegering omvattendedeeltjes door middel van het sinterproces waarbij de metaal¬legering ten minste één element omvat dat geschikt is om naoxidatie te fungeren als coating waardoor het gesinterdemateriaal bij hoge temperatuur kan worden gébruikt.
De uitvinding heeft eveneens betrekking op een werkwijzevoor het verkrijgen van een dergelijk lichaam.
De legering MCrAl (waarbij M ten minste één metaalelementrepresenteert), in het bijzonder FeCrAl, bekend als zogenaamdeFe-CrAlloy legeringen, waarbij de legering minstens4 gewichtsprocent aluminium bevat, kan hiervoor wordengebruikt, indien het uit deze legering gesinterd lichaam wordtblootgesteld aan een hoge temperatuur bij oxidatieve conditieszal een gesloten huid of coating van aluminiumoxide gevormdworden die een relatief geringe aangroeisnelheid heeft.Toevoegingen aan de legering van zeldzame aardelementen alsyttrium en cerium dan wel toevoegen van edele metalen als Pd,
Pt en Rh leiden tot een nog beter oxidatiegedrag. Een aldusverkregen gesinterd poreus lichaam kan dankzij genoemde huidof coating ook bij hoge temperaturen gebruikt worden en heeftvergelijkbare voordelen en toepassingsmogelijkheden alshiervoor omschreven in relatie met genoemde difussie-coatings,omdat in beide gevallen een beschermende oxide-huid wordtgevormd.
Tenslotte wordt opgemerkt dat genoemde methoden voor hetverkrijgen van een coating of diffusie-coating eveneens incombinatie kunnen worden gebruikt met als resultaat eendiffusie-coating van een of meer elementen.

Claims (36)

