DE3041961C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Metallfolie aus einer ferritischen, aluminiumhaltigen Edelstahllegierung, ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Metallfolie sowie ihre Verwendung zur Herstellung eines katalytischen Kraftfahrzeug- Auspuffgas-Konverters vom Monolithtyp. Insbesondere betrifft die Erfindung die Herstellung einer FeCrAlY-Folie, die mit einer Aluminiumoxidbeschichtung verbunden werden kann, und die zur Ausbildung eines katalytischen Konverters vom Monolithtyp geeignet ist.

Katalytische Konverter vom Monolithtyp sind zur Behandlung von Kraftfahrzeugabgasen bekannt, um die Emission von Schadstoffen zu reduzieren. Der Monolith-Konverter umfaßt typischerweise ein extrudiertes zylindrisches Keramikbauelement mit einer Vielzahl von Axialdurchlässen mit quadratischem Querschnitt, die honigwabenartig angeordnet sind. In den Durchlaßflächen befindet sich ein Edelmetallkatalysator, beispielsweise ein Gemisch aus Pt/Pd/Rh, und dieser Katalysator reagiert mit den Abgasen, die hindurchgeleitet werden. Ein ähnliches Konverterbauelement wird aus einer kalt gewalzten Metallfolie mit einer katalysatorgetränkten Keramikbeschichtung gebildet. Die Folie ist gewellt, und es wird ein einzelner Wickel daraus gebildet, wobei die Wellungen die gasleitenden Durchlässe bilden. Im Vergleich zum Monolith ergeben sich bei dem Folienwickel wesentlich dünnere Wände, so daß eine Steigerung der Flächengröße der katalysatortragenden Oberfläche pro Volumeneinheit und damit eine Verbesserung der Konverterwirksamkeit möglich ist.

Die Folie für den Konverter besteht normalerweise aus einer hochtemperatur-korrosionsfesten, aluminiumhaltigen, ferritischen Legierung. Als bevorzugte Legierung wird eine solche mit 15 bis 25 Gew.-% Chrom, 3 bis 6 Gew.-% Aluminium, 0,3 bis 1,0 Gew.-% Yttrium und Rest Eisen verwendet. Diese normalerweise als FeCrAlY-Legierung bezeichnete Legierung ist im Handel als kalt gewalzte Folie erhältlich. Diese Folie wird typischerweise durch Erhitzen in Luft auf 1000° C für 1 bis 24 Stunden vorbehandelt, so daß eine dünne, gut haftende Oxidoberflächenschicht entsteht, die die darunter befindliche Legierung vor weiterer Oxidation während des Einsatzes bei hohen Temperaturen schützt. Die Schutzschicht besteht vornehmlich aus Alpha-Aluminiumoxid und enthält einen geringen Anteil von Yttriumoxid, wodurch die Adhäsion der Oxidschicht an dem Legierungssubstrat verbessert wird. Bei Untersuchung mit einem Raster-Elektronenmikroskop zeigt sich eine Oberfläche der Schutzschicht, die im wesentlichen eben ist, die jedoch auch Knötchen enthalten kann.

Die Oxidschutzschicht ist jedoch als Katalysatorträger nicht zufriedenstellend. Aus diesem Grund wird die oxidierte Folie mit einer wäßrigen Aluminiumoxid-Dispersion beschichtet und ausgeheizt, so daß sich eine Beschichtung aus Gamma-Aluminiumoxid mit hoher Oberfläche bildet, und diese wird mit dem Katalysator getränkt. Die aufgetragene Aluminiumoxidschicht ergibt eine große Zahl von Anlagerungsstellen für das Katalysatormetall und verringert die schädlichen Einflüsse mancher Bestandteile des Auspuffgases auf die Wirksamkeit der Katalysatorstoffe. So wird in der US-PS 39 20 583 ein selbsttragendes Substrat für Katalysatorsysteme beschrieben, das aus einer ferritischen, aluminiumhaltigen Edelstahllegierung, die vorzugsweise bis zu 15% Chrom, 0,5 bis 12% Aluminium, 0,1 bis 3% Yttrium und Rest Eisen enthält, hergestellt ist, in Luft erhitzt wird, um eine schützende Aluminiumoxidschicht zu bilden, bevor das Substrat mit dem Aluminiumoxidgel beschichtet und in Luft auf 1000° C erhitzt wird.

Wenn der aus einem solchen Folienwickel bestehende Konverter in ein Kraftfahrzeug-Auspuffsystem zur Behandlung der Abgase aufgenommen wird, tritt ein Absplittern der katalysatorhaltigen Beschichtung auf. Dieses Problem rührt grundsätzlich von der schlechten Adhäsion der aufgetragenen Aluminiumoxidschicht an der Oxidschutzschicht her. Teilweise ergibt sich eine schlechte Adhäsion wegen der Glattheit der Schutzschichtfläche, die keinen zufriedenstellenden Griff oder keine zufriedenstellende Verankerung für die aufgetragene Schicht ergibt. Aus diesem Grunde bricht oder blättert die aufgetragene Schicht ab, wenn der Konverter mechanischen Vibrationen und zyklischen Temperaturbeanspruchungen ausgesetzt wird, Bedingungen, die typischerweise beim Einsatz in Kraftfahrzeug-Auspuffsystemen auftreten. Die zyklischen Temperaturverläufe zwischen Umgebungstemperatur und Abgastemperatur erweisen sich besonders schädlich wegen der unterschiedlichen thermischen Ausdehnung der Legierung und der Aluminiumoxidbeschichtung. Dadurch tritt ein Absplittern der Beschichtung auf, und der Konverterbetrieb wird verschlechtert.

In der US-PS 39 69 082 wird ein katalytischer Auspuffgaskonverter beschrieben, bei dem der Katalysatorträger aus einer FeCrAlY-Legierung besteht. Die Metallfolie aus dieser Legierung wird vor dem Aufbringen des katalytischen Materials zunächst in Luft auf etwa 1000° C erhitzt. In ähnlicher Weise wird der Katalysatorträger gemäß der US-PS 40 96 095 vorbehandelt, bevor er beschichtet wird. Bei diesen Verfahren bilden sich keine Oxidschutzschichten mit ausreichend guter Adhäsion.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Metallfolie der eingangs genannten Art mit einer Oberfläche zu schaffen, die eine gute Adhäsion zu darauf aufgebrachten Beschichtungen hat, so daß diese nicht abblättern. Ferner wird ein Verfahren zur Herstellung solcher Metallfolien sowie deren Verwendung zur Herstellung eines katalytischen Konverters vom Monolithtyp vorgeschlagen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird die in Patentanspruch 1 angegebene Metallfolie vorgeschlagen. Die mit dicht nebeneinander angeordneten Oxidwhiskern bedeckte Oberfläche weist eine verbesserte Haftwirkung zu einer auf ihr aufgebrachten Keramik- oder anderen Beschichtung auf.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine katalysatorgetränkte Aluminiumoxidbeschichtung auf die whiskerbedeckte Folie aufgebracht wird, um eine abblätterfeste beschichtete Folie zu bilden, die zur Herstellung eines katalytischen Konverters vom Monolithtyp geeignet ist.

