一種搪瓷絕緣介電體中金屬表面的處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于臭氧發(fā)生器的搪瓷絕緣介電體，特別涉及一種搪瓷絕緣介電體中金屬表面的處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]臭氧的獲得主要靠臭氧發(fā)生器。而臭氧發(fā)生器發(fā)生單元的絕緣介電體是核心元件。介電材料電氣性能指標(biāo)包括擊穿電壓KV/mm，介電常數(shù)ε。目前搪瓷介電體得到了大范圍的應(yīng)用，主要因其加工性好、臭氧產(chǎn)率高。
[0003]搪瓷絕緣介電體是在金屬管(無(wú)縫鋼管)外層，利用干粉靜電噴涂機(jī)。把高級(jí)瓷釉與納米材料的混合體，噴涂至優(yōu)質(zhì)的金屬管表層，再利用高溫?zé)Y(jié)，使瓷釉熔融，介質(zhì)與金屬管熔為一體，附著在金屬管上，介質(zhì)層耐沖擊，不易脫落。這樣一來(lái)，金屬搪瓷管臭氧發(fā)生器的金屬管，被賦予了三個(gè)作用:一是一個(gè)電極；二是電介質(zhì)的附著體；三是通冷卻水冷卻氣的管道，是一個(gè)散熱器。
[0004]目前，大面積的搪瓷體崩裂現(xiàn)象在臭氧發(fā)生器的工作中有廣泛存在。崩裂導(dǎo)致絕緣介電體損壞，進(jìn)而使絕緣介電體燒毀，是臭氧產(chǎn)量下降和停機(jī)現(xiàn)象的一個(gè)重要原因。國(guó)內(nèi)為此有專門廠家針對(duì)這一現(xiàn)象而研制出一一高壓快速熔斷管，將燒毀的部分與電源斷開，來(lái)保護(hù)設(shè)備其它部分正常工作的一種補(bǔ)救辦法。所以，搪瓷體崩裂是臭氧發(fā)生器存在的一個(gè)很重要的不可靠性隱患。據(jù)使用情況反饋資料表明:在工作中搪瓷鐵管電極損壞率高達(dá)5%。臭氧設(shè)備是一個(gè)高價(jià)值的商品，存在著這樣高的損壞率代價(jià)是很高的。
[0005]搪瓷崩裂產(chǎn)生的原因來(lái)源于對(duì)鐵管表面進(jìn)行噴砂處理。我國(guó)在操作搪瓷工藝時(shí)，一般要對(duì)搪瓷基底金屬進(jìn)行一定的處理，也就是俗稱的粗化處理，或用噴砂工藝進(jìn)行處理，將金屬表面粗化。增大金屬表面的面積，這樣使搪瓷粉與金屬表面更牢固。噴砂工藝處理后，表面的凸凹雖然會(huì)增加金屬表面與搪瓷的接觸面積，達(dá)到增加兩者的結(jié)合力的目的，但不平的表面也會(huì)給搪瓷燒結(jié)時(shí)帶來(lái)氣泡。特別是當(dāng)這些氣泡在一定的小面積上的聚集，反而使搪瓷體與金屬鐵管表面的結(jié)合出現(xiàn)問(wèn)題?，F(xiàn)時(shí)，大量存在的氣體與搪瓷熱膨脹系數(shù)差別較大，這些不和諧因素將導(dǎo)致搪瓷電極在工作運(yùn)行中發(fā)生崩裂而損壞。搪瓷電極失去介電電壓而徹底損壞。這是影響臭氧發(fā)生器可靠性的一個(gè)很重要因素，需要得到徹底的克服。
[0006]搪瓷工業(yè)只所以要對(duì)鐵表面進(jìn)行噴砂處理，所要解決的問(wèn)題無(wú)非是增加搪瓷體與鐵表面的結(jié)合力。這個(gè)結(jié)合力弱的根源在于搪瓷體與鐵金屬元素之間不是化學(xué)鍵結(jié)合力，所以結(jié)合力不高。噴砂處理工藝是一種物理方法，以增加鐵與搪瓷之間的接觸面積，來(lái)達(dá)到增強(qiáng)結(jié)合力的目的。但這種方法并不能改善鐵元素與搪瓷體原子之間的化學(xué)鍵結(jié)合力。并不是一種根本上的改善方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷與不足，本發(fā)明提供一種種搪瓷絕緣介電體中金屬表面的處理方法本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種搪瓷絕緣介電體中金屬表面的處理方法，在金屬表面進(jìn)行離子注入處理，所注入的離子為銅離子。
[0008]優(yōu)選的，所述離子注入處理包括步驟:
51、先將金屬表面進(jìn)行磨光處理；
52、然后將磨光后的金屬進(jìn)行超聲去油污處理，并進(jìn)行清洗；
53、將清洗好的金屬放入離子注入機(jī)內(nèi)進(jìn)行銅離子的注入。
[0009]具體的，根據(jù)權(quán)利要求2所述搪瓷絕緣介電體中金屬表面的處理方法，其特征在于，離子注入處理完成后將金屬轉(zhuǎn)入搪瓷粉噴涂工序。
[0010]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述金屬為金屬管。
[0011]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述金屬為平面型的金屬板。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
1.本發(fā)明所提供搪瓷絕緣介電體中金屬表面的處理方法，放棄沿用的搪瓷工藝中對(duì)鐵管的噴砂處理工藝，改用離子注入方法，在磨光的鐵管表面上注入分布一定濃度的銅元素；銅元素是與搪瓷材料親和性好的金屬，可以與搪瓷體中的氧化物(Si02，Pb2 O 3)形成類似氧化銅的化學(xué)鍵結(jié)構(gòu)，同時(shí)，氧化銅本身又是很好的耐高溫?zé)o機(jī)粘合劑材料。采用這種新方法既改變了表面金屬材料的屬性，又可增強(qiáng)金屬管表面的機(jī)械強(qiáng)度，也提高了金屬管表面金屬元素與搪瓷體的親和力，進(jìn)而解決了臭氧發(fā)生器中絕緣介電體與基體金屬管在經(jīng)過(guò)燒成工藝處理后存在的結(jié)合不牢或分層現(xiàn)象。