1. Lichaam van het poreuze soort, in het bijzonder geschiktvoor toepassing in een corrosieve omgeving met een hoge tempe¬ratuur, met het kenmerk, dat het lichaam is samengesteld uiteen gesinterd, in hoofdzaak een metaal of metaallegering om¬vattend materiaal dat althans tenminste aan of nabij eenoppervlak of deel-oppervlak van het lichaam is voorzien vantenminste een diffusie-coating.
2. Lichaam volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat hetgesinterde materiaal is voorzien van in hoofdzaak een metaalof metaallegering omvattende korrels.
3. Lichaam volgens conclusie l of 2, met het kenmerk, dathet gesinterde materiaal is voorzien van in hoofdzaak eenmetaal of metaallegering omvattende vezels.
4. Lichaam volgens een der voorgaande conclusies, met hetkenmerk, dat tenminste die deeltjes van het gesinterdemateriaal die onder invloed staan van een corrosieve omgevingmet een hoge temperatuur zijn voorzien van een diffusie-coating.
5. Lichaam volgens een der voorgaande conclusies, met hetkenmerk, dat aan en vlak onder het genoemde oppervlak of deel-oppervlak van het lichaam gelegen deeltjes van het gesinterdemateriaal zijn voorzien van een diffusie-coating.
6. Lichaam volgens een der voorgaande conclusies 1-4, methet kenmerk, dat althans nagenoeg alle deeltjes van het gesin¬terde materiaal zijn voorzien van een diffusie-coating.
7. Lichaam volgens een der voorgaande conclusies, met hetkenmerk, dat het metaal of de metaallegering ten minste eenelement omvat uit de groep Fe, Ni, Cr en Cu.
8. Lichaam volgens een der voorgaande conclusies, met hetkenmerk, dat de diffusie-coating ten minste een element omvatuit de groep Al, Cr, Si, Pt, Pd en Rh.
9. Lichaam volgens een der voorgaande conclusies, met hetkenmerk, dat de diffusie-coating althans gedeeltelijk isverkregen door middel van een diffusieproces, in het bijzonderdoor middel van chemisch dampmetaleren.
10. Lichaam volgens een der voorgaande conclusies, met hetkenmerk, dat de diffusie-coating althans gedeeltelijk isverkregen door het 'pack-cementation'-, 'halogen-streaming' -of het 'vacuüm-pack'-proces.
11. Lichaam volgens een der voorgaande conclusies, met hetkenmerk, dat de diffusie-coating althans gedeeltelijk isverkregen doordat een deklaag is aangebracht die na eentemperatuurbehandeling in een inert milieu althansgedeeltelijk in het gesinterde materiaal is gediffundeerd.
12. Lichaam van het poreuze soort, in het bijzonder geschiktvoor toepassing in een corrosieve omgeving met een hoge tempe¬ratuur, met het kenmerk, dat het lichaam verkrijgbaar is doorsamenstelling van in hoofdzaak een metaallegering omvattendedeeltjes door middel van het sinterproces waarbij de metaal¬legering ten minste één element omvat dat geschikt is om naoxidatie te fungeren als coating waardoor het gesinterdemateriaal bij hoge temperatuur kan worden gébruikt.
13. Lichaam volgens een of meer der voorgaande conclusies9-12, met het kenmerk, dat de diffusie-coating is verkregen door middel van een combinatie van genoemde methoden voor hetaanbrengen van een coating.
14. Lichaam volgens een der voorgaande conclusies, met hetkenmerk, dat het lichaam geschikt is voor gebruik als eenbranderdek.
15. Lichaam volgens een der voorgaande conclusies 1-13, methet kenmerk, dat het lichaam geschikt is voor gebruik als eenfilter.
16. Lichaam volgens een der voorgaande conclusies 1-13, methet kenmerk, dat het lichaam geschikt is voor gebruik als hetporeuze deel van een katalysator.
17. Branderdek voorzien van een lichaam volgens een der voor¬gaande conclusies 1-13.
18. Filter voorzien van een lichaam volgens een der voor¬gaande conclusies 1-13.
19. Katalysator voorzien van een lichaam volgens een dervoorgaande conclusies 1-13.
20. Werkwijze voor het vervaardigen van een poreus lichaam,in het bijzonder geschikt voor toepassing in een corrosieveomgeving met een hoge temperatuur, met het kenmerk, dat hetlichaam wordt samengesteld uit in hoofdzaak een metaal of eenmetaallegering omvattende deeltjes door middel van het sinter-proces en dat deeltjes van het lichaam worden voorzien van tenminste een diffusie-coating.
21. Werkwijze volgens conclusie 20, met het kenmerk dat hetlichaam wordt samengesteld uit in hoofdzaak een metaal ofmetaallegering omvattende korrels.
22. Werkwijze volgens conclusie 20 of 21, met het kenmerk,dat het lichaam wordt samengesteld uit in hoofdzaak een metaalof metaallegering omvattende vezels.
23. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies 20-22,met het kenmerk, dat tenminste die deeltjes van het gesinterdemateriaal die onder invloed staan van een corrosieve omgevingmet een hoge temperatuur worden voorzien van een diffusie-coating.
24. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies 20-23,met het kenmerk, dat aan en vlak onder het genoemde oppervlakof deel-oppervlak van het lichaam gelegen deeltjes van hetgesinterde materiaal worden voorzien van een diffusie-coating.
25. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies 20-23,met het kenmerk, dat althans nagenoeg alle deeltjes van hetgesinterde materiaal worden voorzien van een diffusie-coating.
26. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies 20-25,met het kenmerk, dat voor het metaal of de metaallegering tenminste een element uit de groep Fe, Ni, Cr en Cu wordtgebruikt.
27. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies 20-26,met het kenmerk, dat voor de diffusie-coating ten minste eenelement uit de groep Al, Cr, Si, Pt, Pd en Rh wordt gebruikt.
28. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies 20-27,met het kenmerk, dat de diffusie-coating althans gedeeltelijkwordt verkregen door middel van een diffusieproces, meer inhet bijzonder door middel van chemisch dampmetaleren.
29. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies 20-28,met het kenmerk, dat de diffusie-coating althans gedeeltelijk wordt verkregen door het 'pack-cementation'-, 1 halogen-streaming'- of het 'vacuüm-pack'-proces.
30. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies 20-29,met het kenmerk, dat de diffusie-coating althans gedeeltelijkwordt verkregen door het aanbrengen van een deklaag op hetgesinterde materiaal, die na een temperatuurbehandeling in eeninert milieu althans gedeeltelijk in het gesinterde materiaaldiffundeert.
31. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies 20-30,met het kenmerk, dat het sinteren en het proces voor hetverkrijgen van de diffusie-coating althans nagenoeggelijktijdig wordt uitgevoerd.
32. Werkwijze voor het vervaardigen van een poreus lichaam,in het bijzonder geschikt voor toepassing in een corrosieveomgeving met een hoge temperatuur, met het kenmerk, dat hetlichaam verkregen wordt door samenstelling van in hoofdzaakeen metaallegering omvattende deeltjes door middel van hetsinterproces waarbij de metaallegering ten minste één elementomvat dat geschikt is om na oxidatie te fungeren als coatingwaardoor het gesinterde materiaal bij hoge temperatuurgébruikt kan worden.
33. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies 28-32,met het kenmerk, dat de diffusie-coating wordt verkregen doormiddel van een combinatie van genoemde methoden voor hetaanbrengen van een coating.
34. Branderdek omvattend een poreus lichaam vervaardigdvolgens de werkwijze van een der voorgaande conclusies 20-33.
35. Filter omvattend een poreus lichaam vervaardigd volgensde werkwijze van een der voorgaande conclusies 20-33.
36. Katalysator omvattend een poreus lichaam vervaardigdvolgens de werkwijze van een der voorgaande conclusies 20-33.
NL9300716A 1993-04-27 1993-04-27 Poreus lichaam geschikt voor gebruik in een corrosieve omgeving en een werkwijze voor de vervaardiging daarvan. NL9300716A (nl)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9300716A NL9300716A (nl) 1993-04-27 1993-04-27 Poreus lichaam geschikt voor gebruik in een corrosieve omgeving en een werkwijze voor de vervaardiging daarvan.
PCT/NL1994/000091 WO1994025206A1 (en) 1993-04-27 1994-04-26 Corrosion resistant porous body and production process