Ein Verfahren zur Herstellung der Metallfolie, deren Oberfläche mit dicht nebeneinander angeordneten Oxidwhiskern bedeckt ist, ist in Patentanspruch 7 angegeben.

Durch das Metallschälen und Erhitzen in einem sauerstoffhaltigen Gas wächst eine eng anhaftende Schutzoxidschicht auf, die Oxidwhisker mit großem Höhen-Breiten-Verhältnis enthält. Die Whisker bedecken im wesentlichen die gesamte Folienoberfläche und verbessern die Verbindung mit einer daraufhin aufgebrachten Beschichtung. Dabei wird vorzugsweise die whiskerbedeckte FeCrAlY-Folie mit einer auf Aluminiumoxid basierenden Masse beschichtet und zur Herstellung eines katalytischen Konverters vom Monolithtyp mit verbessertem Absplitterwiderstand verwendet.

Bevorzugt wird eine Legierung verwendet, die im wesentlichen aus 15 bis 25 Gew.-% Cr, 3 bis 6 Gew.-% Al, 0,3 bis 1 Gew.-% Y und Rest Fe besteht. Ein allgemein zylindrischer Knüppel (im folgenden Barren genannt) dieser Legierung wird gedreht, und dabei wird ein axial gerichtetes Schneidwerkzeug auf die Umfangsfläche hin gerichtet, so daß kontinuierlich ein dünner Metallstreifen abgeschält wird. Beim Abschälen wird der Streifen von der Barrenfläche mit kontrollierter Spannung abgezogen, um die Folie zu bilden, die eine irreguläre und stark kalt verformte Fläche besitzt. Die abgeschälte Folie wird danach in einem freien Sauerstoff enthaltenden Gas, vorzugsweise in Luft, erhitzt, um die Oxidwhisker auf der Folienfläche wachsen zu lassen. Eine Oxidation bei einer Temperatur zwischen 870° C und 930° C während 8 Stunden oder mehr bedeckt die Folienoberfläche im wesentlichen mit einer Schutzschicht, die aus Oxidwhiskern mit vorzugsweise hohem Verhältnis von Höhe zu Breite bestehen. Die sich ergebende Whiskertopographie der Oxidschicht auf der geschälten und behandelten FeCrAlY-Folie der erfindungsgemäßen Art kann eine nachfolgend aufgebrachte Schicht mit verbesserter Adhäsion binden.

Eine bevorzugte Anwendung der whiskerbedeckten Folie nach der vorliegenden Erfindung besteht in der Herstellung eines katalytischen Kraftfahrzeugkonverters vom Monolith-Typ mit verbessertem Abblätterwiderstand. Die Folie ist gewellt und wird zu einem zylindrischen Wickel geformt. Eine Schicht auf Aluminiumoxidbasis wird auf die whiskerbedeckte Fläche aufgebracht und mit einem Edelmetallkatalysator getränkt. Der sich ergebende beschichtete Folienaufbau wird zur Abgasbehandlung in ein Kraftfahrzeug-Auspuffsystem eingebaut.

Eine wichtige Eigenschaft der bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Metallfolie besteht darin, daß die Oxidwhisker auf einer geschälten Metallfolie aufwachsen. Es soll keine Beschränkung auf eine besondere Theorie beabsichtigt werden, jedoch wird angenommen, daß die intensive plastische Verformung des Metalls durch das Schneidwerkzeug eine Vielzahl von Fehlstellen vom Versetzungstyp im Metallaufbau hervorruft, einschließlich einer dichten Bestückung dieser Fehlstellen an der Folienoberfläche. Die Oberflächenmetallfehlstellen schaffen Aufbaufehlstellen in der sich zunächst an der Folie bildenden Oxidschicht. Unter geeigneten Umständen bilden diese Oxidfehlstellen leicht zu beschreitende Diffusionswege durch die anfangs entstehende Oxidschicht, längs derer aus der Legierung stammende Aluminiumionen schnell zur Oberfläche hin wandern. Der sich ergebende Fehlstellen-lokalisierte Aufbau von Aluminiumoxid an der Oberfläche bildet dann die genannten Whisker. Wegen der dicht an dicht vorhandenen Oberflächendefekte wird die so behandelte Schälfolie im wesentlichen mit Oxidwhiskern bedeckt. In bemerkenswertem Gegensatz hierzu besitzt auf herkömmliche Weise hergestellte kalt gewalzte FeCrAlY-Folie relativ wenige Oberflächendefekte und bildet bei Erhitzung in Luft eine bemerkenswert glattere Oxidtopographie aus. Auch bei Behandlung mit der bevorzugten Whiskerbildungs- Oxidationsbehandlung in der erfindungsgemäßen Weise zeigt eine kalt gewalzte Folie, wenn überhaupt, nur gelegentliche Whiskerbildungen.

Nach der Behandlung sind beide Oberflächen der geschälten Folie vorzugsweise mit Oxidwhiskern mit hohem Höhen-Breiten-Verhältnis bedeckt. Es ist jedoch mikroskopisch ein Unterschied der Whiskertopographie an den entgegengesetzt liegenden Seiten zu beobachen, der, wie angenommen wird, von dem Metallschälverfahren herrührt. Während des Metallschälvorganges wird das Metall in der Nähe des Schneidwerkzeuges durch Zugbeanspruchung deformiert, während die freie Oberfläche, die vom Schneidwerkzeug entfernt liegt, durch Druckkräfte verformt wird. Dieser Unterschied der Metallbearbeitung ergibt einen Unterschied der Art der Oberflächenfehlstellen und dadurch einen Unterschied beim Wachsen der Whisker. Es hat sich herausgestellt, daß auf den mit Druckspannung beaufschlagten Flächen wesentlich größere Whisker entstehen im Vergleich zu den mit Zugspannung beaufschlagten Flächen. Die mit Zugspannung beaufschlagte Fläche zeigt mehr einzelne kleinere Blätter pro Flächeneinheit; beide Flächen sind im wesentlichen mit Whiskern mit hohem Höhen-Breiten-Verhältnis versehen. Trotz der im Mikroskop zu erkennenden Unterschiede der an den beiden Oberflächen entstandenen Whisker sind beide Flächen in der Lage, zufriedenstellend eine aufgebrachte Schicht zu binden und die Adhäsion zu verbessern im Vergleich zu einer glatten Oxidschicht-Oberfläche.