[0013].本發(fā)明采用的離子注入法對(duì)基體金屬不存在加工應(yīng)力，不會(huì)在加工過(guò)程中發(fā)生物理尺寸的變形。
[0014].本發(fā)明離子注入后的基體金屬可以直接進(jìn)入下道工藝，不需要進(jìn)行另外的處理，簡(jiǎn)化了工序的操作步驟。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
本發(fā)明所揭示的搪瓷絕緣介電體中金屬表面的處理方法，是在金屬表面進(jìn)行離子注入處理。
[0016]離子注入技術(shù)就是將待注入的金屬原子用電的方法形成離子化，將產(chǎn)生的離子經(jīng)加速后高速射向材料表面，將離子射進(jìn)表面里，與固體中的原子碰撞，并擠進(jìn)內(nèi)部。實(shí)際上，這些離子一旦到達(dá)表面，離子本身就被中和，并成為材料的整體部分，所以注入層不會(huì)像常規(guī)那樣有可能脫落或剝離。注入的離子能夠與固體原子，或者彼此之間，甚至與真空室內(nèi)的殘余氣體化合生成常規(guī)合金或化合物。
[0017]離子注入法另外的好處是對(duì)基體金屬不存在加工應(yīng)力，不會(huì)在加工過(guò)程中發(fā)生物理尺寸的變形；且離子注入后的基體金屬可以直接進(jìn)入下道工藝，不需要進(jìn)行另外的處理，簡(jiǎn)化了工序的操作步驟。
[0018]與搪瓷親和性好的金屬元素有許多，可以與其形成類化學(xué)鍵結(jié)構(gòu)，其結(jié)合力要比鐵元素大得多。象銅元素就是其中一種。銅與搪瓷的親和力好，銅與搪瓷體中的氧化物(Si02，Pb2 0 3)可以形成類氧化銅(CuO)化學(xué)鍵結(jié)構(gòu)，而且氧化銅又是非常好的無(wú)機(jī)粘合劑材料，適于無(wú)機(jī)材料之間的粘接。所以，在鐵表面上如何分布上一層與鐵結(jié)合力好的銅元素，是改善和提高搪瓷與鐵表面結(jié)合力的關(guān)鍵。
[0019]具體的，所述離子注入處理包括步驟:
51、先將金屬表面進(jìn)行磨光處理；
52、然后將磨光后的金屬進(jìn)行超聲去油污處理，并進(jìn)行清洗；
53、將清洗好的金屬放入離子注入機(jī)內(nèi)進(jìn)行銅離子的注入。
[0020]完成離子注入處理后將金屬轉(zhuǎn)入搪瓷粉噴涂工序。
[0021]本發(fā)明的搪瓷絕緣介電體中金屬表面的處理方法，所處理的基體金屬除了圓管型的金屬管外，還適用于所述金屬為平面型的金屬板。
[0022]上述實(shí)施例只為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明主要技術(shù)方案的精神實(shí)質(zhì)所做的修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種搪瓷絕緣介電體中金屬表面的處理方法，其特征在于，在金屬表面進(jìn)行離子注入處理，所注入的離子為銅離子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的搪瓷絕緣介電體中金屬表面的處理方法，其特征在于，所述離子注入處理包括步驟: 51、先將金屬表面進(jìn)行磨光處理； 52、然后將磨光后的金屬進(jìn)行超聲去油污處理，并進(jìn)行清洗； 53、將清洗好的金屬放入離子注入機(jī)內(nèi)進(jìn)行銅離子的注入。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述搪瓷絕緣介電體中金屬表面的處理方法，其特征在于，離子注入處理完成后將金屬轉(zhuǎn)入搪瓷粉噴涂工序。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的搪瓷絕緣介電體中金屬表面的處理方法，其特征在于，所述金屬為金屬管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的搪瓷絕緣介電體中金屬表面的處理方法，其特征在于，所述金屬為平面型的金屬板。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種搪瓷絕緣介電體中金屬表面的處理方法，是在金屬表面進(jìn)行離子注入處理。所述離子注入處理包括步驟：S1、先將金屬表面進(jìn)行磨光處理；S2、然后將磨光后的金屬進(jìn)行超聲去油污處理，并進(jìn)行清洗；S3、將清洗好的金屬放入離子注入機(jī)內(nèi)進(jìn)行銅離子的注入。本發(fā)明所提供搪瓷絕緣介電體中金屬表面的處理方法，在磨光的鐵管表面上注入分布一定濃度的銅元素；銅元素是與搪瓷材料親和性好的金屬，可以與搪瓷體中的氧化物（SiO2，Pb2O3）形成類似氧化銅的化學(xué)鍵結(jié)構(gòu)，本方法既改變了表面金屬材料的屬性，又可增強(qiáng)金屬表面的機(jī)械強(qiáng)度，也提高了金屬表面與搪瓷體的親和力，進(jìn)而解決了絕緣介電體與基體金屬結(jié)合不牢或分層現(xiàn)象的問(wèn)題。
【IPC分類】C23C14-48
【公開號(hào)】CN104630732
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510048531
【發(fā)明人】曹祚
【申請(qǐng)人】惟能科技（上海）有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2015年1月30日