一種用于臭氧發(fā)生器的搪瓷介電體的表面處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及臭氧發(fā)生器的搪瓷介電體，特別涉及一種用于臭氧發(fā)生器的搪瓷介電體的表面處理方法。
【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。
[0003]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。搪瓷絕緣介電體是在金屬管(無縫鋼管)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，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]搪瓷材料的介電常數(shù)較大，介于玻璃與陶瓷之間，一般情況下可高出玻璃近一倍，并且可在金屬體上形成不同類型的器件，可制造臭氧產(chǎn)量從每小時(shí)數(shù)克到百萬克的臭氧發(fā)生器，尤其特別利于制造百萬克級(jí)別的大型臭氧發(fā)生器。最近幾年，該材料在臭氧發(fā)生技術(shù)領(lǐng)域引起了越來越廣泛的關(guān)注和研宄。但搪瓷材料也存在弱點(diǎn)，非最理想的介電材料，其工作頻率很難做到1K以上，它無法承受高頻高壓，又因搪瓷體的非均質(zhì)性很難長期可靠工作。
[0005]而高鋁陶瓷材料用作介質(zhì)材料的介電常數(shù)可從幾十到2000多的范圍內(nèi)調(diào)控，性能最好，但是其最大缺點(diǎn)是燒結(jié)溫度太高，可高達(dá)1800°C，制品成型工藝難度大。
[0006]根據(jù)上面的介紹，如何將搪瓷材料和陶瓷材料兩者結(jié)合起來，應(yīng)用到絕緣介電體的構(gòu)造中，是增加介電體物理性能的一個(gè)好辦法，例如將搪瓷與陶瓷這兩種材料的結(jié)合應(yīng)用到介電體的構(gòu)造中，即最理想的情況是將搪瓷材料做基底，而搪瓷的表面又具有陶瓷的性能。
[0007]因?yàn)樘麓稍揪褪遣ＡЫ?jīng)過不同物質(zhì)分子的摻雜后，再經(jīng)熔化后形成。摻雜不同的材料，會(huì)得到不同性能的搪瓷體。但是，整個(gè)材料性能的改善，仍不能解決基材性能與其它物質(zhì)間的差別。例如:經(jīng)過改性的搪瓷物理性能仍無法與陶瓷的物理性能相匹敵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷與不足，本發(fā)明提供一種用于臭氧發(fā)生器的搪瓷介電體的表面處理方法。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種用于臭氧發(fā)生器的搪瓷介電體的表面處理方法，在搪瓷介電體表面進(jìn)行離子注入金屬鋁元素和氮元素。
[0010]具體的，所述的搪瓷介電體的表面處理方法，包括步驟: 51、對(duì)基底金屬完成搪瓷工序后，形成搪瓷介電體，對(duì)搪瓷介電體進(jìn)行搪瓷機(jī)械加工處理，使搪瓷外表面符合規(guī)定的直徑、平整度和光潔度；
52、檢驗(yàn)搪瓷介電體的耐擊穿電壓，要求耐擊穿電壓在0.9-1.2萬伏；
53、將符合要求的搪瓷介電體送入離子注入機(jī)進(jìn)行金屬鋁元素和氮元素的離子注入。
[0011]優(yōu)選的，所述的搪瓷工序包括步驟:
O先把基底金屬的外表面進(jìn)行磨削處理，達(dá)到規(guī)定要求的光潔度和直線度；
2)把瓷釉與納米材料的混合體，利用干粉靜電噴涂機(jī)，噴涂至基底金屬表層，再利用高溫?zé)Y(jié)，使瓷釉熔融，形成玻璃釉牢牢地熔于基底金屬的表層。
[0012]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述基底金屬為金屬管。
[0013]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述基底金屬為平面型金屬板。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
1.本發(fā)明所提供的用于臭氧發(fā)生器的搪瓷介電體的表面處理方法，在搪瓷介電體的基礎(chǔ)上，通過離子注入的方法向搪瓷介電體表面注入鋁(Al)和化學(xué)元素氮(N)，使搪瓷介電體的表面呈現(xiàn)氧化鋁陶瓷特性；這樣既兼顧了搪瓷的低成本、加工性能良好的優(yōu)點(diǎn)，又使搪瓷的表面具有類陶瓷的性能，增加了搪瓷表面的物理強(qiáng)度和化學(xué)性能，使搪瓷表面達(dá)到了具有更高的耐腐蝕能力和抗電弧能力。