Das Wachstum der Whisker wird auch durch die Behandlungstemperatur der Folie und die Behandlungszeit beeinflußt. Für die bevorzugte, Yttrium enthaltende Legierung zeigt sich, daß Whisker mit hohem Höhen-Breiten-Verhältnis durch Erhitzen in Luft auf Temperaturen zwischen 870° C und 930° C erhalten werden. Eine Behandlung von minimal 8 bis etwa 12 Stunden reicht aus, um die Folienfläche zu bedecken, wobei sich bei längeren Zeiten allgemein größere Whisker ergeben. Wenn auch zur Verbesserung der Adhäsion für die aufgebrachte Schicht Whisker mit großem Höhen-Breiten-Verhältnis bevorzugt werden, ergeben sich doch brauchbare Whiskertopographien bei Oxidierung mit 950° C bis 850° C oder noch geringeren Temperaturen während mindestens einer halben Stunde oder etwas länger, je nach Temperatur. Bei Oxidationstemperaturen von über 950° C erfolgt kein Aufwachsen von Whiskern, und es ergibt sich eine glatte Oxidschicht. Diese Temperaturgrenze wird der Anwesenheit von Yttrium zugeschrieben. Gleichartige Legierungen ohne Yttrium erlauben ein Whiskerwachstum auch bei Temperaturen über 950° C-

Es ist nicht notwendig, daß die Whisker von Anfang an aus einer blanken Metalloberfläche herauswachsen. Die Whisker werden auch genügend ausgebildet, wenn die Oberfläche zuerst leicht bei Temperaturen oxidiert wird, die niedriger sind als die zum Whiskerwachstum als notwendig angesehenen Temperaturen. So kann die abgeschälte Folie zunächst in Luft angelassen werden und noch weitere Behandlung erfahren, bevor die Whisker-Aufwachsbehandlung erfolgt.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung wird die bevorzugte, mit Whiskern bedeckte und geschälte FeCrAlY-Folie mit einer Aluminiumoxidschicht bedeckt, die dann wieder mit einem Edelmetall-Katalysator getränkt oder imprägniert wird. Die entstehende Folie wird dann in der erforderlichen Weise so gewickelt, daß ein monolithartiger katalytischer Konverter für Kraftfahrzeugverwendung entsteht. Die Rauhigkeit der mit Whiskern versehenen Oberfläche der Oxid-Schutzschicht verbessert die Adhäsion der aufgebrachten Schicht wesentlich und beseitigt die Absplitterprobleme, die bei Oxidschichten mit den sonst typischen glatten oder mit Knötchen durchsetzten Oberflächen auftreten. Dazu ergibt die Whiskertopographie die Möglichkeit, eine stärkere Beschichtung mit einer Vielzahl von Katalysatoranlagerungsstellen zu halten. Zusätzlich zu den durch die Whisker erzielten Vorteilen ergibt sich auch noch ein wirtschaftlicher und technischer Vorteil durch die Erfindung durch das Metallschälen zur Bildung der Folie.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert; in der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine schematische Querschnittsdarstellung einer Vorrichtung zum Abschälen einer Metallfolie,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Teils der Fig. 1 zur Erläuterung des Abschälvorgangs,

Fig. 3 eine graphische Darstellung mit der Oxidationszeit als Abszisse und der Oxidationstemperatur als Ordinate, mit eingetragenen Bereichen des Whisker-Wachstums nach der Erfindung,

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines Folienwickels für einen katalytischen Kraftfahrzeugkonverter vom Monolith-Typ,

Fig. 5 eine fotographische Darstellung einer Raster- Elektronenmikroskopuntersuchung mit 5000-facher Vergrößerung von Oxid-Whiskern, die sich auf einer durch Druckkräfte beeinflußten Fläche einer abgeschälten FeCrAlY-Folie gebildet haben, die 24 Stunden bei 900° C an Luft oxidiert wurde,

Fig. 6 eine fotographische Darstellung einer Raster- Elektronenmikroskopuntersuchung mit 5000-facher Vergrößerung von Oxid-Whiskern, die sich auf einer zugspannungsbeeinflußten Oberfläche einer abgeschälten FeCrAlY-Folie gebildet haben, die 24 Stunden bei 900 °C an Luft oxidiert wurde,

Fig. 7 eine fotographische Darstellung einer Raster- Elektronenmikroskopuntersuchung mit 5000-facher Vergrößerung einer nicht-oxidierten druckspannungsbeeinflußten Fläche einer geschälten FeCrAlY-Folie,

Fig. 8 eine fotographische Darstellung einer Raster- Elektronenmikroskopuntersuchung mit 5000-facher Vergrößerung einer unoxidierten zugspannungsbeeinflußten Oberfläche einer geschälten FeCrAlY-Folie,

Fig. 9 eine fotographische Darstellung einer Raster- Elektronenmikroskopuntersuchung mit 5000-facher Vergrößerung von Oxid-Whiskern, die sich auf einer kalt gewalzten FeCrAlY-Folie gebildet haben, die 24 Stunden bei 900° C an Luft oxidiert wurde,

Fig. 10 eine fotographische Darstellung einer Raster- Elektronenmikroskopuntersuchung mit 5000-facher Vergrößerung einer Oxidoberfläche, die sich auf einer zugspannungsbeeinflußten Oberfläche einer abgeschälten FeCrAlY-Folie nach Oxidierung während 4 Stunden bei 975° C an Luft gebildet hat,

Fig. 11 eine fotographische Darstellung einer Raster- Elektronenmikroskopuntersuchung mit 5000-facher Vergrößerung der Oxidtopographie, die sich auf einer zugspannungsbeeinflußten Oberfläche einer geschälten FeCrAlY-Folie nach Erhitzen in Luft während 4 Stunden bei 900° C gebildet hat, und

Fig. 12 eine fotographische Darstellung einer Raster- Elektronenmikroskopuntersuchung mit 5000-facher Vergrößerung des sich auf einer zugspannungsbeeinflußten Fläche einer FeCrAlY-Folie bildenden Oxidschicht nach 4 Stunden Erhitzen auf 885° C an Luft.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird die Whisker-bedeckte geschälte FeCrAlY-Folie zum Aufbau eines katalytischen Konverters vom Monolith-Typ zur Behandlung von Kraftfahrzeug-Abgasen benutzt. Die bevorzugte Legierung besteht aus 15 Gew.-% Cr, 4 Gew.-% Al, 0,5 Gew.-% Y, Rest Fe. Die Legierung besitzt eine ferritische Matrix und eine feinverteilte Phase, die aus einer intermetallischen Verbindung YFe₉ besteht. Als Ausgangsprodukt zum Schälen wird ein hohlzylindrischer Barren mit einer Länge von etwa 7,6 cm geformt. Die Barrenlänge bestimmt die Folienbreite und sollte vorzugsweise mindestens gleich der erforderlichen Axiallänge des Folienwickels sein.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 10 zum Schälen einer FeCrAlY-Legierung von einem allgemein hohlzylindrischen Barren 12 zur Bildung einer Folie 14. Der Barren ist sicher um eine durch motorischen Antrieb drehbare Spindel 16 befestigt. Während des Schälvorgangs wird der Barren 12 um die Achse 15 der Spindel 16 in Uhrzeigerrichtung gedreht, wie durch den Pfeil 17 angezeigt ist. Die Spindeldrehung wird so gesteuert, daß eine konstante Geschwindigkeit zum gleichmäßigen Abschälen von ca. 110 m.min^-1 Folienlänge an der Außenfläche 18 des Barrens 12 eingehalten wird. Um die konstante Schneidgeschwindigkeit aufrechtzuerhalten, wird die Spindel-Drehung so beschleunigt, wie es zum Ausgleich des abnehmenden Barrendurchmessers beim Abschälen von der Oberfläche 18 erforderlich ist. Die Spindel 16 ist stabil in genauer Einstellung gelagert, um irreguläre Bewegungen zu verhindern, die Schwingungen oder einen wellenförmigen Streifen hervorrufen könnten. Beim Abschälen von großen Barren werden der Barren 12 und die Spindel 16 vorzugsweise gekühlt, um enge Abmessungstoleranzen einzuhalten und dadurch den Schälvorgang unter genauer Kontrolle zu halten. Der Kühlvorgang besteht typischerweise aus einem Überfluten oder Aufsprühen einer Kühlflüssigkeit auf die Außenfläche 18 des Barrens 12.

