DE1282409B - Process for the production of an aluminum coating - Google Patents
Process for the production of an aluminum coatingInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Int. CL:Int. CL:
C23cC23c
Deutsche Kl.: 48 b-3/04 German class: 48 b -3/04
Nummer: 1282409Number: 1282409
Aktenzeichen: P 12 82 409.8-45 (E 24245)File number: P 12 82 409.8-45 (E 24245)
Anmeldetag: 28. Januar 1963Filing date: January 28, 1963
Auslegetag: 7. November 1968Open date: November 7, 1968
Die Erfindung geht von dem Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumüberzuges auf einer erhitzten Unterlage durch thermische Zersetzung einer in einem organischen Lösungsmittel gelösten, kohlenstoffhaltigen Aluminiumverbindung aus und lehrt eine Ausführungsform derselben, mit der hochwertige Überzüge in einfacher Weise hergestellt werden können.The invention relates to the method for producing an aluminum coating on a heated one Base by thermal decomposition of a carbon-containing solution dissolved in an organic solvent Aluminum compound and teaches an embodiment of the same, with the high quality coatings can be produced in a simple manner.
Metallüberzüge durch thermische Zersetzung einer kohlenstoffhaltigen Verbindung des betreffenden Metalls herzustellen, ist seit langem bekannt und wird hauptsächlich unter Verwendung von Metallcarbonylen durchgeführt, die mit der erhitzten Unterlage meist in gasförmigem und gegebenenfalls auch in gelöstem Zustand in Berührung gebracht werden. Diese Metallverbindungen sind aber infolge ihrer Giftigkeit 1S unzweckmäßig.Producing metal coatings by thermal decomposition of a carbon-containing compound of the metal in question has long been known and is mainly carried out using metal carbonyls, which are brought into contact with the heated substrate, usually in a gaseous state and possibly also in a dissolved state. These metal compounds are undesirable because of their toxicity 1 S.
Durch die deutsche Auslegeschrift 1122171 ist ein Verfahren zum Herstellen elektrischer Kondensatoren in Form eines Isolationsmaterials mit darauf haftenden, dünnen Aluminiumbelägen bekanntgewor- *° den, bei dem als thermisch zersetzliche Verbindung Aluminiumdiisobutylhydrid verwendet wird, das schon bei niedrigen und für die Papierunterlage unschädlichen Temperaturen zerfällt. Auch bei diesem bekannten Verfahren wird das Hydrid hauptsächlich *5 in gasförmigem und erwähnterweise auch in gelöstem Zustand mit der Unterlage in Berührung gebracht.By the German Auslegeschrift 1122171 is a Process for the production of electrical capacitors in the form of an insulation material with adhering, thin aluminum coverings, in which as a thermally decomposable compound Aluminum diisobutyl hydride is used, which is already at low levels and is harmless to the paper base Temperatures decays. In this known process, too, the hydride is mainly * 5 brought into contact with the substrate in the gaseous state and, as mentioned, also in the dissolved state.
Auf dem Gebiet der Gasplattierung metallischer Unterlagen war Aluminiumdiisobutylhydrid als Metallzubringer schon früher bekannt, wurde aber in dieser Beziehung abfällig beurteilt (s. den vom USA.-Handelsministerium herausgegebenen Bericht»WADC Technical Report 59/88«, S. 18 und 19), der auch noch andere für die Metallplattierung benutzbare Organometallverbindungen aufzählt.In the field of gas plating of metallic substrates, aluminum diisobutyl hydride has been used as a metal feeder already known earlier, but was judged derogatory in this respect (see the United States Department of Commerce published report "WADC Technical Report 59/88", pp. 18 and 19), which also enumerates other organometallic compounds which can be used for metal plating.
Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß sich zur Schaffung hochwertiger Aluminiumüberzüge die Niedrigalkylaminkomplexverbindungen des Aluminiums besonders gut als Metallieferant eignen.According to the invention it was found that the creation of high quality aluminum coatings Lower alkylamine complex compounds of aluminum are particularly suitable as metal suppliers.
Die Erfindung besteht demgemäß aus einem Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumüberzuges auf einer erhitzten Unterlage durch thermische Zersetzung einer in einem organischen Lösungsmittel gelösten, kohlenstoffhaltigen Aluminiumverbindung, dessen Kennzeichen darin besteht, daß die Unterlage auf 300 bis 400° C erhitzt und zum Überziehen eine Lösung eines höchstens 6 Kohlenstoffatome enthaltenden Alkylaminkomplexes von Aluminiumhydrid in einem neutralen Lösungsmittel verwendet wird.The invention accordingly consists of a method for producing an aluminum coating on a heated surface by thermal decomposition of a dissolved in an organic solvent, carbon-containing aluminum compound, the distinguishing feature of which is that the base heated to 300 to 400 ° C and coated with a solution of a maximum of 6 carbon atoms Alkylamine complex of aluminum hydride in a neutral solvent is used.