[0015].本發(fā)明的離子注入的氮元素，可以與搪瓷體中的(Si02)硅形成類氮化硅化學(xué)鍵結(jié)構(gòu)，同時(shí)，氮也可以與鋁形成氮化鋁。氮化鋁也一種性能較好的氮化鋁(ALN)陶瓷的主要成份，同時(shí)還改善了搪瓷表面的致密性，堵塞表面的微細(xì)裂紋和氣孔。提高了搪瓷體的介電性能，增強(qiáng)介電體的耐水性。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0017]本發(fā)明所揭示的用于臭氧發(fā)生器的搪瓷介電體的表面處理方法，是在搪瓷介電體表面進(jìn)行離子注入金屬鋁元素和氮元素，實(shí)現(xiàn)搪瓷介電體表面的改性。注入鋁元素后，鋁元素可以與搪瓷(含有較大比例的玻璃體)材料中的氧化物(Si02，Pb2 0 3)形成AL203，AL203是氧化鋁陶瓷的主要成份。氮元素，可以與搪瓷體中的(Si02)硅形成類氮化硅化學(xué)鍵結(jié)構(gòu)，同時(shí)，氮也可以與鋁形成氮化鋁。氮化鋁也一種性能較好的氮化鋁(ALN)陶瓷的主要成份。通過這兩種材料的注入，解決了搪瓷體表面改性為陶瓷性能的問題，極大提高了搪瓷體表面的電學(xué)性能。離子注入的方法同時(shí)還改善了搪瓷表面的致密性，堵塞表面的微細(xì)裂紋和氣孔，提高了搪瓷體的介電性能。
[0018]具體的，先采用搪瓷工序在基底金屬表面生成搪瓷介電體。所述的搪瓷工序包括步驟:
O先把基底金屬的外表面進(jìn)行磨削處理，達(dá)到規(guī)定要求的光潔度和直線度；
2)把瓷釉與納米材料的混合體，利用干粉靜電噴涂機(jī)，噴涂至基底金屬表層，再利用高溫?zé)Y(jié)，使瓷釉熔融，形成玻璃釉牢牢地熔于基底金屬的表層。
[0019]對(duì)搪瓷介電體的表面處理方法，包括步驟:
S1、對(duì)基底金屬完成搪瓷工序后，形成搪瓷介電體，對(duì)搪瓷介電體進(jìn)行搪瓷機(jī)械加工處理，使搪瓷外表面符合規(guī)定的直徑、平整度和光潔度； 52、檢驗(yàn)搪瓷介電體的耐擊穿電壓，要求耐擊穿電壓在0.9-1.2萬伏；
53、將符合要求的搪瓷介電體送入離子注入機(jī)進(jìn)行金屬鋁元素和氮元素的離子注入。
[0020]本發(fā)明的用于臭氧發(fā)生器的搪瓷介電體的表面處理方法，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。
[0021]上述實(shí)施例只為說明本發(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)】
1.一種用于臭氧發(fā)生器的搪瓷介電體的表面處理方法，其特征在于，在搪瓷介電體表面進(jìn)行離子注入金屬鋁元素和氮元素。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所的搪瓷介電體的表面處理方法，其特征在于，包括步驟: 51、對(duì)基底金屬完成搪瓷工序后，形成搪瓷介電體，對(duì)搪瓷介電體進(jìn)行搪瓷機(jī)械加工處理，使搪瓷外表面符合規(guī)定的直徑、平整度和光潔度； 52、檢驗(yàn)搪瓷介電體的耐擊穿電壓，要求耐擊穿電壓在0.9-1.2萬伏； 53、將符合要求的搪瓷介電體送入離子注入機(jī)進(jìn)行金屬鋁元素和氮元素的離子注入。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的搪瓷介電體的表面處理方法，其特征在于:所述的搪瓷工序包括步驟: O先把基底金屬的外表面進(jìn)行磨削處理，達(dá)到規(guī)定要求的光潔度和直線度； 2)把瓷釉與納米材料的混合體，利用干粉靜電噴涂機(jī)，噴涂至基底金屬表層，再利用高溫?zé)Y(jié)，使瓷釉熔融，形成玻璃釉牢牢地熔于基底金屬的表層。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的搪瓷介電體的表面處理方法，其特征在于:所述基底金屬為金屬管。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的搪瓷介電體的表面處理方法，其特征在于:所述基底金屬為平面型金屬板。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于臭氧發(fā)生器的搪瓷介電體的表面處理方法，在搪瓷介電體表面進(jìn)行離子注入金屬鋁元素和氮元素。具體包括步驟： S1 、對(duì)搪瓷介電體進(jìn)行搪瓷機(jī)械加工處理，使搪瓷外表面符合規(guī)定的直徑、平整度和光潔度； S2 、檢驗(yàn)搪瓷介電體的耐擊穿電壓； S3 、將符合要求的搪瓷介電體送入離子注入機(jī)進(jìn)行金屬鋁元素和氮元素的離子注入。本發(fā)明在搪瓷介電體的基礎(chǔ)上，通過離子注入的方法向搪瓷介電體表面注入鋁 (Al) 和化學(xué)元素氮 (N) ，使搪瓷介電體的表面呈現(xiàn)氧化鋁陶瓷特性；這樣既兼顧了搪瓷的低成本、加工性能良好的優(yōu)點(diǎn)，又使搪瓷的表面具有類陶瓷的性能，增加了搪瓷表面的物理強(qiáng)度和化學(xué)性能，使搪瓷表面達(dá)到了具有更高的耐腐蝕能力和抗電弧能力。
【IPC分類】C04B41-85
【公開號(hào)】CN104557140
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510047869
【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4月29日
【申請(qǐng)日】2015年1月30日