Ein Schneidwerkzeug 20, das zumindest an der Schneidkante 22 aus Wolframkarbid-Material besteht, ist in einem Werkzeughalter 24 so angebracht, daß die Schneidkante 22 parallel zur Außenfläche 18 des Barrens 12 liegt. Der Werkzeughalter 24 ist durch eine (nicht gezeigte) gesteuerte Antriebseinrichtung in Horizontalrichtung bewegbar, um das Schneidwerkzeug 20 allgemein zur Achse 15 der Spindel 16 hin zu bewegen. Während des Metallschälvorgangs stellt der Werkzeughalter 24 das Schneidwerkzeug 20 zu und drückt die Schneidkante 22 in die Barrenoberfläche 18 hinein. Die Vorschub- oder Zustellgeschwindigkeit des Halters 24 und damit der Schneidkante 22 beträgt 0,03 mm pro Umdrehung des Barrens 12. Da die Barrenumdrehung zur Aufrechterhaltung einer konstanten Schneid- oder Schälgeschwindigkeit verändert wird, muß auch die lineare Vorschubgeschwindigkeit des Halters 24 zeitlich in gleicher Weise geändert werden, um die Zustellung oder den Vorschub der Schneidkante 22 zu steuern. Nach dem Schneiden oder Schälen wird die Folie 14 von der Barrenoberfläche 18 mit einem vorbestimmten Winkel abgezogen und um eine Führungswalze 26 geleitet.

Die Schälvorrichtung 10 weist noch einen motorisch angetriebenen Aufwickeldorn 28 auf, der die abgeschälte Folie 14 zu einem Wickel 29 verformt. Die durch den Dorn 28 auf die abgeschälte Folie 14 übertragene Zugspannung beträgt ca. 413,7 MPa. Die Folienstärke hängt von der Streifenspannung und dem Vorschub des Schneidwerkzeugs ab und liegt etwa bei 0,051 mm. Bei der genannten Spannung und Stärke ergibt sich eine Geschwindigkeit des abgezogenen Streifens von ca. 61 m.min^-1. Beim Aufwickeln der Folie 14 auf den motorbetriebenen Wickeldorn 28 wird dessen Drehgeschwindigkeit so gesteuert verändert, daß die Folie 14 mit konstanter Lineargeschwindigkeit bewickelt wird.

Zusätzliche Einzelheiten betreffend die Ausrüstung und den Vorgang beim Abschälen der Metallfolie können aus den US-PS 33 55 971, 34 60 366 und 36 03 186 entnommen werden.

Der Metallschälvorgang ist vergrößert in Fig. 2 noch einmal dargestellt, wobei entsprechende Bezugszeichen die gleichen oder entsprechenden Elemente wie in Fig. 1 bezeichnen. In Fig. 2 ist die Oberfläche 18 des Barrens 12 als bereits einem Schälvorgang unterzogene Fläche 30 und eine frisch aufgeschnittene Fläche 32 dargestellt, wobei nach einer Umdrehung des Barrens 12 die Fläche 32 die Fläche 30 wird. Wenn die Schneidkante 22 in die Barrenoberfläche 30 hineinschneidet, erfolgt ein Schervorgang durch Abziehen an der Abweisfläche 34 des Schneidwerkzeugs 20, wobei diese Scherung mit vorbestimmter Geschwindigkeit auf plastische Weise erfolgt. Die Geschwindigkeit, mit der das Metall dem Schervorgang unterzogen wird, wird durch Regulierung der Schneidtiefe kontrolliert. Die Schneidtiefe ist nach Fig. 2 gleich dem Radialabstand 36 zwischen der Oberfläche 30 und dem strichpunktiert eingezeichneten Schneidkantenweg 38. Bei der Ausführung beträgt die Schneidtiefe 36 0,03 mm, d. h. gleich dem Vorschub des Werkzeugs 20 pro Umdrehung des Barrens.

Die Folie 14 wird dann dadurch ausgebildet, daß der abgescherte Streifen über die Abweisfläche 34 mit einem vorbestimmten Winkel und einer vorbestimmten Kraft abgezogen wird. Nach Fig. 2 wird der Streifen in der Richtung des Pfeils 40 mit einem Winkel von 38° gegenüber dem die Schneidkante 22 durchsetzenden Radius 42 abgezogen. Die Zugkraft wird auf die Folie 14 durch den Wickeldorn 28 ausgeübt und beträgt ca. 413,7 MPa. Es ergibt sich damit eine abgeschälte Folie 14 mit einer Stärke von ca. 0,051 mm.

Bei dem Metallschälvorgang ergeben sich Unterschiede der plastischen Verformungskräfte. Die an der Arbeitsfläche 34 anliegende Folienfläche 44 wird durch Zugkräfte verformt, die durch das Scheren des Metalls längs des Schneidkantenweges 38 hervorgerufen werden. Im Gegensatz dazu wird die Folienoberfläche 46, die sich von dem Werkzeug 20 entfernt ausbildet, als freie Fläche unter Druckspannungseinfluß ausgebildet. Das bedeutet allgemein, daß das Metall an der Barrenoberfläche 30 unter Druckkrafteinfluß in die Folienoberfläche 46 umgeformt wird, während das Metall längs des Schneidkantenweges 38 unter Zugspannungseinfluß zur Folienoberfläche 44 umgeformt wird. Die Druckspannungsdeformation ist die strengere Verformung. Wie bereits angeführt und später weiter erläuter, wird durch diesen Unterschied das spätere Oxid-Whisker-Wachstum beträchtlich beeinflußt.