Solche Aluminiumkomplexverbindungen sind insbesondere der Trimethylamin-, Bistrimethylamin- und Triisobutylkomplex des Aluminiumhydrids.Such aluminum complex compounds are in particular the trimethylamine, bistrimethylamine and Triisobutyl complex of aluminum hydride.
Verfahren zur Herstellung eines
AluminiumüberzugesMethod of making a
Aluminum coating
Anmelder:Applicant:
Ethyl Corporation,Ethyl Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)New York, N.Y. (V. St. A.)
Vertreter:Representative:
Dr. phil. G. HenkelDr. phil. G. Henkel
und Dr. rer. nat. W. D. Henkel, Patentanwälte,and Dr. rer. nat. W. D. Henkel, patent attorneys,
8000 München 90, Eduard-Schmid-Str. 28000 Munich 90, Eduard-Schmid-Str. 2
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
Thomas Patrick Whalex, Glenview, JlL;Thomas Patrick Whalex, Glenview, JIL;
Vello Norman,Vello Norman,
Chapel Hill, N. C. (V. St. A.)Chapel Hill, N. C. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 9. Februar 1962
(172 113)Claimed priority:
V. St. v. America 9 February 1962
(172 113)
Das Lösungsmittel muß zumindest der Aluminiumverbindung gegenüber sich neutral verhalten, sollte sich aber auch mit dem Überzug und dem Unterlagenmaterial vertragen. Gewünschtenfalls kann man auch Lösungsmittel verwenden, deren thermische Zersetzungsprodukte in den Aluminiumüberzug eintreten und ihm gewünschte Eigenschaften verleihen. In dieser Weise verwendbare Lösungsmittel sind z. B. die aliphatischen, cycloaliphatischen und aromatischen Kohlenwasserstoffe und ein- und mehrwertige Äther. Geeignet sind auch Fluorkohlenwasserstoffe, Silikonöle, Alkohole und Ketone. Der Siedepunkt des Lösungsmittels sollte über dem der darin gelösten Aluminiumverbindung liegen.The solvent must be at least neutral to the aluminum compound, should it be but also get along with the cover and the underlay material. If desired, you can also use solvents whose thermal decomposition products enter the aluminum coating and give it desired properties. Solvents which can be used in this way are, for. B. the aliphatic, cycloaliphatic and aromatic hydrocarbons and mono- and polyvalent Ether. Fluorocarbons, silicone oils, alcohols and ketones are also suitable. The boiling point of the Solvent should be higher than that of the aluminum compound dissolved in it.
Zwecks Abkürzung der Überzugsbildungszeit verwendet man möglichst konzentrierte Lösungen, während man zur Schaffung sich langsamer bildender und dadurch bestimmt strukturierter Niederschläge mit niedriger Konzentration arbeitet. Die bevorzugten Konzentrationsbereiche liegen zwischen 1 bis 7 Gewichtsteilen Verbindung auf 10 Gewichtsteile Lösungsmittel.In order to shorten the coating formation time, solutions that are as concentrated as possible are used during one for the creation of more slowly forming and thus determined structured precipitation works with low concentration. The preferred concentration ranges are between 1 to 7 parts by weight of compound to 10 parts by weight of solvent.
Das Unterlagenmaterial muß natürlich so hoch erhitzbar sein, daß es bei Tauch- oder sonstiger Berührung mit der Aluminiumverbindung deren Zerset-The document material must of course be heatable to such an extent that it can be immersed or otherwise touched with the aluminum compound whose decomposition
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zung bewirkt. Als Unterlagen kommen vor allem Metalle, aber auch wärmefestes Glas, Glasgespinst, keramische und feuerfeste Materialien und Graphit in Betracht. Die Unterlage wird entweder in vorerhitztem Zustand oder unter ständiger Wärmezufuhr, bei Hohlkörpern beispielsweise mittels eingesetzter elektrischer Widerstandsheizung, mit der Aluminiumkomplexlösung in Berührung gebracht. Induktive Vorerhitzung besitzt den Vorteil, daß die Oberfläche der Unterlage unbeeinflußt bleibt. Zweckmäßigerweise werden die Unterlagen einer reinigenden Vorbehandlung bekannter Art, wie Säurebeize, Sandbestrahlung, Entfettung u. dgl., unterworfen.effect. The bases are mainly metals, but also heat-resistant glass, fiberglass, ceramic and refractory materials and graphite are considered. The pad is either preheated State or with constant supply of heat, in the case of hollow bodies for example by means of inserted electrical resistance heating, brought into contact with the aluminum complex solution. Inductive Preheating has the advantage that the surface of the support remains unaffected. Appropriately the documents of a cleaning pretreatment of a known type, such as acid pickling, Sandblasting, degreasing and the like.