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9300716A NL9300716A (nl) 1993-04-27 1993-04-27 Poreus lichaam geschikt voor gebruik in een corrosieve omgeving en een werkwijze voor de vervaardiging daarvan.
NL9300716 1993-04-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL9300716A true NL9300716A (nl) 1994-11-16

Family

ID=19862336

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL9300716A NL9300716A (nl) 1993-04-27 1993-04-27 Poreus lichaam geschikt voor gebruik in een corrosieve omgeving en een werkwijze voor de vervaardiging daarvan.

Country Status (2)

Country Link
NL (1) NL9300716A (nl)
WO (1) WO1994025206A1 (nl)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1204781B1 (en) 1999-05-27 2012-08-01 Sandvik Intellectual Property AB Surface modification of high temperature alloys
DE102004032089B3 (de) * 2004-06-25 2005-12-08 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Herstellung offenporiger Metallschaumkörper
DE102005055242A1 (de) * 2005-11-19 2007-06-06 Purem Abgassysteme Gmbh & Co. Kg Filterelement sowie Verfahren zur Herstellung eines Filterelements
ES2708984A1 (es) * 2017-09-22 2019-04-12 Haldor Topsoe As Quemador para un reactor catalítico con revestimiento de slurry con alta resistencia a la desintegración en polvo métalico
KR20210107089A (ko) 2018-12-26 2021-08-31 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니 버너 및 적층 제조 방법

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2309271A1 (fr) * 1973-07-26 1976-11-26 Commissariat Energie Atomique Procede de fabrication de filtres metalliques microporeux
GB2114018A (en) * 1982-02-01 1983-08-17 United Technologies Corp Combustion catalyst bed
US4698269A (en) * 1986-05-08 1987-10-06 Narusch Jr Michael J Sintered, corrosion-resistant powdered metal product and its manufacture
DE3642839A1 (de) * 1986-12-16 1988-06-30 Skf Gmbh Verfahren zur herstellung eines randschichtgehaerteten werkstuecks aus sintermetall
EP0410200A1 (de) * 1989-07-12 1991-01-30 Sintermetallwerk Krebsöge Gmbh Durchlässig-poröser Körper zur Behandlung von Gasen und/oder Dämpfen und/oder Flüssigkeiten und Verfahren zu seiner Herstellung
EP0450897A2 (en) * 1990-04-03 1991-10-09 Ngk Insulators, Ltd. Heat-resistant metal monolith and manufacturing method therefor
EP0504719A1 (de) * 1991-03-21 1992-09-23 Schwäbische Hüttenwerke Gesellschaft mit beschränkter Haftung Abgasfilter und/oder Katalysator
EP0505832A1 (de) * 1991-03-28 1992-09-30 Schwäbische Hüttenwerke Gesellschaft mit beschränkter Haftung Filter- oder Katalysatorkörper