In Übereinstimmung mit der bevorzugten Ausführung wird die abgeschälte Folie weiter zur Bildung eines Konverters vom Monolith-Typ verarbeitet. Die abgeschälte Folie wird zunächst gereinigt, um anhaftende Kühlflüssigkeit zu entfernen. Dabei wird beispielsweise ein Lösungsmittel wie Petrolether (z. B. Petrolether mit einem Siedebereich von 149°C bis 202°C) verwendet und mit Methanol-Ethanol gespült. Die gereinigte Folie wird eine Minute lang bei 900°C an Luft angelassen. Durch das Anlassen wird die Duktilität der abgeschälten Folie beträchtlich verbessert, so daß sie bei den nachfolgenden Konverter-Erzeugungsvorgängen leichter bearbeitet werden kann. Es kann bei der sehr kurzen Anlaßbehandlung eine geringe Oxidation der Schälfolienoberflächen auftreten. Das Anlassen geschieht jedoch vorzugsweise zu kurz, um die erfindungsgemäßen Oxid-Whisker auszubilden. Es hat sich auch gezeigt, daß eine während des Anlassens auftretende Oxidation das spätere Whiskerwachstum nicht merklich beeinflußt, auch wenn das Anlassen bei einer Temperatur geschieht, die sonst ein Whiskerwachstum verhindert.

Um den bevorzugten Konverterträger zu bilden, wird die angelassene Schälfolie gewellt. Sie wird durch zwei angetriebene Walzen geleitet, die einander angepaßte Zähnungen mit einer Höhe von 0,76 mm und einem Schrittwert von 1,8 mm besitzen. Diese Zähnungen sind in einem Zick-Zack-Muster so an der Walzenoberfläche angebracht, daß ein Fischgrätmuster (s. Fig. 4) entsteht. Dabei beträgt der Neigungswinkel der Zähne bezogen auf die Walzenlängsachse 10° gegen die Richtung senkrecht zur Folienkante. Während des Wellvorgangs wird ein üblicher Leichtmetall-Arbeitsschmierstoff auf die Folie aufgetragen, der nachher durch Benutzung eines Lösungsmittels, wie z. B. Tetrafluorethylen, abgespült wird.

Die gewellte Schälfolie wird dann zu dem Monolithaufbau verarbeitet. Ein Streifen mit einer Länge von ca. 18 m wird hälftig zurückgeschlagen, so daß die Halbstreifen parallel zueinander liegen, jedoch die Wellungen nicht aufeinander passen. Dadurch wird die Folie so aufeinander zurückgeschlagen, daß die Erhöhungen aufeinanderliegen und die dazwischenliegenden Vertiefungen offene Durchlässe bilden. Die so gebogene Folie wird dann in ähnlicher Weise so aufgewickelt, daß die Wellen nicht aufeinanderpassen.

Dadurch wird der in Fig. 4 dargestellte zylindrische Wickel 48 gebildet. Dieser Wickel besitzt eine Länge von ca. 7,6 cm und einen Durchmesser von 12,7 cm, so daß sich ein Volumen von etwa 983 cm³ bildet. Wie in Fig. 4 gezeigt, bilden die Wellungen 50 der Folie die Längsdurchlässe 52 für durchströmendes Gas. Es sind vorzugsweise ca. 70 Durchlässe pro Quadratzentimeter Oberfläche der Wickelenden 54 vorhanden. Gegenüber der Längsachse 56 des Wickels 48 bilden die Durchlässe 52 einen Winkel von 10°. Es wird hier darauf hingewiesen, daß der entstehende katalytische Konverter dieser Ausführung im wesentlichen die gleiche Form wie der Wickel 48 besitzt und daß die nun folgenden Verarbeitungsschritte in erster Linie die Folienoberfläche beeinflussen.

Der Folienwickel wird dann zur Bildung der erfindungsgemäßen Oberflächen-Oxidwhisker behandelt. Der Wickel wird zur Verminderung der Metall-auf-Metall-Berührung ein wenig gelöst und in einen Ofen eingesetzt, in dem Luft zirkuliert. Die Schälfolie wird dann etwa 24 Stunden bei 900°C gehalten, um die bevorzugten Oxidwhisker auszubilden. Die entstehenden Whisker sind vergrößert in Fig. 5 und 6 gezeigt. Zum Vergleich ist die Oberfläche vor aufgetretenem Whiskerwachstum in Fig. 7 und 8 dargestellt. Die Oberfläche in Fig. 7 ist die durch Druckkräfte gebildete Oberfläche 46 nach Fig. 2. Das sich auf dieser Oberfläche bildende Oxid nach Fig. 5 enthält relativ große einzelne Whisker, die zufallsorientiert sind und im wesentlichen die gesamte Oberfläche bedecken. Die unter Zugkrafteinfluß verformte Oberfläche 44 in Fig. 2 ist in Fig. 8 abgebildet. Die gewachsenen Oxidwhisker auf dieser Fläche sind in Fig. 6 dargestellt und es ist zu sehen, daß es kleinere und gleichförmiger orientierte Einzelkristalle sind im Vergleich zu den Whiskern auf der durch Druckkräfte beeinflußten Oberfläche. Diese kleineren Whisker bedecken ebenfalls im wesentlichen die gesamte Oberfläche. Es wird angenommen, daß der Unterschied der entstehenden Whisker direkt von den unterschiedlichen Verformungskräften während des Metallschälvorgangs herrührt.

Die mit Whiskern versehene Oberfläche wird dann mit einem Gamma-Aluminiumoxidmaterial beschichtet, das als ein Gel mit darin enthaltenen Teilchen aufgetragen wird. Das Gel wird so vorbereitet, daß etwa 3,0 Gew.-% kolloidales Alpha-Aluminiumoxidmonohydrat Al₂O₃H₂O in Wasser gegeben wird und daß das Gemisch durch Hinzufügen von Salpetersäure HNO₃ zur Einstellung des pH-Wertes auf etwa 2,0 stabilisiert wird. Dazu sind etwa 5 ml Säure pro 100 ml Wasser notwendig. Dem sich ergebenden thixotropen Gel werden Gamma-Aluminiumoxidpartikel zugegeben. Die bevorzugten Gamma-Aluminiumoxidpartikel besitzen eine Porosität von mehr als ca. 1 cm³ Porenvolumen pro Gramm und eine wirksame Oberfläche von mehr als 100 m²/g. Etwa 70% der Partikel liegen in einer Größe zwischen 0,074 mm und 0,044 mm und die restlichen Partikel sind kleiner als 0,044 mm. Die Menge der in das Gel eingemischten Partikel reicht aus, um den sich ergebenden Aluminiumoxidgehalt auf etwa 90 Gew.-% Gamma-Aluminiumoxid und etwa 10 Gew.-% im Gel enthaltenes Aluminiumoxid zu bringen. D. h. einem Gel, das etwa 3,0 g (3,0 Gew.-%) Alpha-Aluminiumoxid- Monohydrat pro 100 ml enthält, werden 27 g Gamma-Aluminiumoxid- Partikel zugegeben.