Bei der Überzugsherstellung kann mit Normal-, Über- oder Unterdruck im Bereich von z. B. etwa 5 atü bis 200 Torr und zweckmäßigerweise in Schutzgasatmosphäre gearbeitet werden, wenn die vorerhitzte Unterlage nur zum Teil in die Lösung eingetaucht wird. Man kann natürlich auch die nicht zu überziehenden Oberflächenabschnitte vorher mit einer Deckschicht versehen.When producing the coating, normal, positive or negative pressure in the range of, for. B. about 5 atmospheres to 200 torr and expediently in a protective gas atmosphere if the preheated Is only partially immersed in the solution. Of course, you can't do that either Covering surface sections are provided with a top layer beforehand.
Die nachstehenden Beispiele, in denen sich Teile- und Prozentangaben auf Gewicht beziehen, dienen zur näheren Erfindungserläuterung.The examples below, in which parts and percentages relate to weight, serve for a more detailed explanation of the invention.
Ein Ventilschaft aus rostfreiem Stahl wurde auf 300° C erhitzt und dann 5 Sekunden lang in eine Lölung von 1 Teil Trimethylaminkomplex von Aluminiumhydrid in 10 Teilen Toluol eingetaucht. Dabei wurde gleichzeitig ein Stickstoffstrom dauernd auf die Lösungsoberfläche gerichtet, um an der Grenzzone zwischen Schaft und Lösung eine unerwünschte Legierungsbildung auf der Schaftoberfläche zu verhindern. Der danach wieder aus der Lösung herausgehobene Schaftteil wies einen ausgezeichnet haftenden, saflnweißen Aluminiumüberzug auf.A stainless steel valve stem was heated to 300 ° C and then immersed in a solution for 5 seconds of 1 part of trimethylamine complex of aluminum hydride immersed in 10 parts of toluene. Included At the same time, a stream of nitrogen was continuously directed onto the surface of the solution in order to reach the boundary zone to prevent undesired alloy formation on the shaft surface between the shaft and the solution. The part of the shaft, which was then lifted out of the solution, had an excellent adhesive saffron-white aluminum coating.
Eine Anzahl handelsüblicher Stahlniete wurde auf 330° C erhitzt und dann so lange in eine ständig auf 30° C gehaltene Lösung aus gleichen Teilen Trimethylaminkomplex von Aluminiumhydrid und Toluol eingetaucht, bis die Gasentwicklung aufgehört hatte und somit die Überzugsbildung abgeschlossen war. Die so behandelten Niete wiesen einen ausgezeichneten, gleichförmigen Aluminiumüberzug von etwa 3,5 μΐη durchschnittlicher Dicke auf.A number of commercially available steel rivets were heated to 330 ° C and then continuously on for so long 30 ° C held solution of equal parts of trimethylamine complex of aluminum hydride and toluene immersed until the evolution of gas had ceased and thus completed the formation of the coating was. The rivets so treated had an excellent, uniform aluminum coating of about 3.5 μm average thickness.
Eine Anzahl Sechskantmuttern mit üblichem Finish wurden zunächst in einem Ofen auf 400° C erhitzt und dann in eine ständig auf 28° gehaltene, gesättigte Lösung des Trimethylaminkomplexes von Aluminiumhydrid in Toluol eingetaucht. Es entstand so ein ausgezeichnet haftender, etwa 2,7 μΐη dicker Aluminiumüberzug selbst auf allen Gewindeflächen.A number of hex nuts with a conventional finish were first heated to 400 ° C in an oven and then into a saturated solution of the trimethylamine complex of aluminum hydride which is constantly kept at 28 ° immersed in toluene. The result was an excellent adhesive, about 2.7 μm thicker Aluminum coating itself on all threaded surfaces.
An Stelle des vorstehend beschriebenen, bevorzugten Tauchauftrages kann man sich auch der Spritztechnik bedienen. Die fertig überzogene Unterlage wird durch Abspülen von Resten der Überzugsverbindung befreit und gegebenenfalls, z. B. zwecks Erzielung eines völlig reinen Überzuges, in Schutzgasatmosphäre getrocknet.Instead of the preferred immersion job described above, the Operate spray technology. The finished coated base is freed from residues of the coating compound by rinsing and, if necessary, z. B. for the purpose Achievement of a completely pure coating, dried in a protective gas atmosphere.
Normalerweise reichen Überzüge von 0,25 bis 1,25 μΐη aus, die man innerhalb sehr kurzer Zeit, d.h. z.B. in 5Sekunden bis 20Minuten, erzielen kann. Dickere Überzüge bis z.B. 25μπι Dicke benötigen entsprechend längere Berührungszeiten bis zu einer Stunde.Usually, coatings of 0.25 to 1.25 μΐη are sufficient, which can be achieved within a very short time, i.e. e.g. in 5 seconds to 20 minutes can. Need thicker coatings up to e.g. 25μπι thickness correspondingly longer contact times of up to an hour.
Claims (1)
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| CH185682A (en) * | 1936-01-29 | 1936-08-15 | Comes Joseph | Process for the production of metal coatings on objects. |
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1963
- 1963-01-28 DE DEE24245A patent/DE1282409B/en active Pending
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