一種陶瓷表面金屬涂層的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種陶瓷表面金屬涂層的制備方法，包括如下步驟：（1）陶瓷表面粗化處理，（2）陶瓷表面浸潤(rùn)性處理，（3）涂覆金屬涂層。通過(guò)上述方式，本發(fā)明在氧化鋁陶瓷表面制備出了厚度為20～30μm的銅涂層。本發(fā)明一種陶瓷表面金屬涂層的制備方法，通過(guò)對(duì)基底陶瓷進(jìn)行鍍材熔融溫度預(yù)處理，有效改善了陶瓷的浸潤(rùn)性能，提高了其與金屬鍍材之間的可結(jié)合性能，制得的涂層表面致密，連續(xù)性好，形成了綜合性能優(yōu)異、實(shí)用性強(qiáng)的陶瓷金屬?gòu)?fù)合材料。
【專利說(shuō)明】一種陶瓷表面金屬涂層的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及金屬涂層【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種陶瓷表面金屬涂層的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 陶瓷材料具有強(qiáng)度高，硬度大，耐高溫、耐磨損、耐腐蝕，導(dǎo)熱性能及絕緣性良好等 特點(diǎn)，且其來(lái)源廣泛，價(jià)格便宜，是一種性能優(yōu)異的結(jié)構(gòu)材料，但其缺點(diǎn)是韌性和外觀性能 很差，制約了其進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。金屬材料具有良好的韌性、導(dǎo)熱、導(dǎo)電等特性，但密度 大，硬度低，耐蝕及耐磨性相對(duì)較差。
[0003] 陶瓷表面金屬化即制備陶瓷金屬?gòu)?fù)合材料可以綜合陶瓷材料優(yōu)良的力學(xué)性能及 金屬材料優(yōu)異的導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能。但由于陶瓷與金屬具有不同的化學(xué)鍵和熱膨脹系數(shù)，進(jìn)而 使金屬在陶瓷表面的潤(rùn)濕性極差，導(dǎo)致陶瓷與金屬的結(jié)合界面含有孔隙，結(jié)合強(qiáng)度低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種陶瓷表面金屬涂層的制備方法，能夠有效 改善陶瓷與金屬之間浸潤(rùn)性差的問(wèn)題，使兩者緊密結(jié)合為一種性能優(yōu)異的陶瓷金屬?gòu)?fù)合材 料。
[0005] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種陶瓷表面金屬涂 層的制備方法，包括如下步驟： (1) 陶瓷表面粗化處理：將基底陶瓷的表面進(jìn)行機(jī)械噴砂處理，然后分別用清水和丙酮 進(jìn)行超聲處理10?20min，干燥后備用； (2) 陶瓷表面浸潤(rùn)性處理：將步驟（1)中處理并干燥的陶瓷置于程控爐中，在惰性氣 體環(huán)境下以20?25°C /min的升溫速率將程控爐升溫至1050?1KKTC，恒溫保持20? 30min ； (3) 涂覆金屬涂層：取出步驟（2)中恒溫處理后的基體陶瓷，并對(duì)其粗化表面進(jìn)行真空 濺射鍍處理，在所述陶瓷的粗化表面鍍上一層銅涂層；所述真空濺射鍍銅工藝參數(shù)為：陰 極電壓500?600V，電流密度30?50mA，惰性氣體壓力0· 5?L OPa，功率密度20?30W/ cm2。
[0006] 在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述基底陶瓷為氧化鋁陶瓷。
[0007] 在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述鍍材為金屬銅。
[0008] 在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述步驟（1)中的機(jī)械噴砂工藝為：砂粒直徑30? 50 μ m，噴砂壓力0· 30?0· 35MPa，噴砂距離為10?15mm。
[0009] 在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述步驟（2)和步驟（3)中的惰性氣體為氬氣。
[0010] 在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述銅涂層的厚度為20?30μπι。
[0011] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明一種陶瓷表面金屬涂層的制備方法，通過(guò)對(duì)基底陶 瓷進(jìn)行鍍材熔融溫度預(yù)處理，有效改善了陶瓷的浸潤(rùn)性能，提高了其與金屬鍍材之間的可 結(jié)合性能，制得的涂層表面致密，連續(xù)性好，形成了綜合性能優(yōu)異、實(shí)用性強(qiáng)的陶瓷金屬?gòu)?fù) 合材料。