Das Aluminiumoxidgel-Material wird vorzugsweise durch Aufsprühen auf die Whisker-bedeckte Folienfläche aufgebracht. Um Zutritt zur Oberfläche für das Aufsprühen zu erhalten, wird der Wickelaufbau nach der Whiskerwachstums-Ofenbehandlung aufgewickelt. Es wird zunächst vorzugsweise eine Grundschicht auf die Folienoberfläche so dick aufgetragen, wie es ohne Ablaufen oder Abtropfen möglich ist, wobei diese Grundschicht aus dem erwähnten säurestabilisierten Aluminiumoxidgel ohne die Gamma-Aluminiumoxidteilchen besteht. Vor dem Trocknen der Grundschicht wird eine erste Schicht aus Gel mit Partikeln aufgetragen. Die Aluminiumoxidschicht wird an Luft bis zum Weißwerden, typischerweise etwa 15 Minuten lang, getrocknet. Ein schnelleres Trocknen kann mit einem Heißluftgebläse erzielt werden. Die so entstehende Schicht besitzt eine Stärke von ca. 15 µm. Eine zweite und dritte Schicht des Partikel enthaltenden Gels wird in der gleichen Weise aufgetragen und getrocknet. Damit entsteht eine Beschichtung mit einer Stärke von 40 bis 50 µm.

Die nun mit der luft-getrockneten Aluminiumoxidbeschichtung versehene Folie wird dann wieder aufgewickelt und 4 Stunden bei 550°C in Luft aufgeheizt. Es ist Vorsorge zu treffen, um die giftigen NO₂-Dämpfe zu entfernen, die beim Zersetzen der Säure während des Ausheizens entstehen.

Die Beschichtung aus Gamma-Aluminiumoxid wird dann mit dem Edelmetallkatalysator getränkt. 250 ml Katalysator enthaltende Lösung werden dadurch vorbereitet, daß volumetrisch etwa 1,4 g Tetraamin-Platin-(II)-Chlorid, 0,76 g Tetraamin-Palladium-(II)-Chlorid und 0,22 g Pentaaminrhodium (III)-Chlorid in Wasser gelöst werden. Die Gewichte der Aminkomplexsalze entsprechen jeweils etwa 0,8 g Pt, 0,3 g Pd bzw. 0,08 g Rh. Die gesamten 250 ml der Lösung werden gleichmäßig auf die Folie aufgebracht durch Aufwickeln des Wickels und Durchleiten der Aluminiumoxid- bedeckten Folien zwischen Schwammkissen, auf welche die Edelmetallösung mit der erforderlichen Rate zugegeben wird, wobei die Zugabe genau gesteuert wird. Die nasse Schicht wird dann dadurch getrocknet, daß der Folienstreifen zwischen Heißluftdüsen durchgeleitet wird. Die getrocknete Folie wird dann wieder in den zylindrischen Wickelaufbau gebracht und vier Stunden bei 550°C in einer Atmosphäre ausgeheizt, die aus 4 Vol.-% Wasserstoff und 96 Vol.-% Stickstoff besteht. Durch das Ausheizen werden die Aminkomplexsalze zerstört und die Edelmetalle in ihren Elementarzustand reduziert.

Der Schälfolienwickel mit der Katalysator-imprägnierten Beschichtung ist nun für die Behandlung von Kraftfahrzeugabgasen geeignet. Zwei eng gewickelte Folienwickel werden koaxial in einem Gehäuse angeordnet, welches Teil des Kraftfahrzeugauspuffsystems ist. Die Abgase fließen durch die fischgrätförmigen Durchlässe im Wickelaufbau und kommen dadurch in Berührung mit den Edelmetallkatalysatoren, um die erwünschten Reaktionen einzuleiten. Durch die erfindungsgemäßen Whisker wird die Adhäsion der Aluminiumoxidbeschichtung an der Legierungsfolie wesentlich verbessert, wie sich an der sehr stark verminderten Absplitterung der Schicht im Gebrauch zeigt. Die Whisker ergeben auch einen weiteren bedeutenden Vorteil des erfindungsgemäßen Konverters vom Monolith-Typ. Bei einer bevorzugten Ausführung besitzt die Gamma-Aluminiumoxidschicht eine Stärke von 40 bis 50 µm. Das ergibt eine wesentlich stärkere Schicht als bei den üblichen 10 µm starken Beschichtungen und dadurch wird, wie angenommen wird, eine Verbesserung des Widerstandes des Konverters gegen Vergiftung durch die Bleiverbindungen oder andere Vergiftungsstoffe im Abgas erreicht. Es ist bei dem verbesserten Konverter vom Monolith-Typ mit den Whiskern also eine bessere Adhäsion einer stärkeren Gamma-Aluminiumoxidschicht möglich.

Bei der bevorzugten Ausführung werden die Whisker auf den stark kalt verarbeiteten Oberflächen der abgeschälten FeCrAlY- Folie dadurch aufgewachsen, daß die Folie in Luft bei 900°C während 24 Stunden erhitzt wird. Röntgenstrahlanalyse und Analyse durch Sekundärionen-Massenspektroskopie zeigen, daß die Whisker im wesentlichen Alpha-Aluminiumoxidkristalle sind. Yttrium, Chrom und Eisen sind nur in Spurenmengen von beträchtlich weniger als 1% vorhanden. Aus Rasterelektronenmikroskopaufnahmen, wie in Fig. 5 und 6 gezeigt, wurde bestimmt, daß die bevorzugt erreichten Whisker in der Größenordnung 3 μm Höhe besitzen und ein hohes Verhältnis von Whiskerhöhe zu Whiskerbreite, von beträchtlich mehr als 1. Eine Whisker-bedeckte Oberfläche wurde auch mit einer BET-Oberflächenbereich-Analyse ausgewertet. Obwohl die untersuchte Whisker-bedeckte Oberfläche nicht vom bevorzugten Typ war, zeigte sie eine Oberflächengröße von etwa 12 mal der geometrischen Größe. Zum Vergleich kann angeführt werden, daß die Oberflächengröße einer auf herkömmliche Art oxidierten Folie etwa 3 mal größer als die geometrische Größe ist, oder nur ein Viertel der Whisker-bedeckten Oberflächengröße. Dabei wird angenommen, daß die Oberflächengröße der bevorzugten Whisker-bedeckten Folie wesentlich größer als die untersuchte Oberflächengröße ist.