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5145742A (nl) * 1974-10-18 1976-04-19 Hitachi Ltd

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2309271A1 (fr) * 1973-07-26 1976-11-26 Commissariat Energie Atomique Procede de fabrication de filtres metalliques microporeux
GB2114018A (en) * 1982-02-01 1983-08-17 United Technologies Corp Combustion catalyst bed
US4698269A (en) * 1986-05-08 1987-10-06 Narusch Jr Michael J Sintered, corrosion-resistant powdered metal product and its manufacture
DE3642839A1 (de) * 1986-12-16 1988-06-30 Skf Gmbh Verfahren zur herstellung eines randschichtgehaerteten werkstuecks aus sintermetall
EP0410200A1 (de) * 1989-07-12 1991-01-30 Sintermetallwerk Krebsöge Gmbh Durchlässig-poröser Körper zur Behandlung von Gasen und/oder Dämpfen und/oder Flüssigkeiten und Verfahren zu seiner Herstellung
EP0450897A2 (en) * 1990-04-03 1991-10-09 Ngk Insulators, Ltd. Heat-resistant metal monolith and manufacturing method therefor
EP0504719A1 (de) * 1991-03-21 1992-09-23 Schwäbische Hüttenwerke Gesellschaft mit beschränkter Haftung Abgasfilter und/oder Katalysator
EP0505832A1 (de) * 1991-03-28 1992-09-30 Schwäbische Hüttenwerke Gesellschaft mit beschränkter Haftung Filter- oder Katalysatorkörper

Also Published As

Publication number Publication date
WO1994025206A1 (en) 1994-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6205128B2 (ja) セル状シールの製造方法
JP2806935B2 (ja) フエライト合金鋼の半製品、発熱体、建設部材及び触媒担体
PL158311B1 (pl) Sposób wytwarzania kompozytu z osnowa metaliczna . PL PL PL PL PL
GB1566179A (en) Superalloys and coatings
JP2001164353A5 (nl)
PL201071B1 (pl) Sposób wytwarzania powierzchniowej aluminiowej warstwy ochronnej na przedmiocie ze stopu na bazie niklu
JP2007508449A (ja) 金属部品の局所的アルミナイジング、シリコナイジングまたはクロマイジング方法
JPS6039173A (ja) 高温保護層材料
NL7807798A (nl) Werkwijze voor het aanbrengen van een beschermende silicium houdende deklaag op voorwerpen die vervaardigd zijn uit superlegeringen.
NL9300716A (nl) Poreus lichaam geschikt voor gebruik in een corrosieve omgeving en een werkwijze voor de vervaardiging daarvan.
JPH0421748B2 (nl)
EP0450897B1 (en) Heat-resistant metal monolith and manufacturing method therefor
WO1995020687A1 (en) Improved pack coating process for articles containing small passageways
Nikolopoulos et al. Interfacial phenomena in Al2O3—liquid metal and Al2O3—liquid alloy systems
US6887519B1 (en) Method for coating hollow bodies
US6340398B1 (en) Oxidation protective coating for Mo-Si-B alloys
US5445786A (en) Heat-resistant metal monolith and manufacturing method therefor
US5292485A (en) Heat-resistant metal monolith
JP5422405B2 (ja) ディーゼル排ガス浄化用触媒の製造方法
EP3341343B1 (en) A method of producing a body comprising porous alpha silicon carbide
JP7523461B2 (ja) エンジンシリンダボアのコーティングのための溶射用鉄系合金
JP4166784B2 (ja) 耐高温腐食性皮膜の形成方法
JPH01164444A (ja) 排気ガス浄化用触媒担体
JPH03258908A (ja) 煤フイルタ
JPS62149886A (ja) 耐食性にすぐれた表面被覆処理鋼管の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A1B A search report has been drawn up
BV The patent application has lapsed