【具體實(shí)施方式】
[0012] 下面對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被 本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。
[0013] 本發(fā)明實(shí)施例包括： 一種陶瓷表面金屬涂層的制備方法，包括如下步驟： (1) 陶瓷表面粗化處理：將氧化鋁陶瓷的表面在砂粒直徑為30?50 μ m，噴砂壓力為 0. 30?0. 35MPa，噴砂距離為10?15mm的條件下進(jìn)行機(jī)械噴砂處理10?20min，使所述陶 瓷表面的粗糙度為12?15μπι，以增加陶瓷與金屬的結(jié)合力，然后先后用清水和丙酮各超 聲處理10和15min，以去除粗化表面的灰塵、油污并提高其硅含量，最后將其干燥后備用； (2) 陶瓷表面浸潤(rùn)性處理：將步驟（1)中處理并干燥的陶瓷置于程控爐中，在氬氣的保 護(hù)環(huán)境下以20?25°C /min的升溫速率將程控爐升溫至1050?1KKTC，恒溫保持20? 30min ;所述恒溫保存溫度為鍍材銅的熔融溫度1083°C附近，通過(guò)高溫預(yù)處理可以使陶瓷 提前膨脹至鍍材熔融溫度，有助于噴涂后減小兩者之間的殘余應(yīng)力，提高二者的浸潤(rùn)性能， 進(jìn)而提1?-者的結(jié)合強(qiáng)度； (3) 涂覆金屬涂層：在1050?1KKTC的程控爐中取出經(jīng)過(guò)恒溫處理后的基體陶瓷，并 迅速對(duì)其粗化表面進(jìn)行真空濺射鍍銅處理，在所述陶瓷的粗化表面鍍上一層厚度為20? 30 μ m的銅涂層；所述真空濺射鍍銅工藝參數(shù)為：陰極電壓500?600V，電流密度30? 50mA，氬氣氣體壓力0· 5?1. OPa，功率密度20?30W/cm2。
[0014] 通過(guò)上述方法，在所述氧化鋁陶瓷表面均勻涂覆一層厚度為20?30 μ m的銅涂 層，所述銅涂層表面致密，連續(xù)性好，與基底氧化鋁陶瓷之間結(jié)合強(qiáng)度高。
[0015] 以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā) 明說(shuō)明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng) 域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種陶瓷表面金屬涂層的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： (1) 陶瓷表面粗化處理：將基底陶瓷的表面進(jìn)行機(jī)械噴砂處理，然后分別用清水和丙酮 進(jìn)行超聲處理10?20min，干燥后備用； (2) 陶瓷表面浸潤(rùn)性處理：將步驟（1)中處理并干燥的陶瓷置于程控爐中，在惰性氣 體環(huán)境下以20?25°C /min的升溫速率將程控爐升溫至1050?1KKTC，恒溫保持20? 30min ； (3) 涂覆金屬涂層：取出步驟（2)中恒溫處理后的基體陶瓷，并對(duì)其粗化表面進(jìn)行真空 濺射鍍處理，在所述陶瓷的粗化表面鍍上一層銅涂層；所述真空濺射鍍銅工藝參數(shù)為：陰 極電壓500?600V，電流密度30?50mA，惰性氣體壓力0· 5?L OPa，功率密度20?30W/ cm2。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷表面金屬涂層的制備方法，其特征在于，所述基底陶瓷 為氧化鋁陶瓷。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷表面金屬涂層的制備方法，其特征在于，所述金屬鍍材 為金屬銅。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷表面金屬涂層的制備方法，其特征在于，所述步驟（1) 中的機(jī)械噴砂工藝為：砂粒直徑30?50 μ m，噴砂壓力0. 30?0. 35MPa，噴砂距離為10? 1 5mm η
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷表面金屬涂層的制備方法，其特征在于，所述步驟（2)和 步驟（3)中的惰性氣體為氬氣。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷表面金屬涂層的制備方法，其特征在于，所述銅涂層的 厚度為20?30 μ m。
【文檔編號(hào)】C04B41/88GK104193419SQ201410411084
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月20日
【發(fā)明者】顧旦 申請(qǐng)人:常熟市星源金屬涂層廠