Das genaueste Verfahren zur Bestimmung der Anwesenheit von Oxidwhiskern an der Oberfläche der FeCrAlY-Folie ist die Betrachtung mit dem Rasterelektronenmikroskop, wobei sich Bilder wie Fig. 5 und 6 ergeben. Die Whisker-bedeckte Oberfläche ist jedoch auch mit anderen Verfahren zu erfassen. Bei der Vorbereitung einer Probe für das Abtastelektronenmikroskop wird eine Goldbeschichtung durch Abscheidung aus der Dampfphase auf die Probenoberfläche normalerweise aufgebracht. Im goldbeschichteten Zustand erscheint die Whisker-bedeckte Oberfläche samtschwarz in bemerkenswertem Kontrast zu dem typischen goldfarbenen Aussehen einer metallischen oder einer auf herkömmliche Weise oxidierten Folie. Ein weiteres Anzeichen für die bevorzugten Whisker wird leicht durch Anbringen eines Klebebandes, wie eines Maskierbandes an der Oberfläche erreicht. Das Band kann bei der üblicherweise oxidierten Folie leicht abgezogen werden, verbindet sich jedoch wesentlich fester mit der Whisker-bedeckten Oberfläche und zerreißt typischerweise beim Abnehmen. Bei Beschriften mit einem Filzstift mit feiner Spitze verteilt sich das Markierungszeichen bei der Whisker-bedeckten Oberfläche nach außen und bildet einen Klecks, im Gegensatz zu den scharf begrenzten Markierungen, die ein solcher Stift auf einer auf herkömmliche Weise oxidierten Folie hinterläßt.

Bevorzugterweise werden erfindungsgemäß die Oxidwhisker auf einer geschälten Folie aufgewachsen. Sowohl die zugspannungsbeeinflußten wie die druckspannungsbeeinflußten Oberflächen der Schälfolie besitzen eine große Dichte von Metallstruktur-Fehlstellen, die Ausgangspunkte für das Aufwachsen von Whiskern ergeben. Es ist keine spezielle Vorbehandlung außer dem Reinigen notwendig. Ein gutes Aufwachsen von Whiskern wird auch dann festgestellt, wenn die Folie Vorbehandlungen unterzogen wird, deren Umstände normalerweise einem Whiskerwachstum nicht förderlich sind, wie beispielsweise die anfängliche Anlaßbehandlung bei der bevorzugten Ausführung. Im Gegensatz dazu tritt dasselbe Ausmaß von Whiskerwachstum nicht bei den handelsüblichen kalt gewalzten FeCrAlY-Folien auf, auch wenn sie auf erfindungsgemäße Weise oxidiert werden. Fig. 9 zeigt eine Oxidschicht, die auf kalt gewalzter FeCrAlY-Folie gebildet wurde bei einem Aufheizen in Luft bei 900°C während 24 Stunden ohne irgendeine spezielle Vorbehandlung. Die kalt gewalzte Oberfläche in Fig. 9 ist typisch für die handelsübliche Folie. Bei diesem Experiment werden nur gelegentlich willkürlich ausgerichtete Whiskerkristalle gebildet, die durch glatte Bereiche von normalem Oxid mit Knoteneinschlüssen getrennt sind.

Das Oxidwhiskerwachstum ist, wie bereits bemerkt, grundsätzlich von der Oxidationstemperatur und der Verweilzeit bei dieser Temperatur abhängig. Die Beziehung zwischen Whiskerwachstum und Oxidationsbedingung ist allgemein für eine Yttriumhaltige Legierung in Fig. 3 dargestellt. Bezeichnenderweise wird kein Whiskerwachstum bei einer Yttrium-haltigen Legierung beobachtet, die mit einer Temperatur von mehr als etwa 950°C behandelt wird (Bereich A in Fig. 3). Es wird die Theorie vertreten, daß bei diesen höheren Temperaturen die Yttrium-Ionen mit den Aluminiumionen zu der Folienoberfläche wandern. Die größeren Yttrium-Ionen sperren die Durchgänge in der Oxidschicht und verhindern dabei die Wanderung der Aluminium-Ionen, die zur Bildung der Whisker erforderlich ist. Es ergibt sich dann eine Oberfläche nach Fig. 10. Hier wurde eine Schälfolie 4 Stunden lang in Luft bei 975°C oxidiert. Die Oxidschicht enthält geringfügige Knötchen, die bloße Hügel darstellen im Vergleich zu den gebirgig anmutenden Whiskern in Fig. 5 und 6. Im Vergleich mit der erfindungsgemäßen mit Whiskern bedeckten Oberfläche ist die mit Knötchen bedeckte Oxidschicht nach Fig. 10 zu glatt, um auf annehmbare Weise eine aufgetragene Keramikbeschichtung, wie die bevorzugte Aluminiumoxidbeschichtung, zu halten.

Allgemein werden die erfindungsgemäßen Whisker dadurch zum Wachsen gebracht, daß die geschälte FeCrAlY-Folie bei etwa 950°C oder weniger während einer genügend langen Zeit oxidiert wird. Innerhalb dieses Bereiches beeinflußt jedoch die gewählte Temperatur und die Verweilzeit sehr eindrücklich das Whiskerwachstum. Eine Oxidation zwischen 930°C bis etwa 950°C ergibt den in Fig. 11 gezeigten Wachstumszustand der Whisker. Die in dieser Figur dargestellten Whisker wurden auf der unter Druckverformung gebildeten Oberfläche einer geschälten FeCrAlY-Folie durch Oxidation an Luft bei 900°C mit etwa 4 Stunden Dauer gebildet. Die willkürlich orientierten Whisker sind deutlich nicht so groß oder hervorstehend wie die bevorzugten Whisker nach Fig. 5. Ein gleichartiges Whiskerwachstum wird bei Oxidationstemperaturen beobachtet, die unter etwa 870°C liegen und auch allgemein bei Oxidationszeiten, die geringer als etwa 8 Stunden betragen, bei Temperaturen zwischen 870°C und 930°C; d. h. in dem Bereich, der in Fig. 3 mit B bezeichnet ist.

Die bevorzugten Whisker werden durch Oxidation der Folie zwischen etwa 870°C und 930°C während einer Zeit, die 8 Stunden überschreitet, zum Aufwachsen gebracht, d. h. im Bereich C der Fig. 3. Bei der bevorzugten Ausführung wurde die Folie bei 900°C etwa 24 Stunden oxidiert, um die Whisker wachsen zu lassen. Wie Fig. 3 zeigt, können die bevorzugten Whisker bei 925°C in einer Zeit von etwa 8 Stunden erreicht werden. Dadurch wird die Verfahrenszeit verkürzt, so daß sich eine bessere Auslastung des Ofens und eine kostengünstigere Herstellung ergibt.

Die im Bereich D liegenden Oxidationszustände erzeugen ein wesentlich flacheres Oxid, wie es in Fig. 12 dargestellt ist; hier wurde die durch Druckkräfte geformte Folienoberfläche 4 Stunden in Luft bei etwa 85°C erhitzt. Das dabei auftretende Oxidwachstum ergibt eine zu glatte Oberfläche, um eine wirksame Adhäsion zu erreichen, die mit der durch die erfindungsgemäß bevorzugten Oxidwhisker erreicht wird.

Auch die Zusammensetzung der Legierung beeinflußt das Whiskerwachstum. Wie bereits erwähnt, wachsen bei der bevorzugten Yttrium-haltigen Legierung keine Whisker bei Temperaturen über 950°C. Das wird nicht als Nachteil betrachtet, da die Legierung gleichzeitig eine gute Hochtemperatur- Oxidationsfestigkeit zeigt, die von der Wirkung des Yttrium beim Verhindern der fortgesetzten Bildung von Aluminiumoxid herrührt. Damit ergibt die Kombination einer Whisker-bedeckten Oberfläche und einer großen Hochtemperatur-Oxidationsfestigkeit bei der FeCrAlY-Legierung, daß diese für die Verwendung als katalytischer Konverter für Kraftfahrzeuge gut geeignet ist. Tatsächlich erscheint das eruptive Wachstum der erfindungsgemäßen Whisker an der bevorzugten FeCrAlY-Folie als überraschend im Hinblick auf die sehr große Oxidationsfestigkeit dieser Legierung.

Ferritische Edelstahllegierungen, die Aluminium, jedoch kein Yttrium enthalten, sind auch zur Herstellung von Schälfolien und zur Behandlung dieser Folien zur Bildung einer im wesentlichen mit Aluminiumoxidwhiskern bedeckten Folie geeignet. Beispielsweise besteht eine verwendbare Yttrium-freie Legierung aus etwa 22,5 Gew.-% Chrom, etwa 5,5 Gew.-% Aluminium und Rest Eisen. Es wird angenommen, daß kleine Änderungen der optimalen Whiskerwachstumszustände von der unterschiedlichen Zusammensetzung dieser Legierung gegenüber der bevorzugten Yttrium-haltigen Legierung herrühren. Ein gutes Whiskerwachstum, wie es den Fig. 5 und 6 entspricht, wird durch Aufheizen in Luft bei einer Temperatur zwischen 870°C und 970°C zu erreichen sein. Dabei sind Wachstumszeiten von etwa 4 Stunden oder länger bei etwa 950°C erforderlich, wobei die längeren Zeiten bis etwa 24 Stunden bei den unteren Temperaturen in der Nähe von 870°C erforderlich sind. Ein geeignetes Whiskerwachstum, wie es Fig. 11 entspricht, wird durch Aufheizen auf eine Temperatur zwischen 990°C und 850°C oder darunter etwa eine halbe Stunde oder länger erzielt. Die längeren Zeiten sind typischerweise bei den unteren Temperaturen erforderlich. Es wird darauf hingewiesen, daß höhere Wachstumstemperaturen als 950°C bei Abwesenheit von Yttrium gefunden werden. Es wird auch angenommen, daß eine Veränderung des Aluminium- oder Chromgehaltes auch die Bedingungen für Whiskerwachstum ändert. Es wurde jedoch kein Whiskerwachstum beobachtet bei Wachstumstemperaturen von 1000°C oder höher und es wird auch nicht angenommen, daß ein solches Wachstum in diesem Bereich auftritt.

Bei der bevorzugten Ausführung wird die whiskerbedeckte Folie benutzt zum Aufbau eines bestimmten katalytischen Konverters des Monolith-Typs zur Behandlung von Kraftfahrzeugabgasen. Es ist jedoch einleuchtend, daß die Whisker-bedeckte Folie auch für andere Zwecke einsetzbar ist. Beispielsweise kann die Folie zum Absorbieren von Solarenergie verwendet werden. Wie bereits erwähnt, erscheint beim Aufbringen einer Goldbeschichtung auf die bevorzugte Whisker-bedeckte Folie die sich dann ergebende Folienoberfläche samtschwarz. Dadurch wird eine hohe Absorption von Licht im sichtbaren Bereich angezeigt. Wenn nun diese Whisker-bedeckte Folie dem Sonnenlicht ausgesetzt wird, heizt das absorbierte Licht die Folie wirksam auf, so daß ein Einsatz zum Aufheizen einer Arbeitsflüssigkeit möglich ist.

Claims (12)

1. Metallfolie aus einer ferritischen, aluminiumhaltigen Edelstahllegierung, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (14) eine im wesentlichen mit dicht nebeneinander angeordneten Oxidwhiskern bedeckte Oberfläche aufweist.

2. Metallfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (14) eine geschälte Metallfolie ist.

3. Metallfolie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß die geschälte Folie (14) aus einer Legierung gebildet ist, die 15 bis 25 Gew.-% Chrom, 3 bis 6 Gew.-% Aluminium und als Rest überwiegend Eisen enthält.

4. Metallfolie nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung außerdem 0,3 bis 1,0 Gew.-% Yttrium enthält.

5. Metallfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Whisker ein hohes Verhältnis von Höhe zu Breite aufweisen.

6. Metallfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Whisker etwa 3 μm hoch sind.

7. Verfahren zur Herstellung einer Metallfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolie durch Metallschälen gebildet wird, wobei eine hochgradig unregelmäßige und stark kaltverformte Oberfläche erzeugt wird, und daß die geschälte Folie in einem sauerstoffhaltigen Gas bei einer Temperatur und während einer Zeit, die zur Bildung der Oxidwhisker an der kaltverformten Oberfläche ausreichen, gehalten wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7 zur Herstellung einer Metallfolie nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die geschälte Folie in Luft auf eine Temperatur zwischen 870° C und 970° C ausreichend lang erhitzt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7 zur Herstellung einer Metallfolie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß die geschälte Folie in Luft auf eine Temperatur zwischen 870° C und 930° C ausreichend lang erhitzt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolie (14) aus einem zylindrischen Knüppel (12) der Legierung durch Drehen des Knüppels, Abschälen eines kontinuierlichen Streifens von der Knüppeloberfläche mit einem Schneidwerkzeug (20) und Abziehen des Streifens von der Knüppeloberfläche unter Bildung der Folie hergestellt wird.

11. Verwendung der Metallfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Herstellung eines katalytischen Konverters vom Monolithtyp, der zur Hochtemperaturbehandlung von Automobilabgasen geeignet ist und ein Folienbauelement mit gasleitenden Durchlässen aufweist, bei der die mit Oxidwhyskern bedeckte Oberfläche der Metallfolie mit einer abblätterfesten Gamma-Aluminiumoxidschicht beschichtet wird, und die Gamma-Aluminiumoxidschicht mit einem katalytisch aktiven Edelmetall imprägniert wird.

12. Verwendung nach Anspruch 11, bei der eine Grundschicht aus einem wäßrigen Aluminiumoxidgel auf die mit Oxidwhiskern bedeckte Oberfläche der Metallfolie aufgebracht wird, die Folie mit der abblätterfesten Gamma- Aluminiumoxidschicht beschichtet wird durch Auftragen mindestens einer Schicht aus einem Material, das Gamma-Aluminiumoxidpartikel in dem wäßrigen Aluminiumoxidgel suspendiert enthält, auf die Grundschicht und Trocknen, die Aluminiumoxidschicht mit einer wäßrigen, lösliche Edelmetallsalze enthaltenden Lösung imprägniert wird, und die Edelmetallsalze zur Erzielung der entsprechenden Edelmetalle in einem katalytisch aktiven Elementarzustand reduziert werden.