一种搪瓷绝缘介电体中金属表面的处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于臭氧发生器的搪瓷绝缘介电体，特别涉及一种搪瓷绝缘介电体中金属表面的处理方法。
【背景技术】
[0002]臭氧的获得主要靠臭氧发生器。而臭氧发生器发生单元的绝缘介电体是核心元件。介电材料电气性能指标包括击穿电压KV/mm，介电常数ε。目前搪瓷介电体得到了大范围的应用，主要因其加工性好、臭氧产率高。
[0003]搪瓷绝缘介电体是在金属管(无缝钢管)外层，利用干粉静电喷涂机。把高级瓷釉与纳米材料的混合体，喷涂至优质的金属管表层，再利用高温烧结，使瓷釉熔融，介质与金属管熔为一体，附着在金属管上，介质层耐冲击，不易脱落。这样一来，金属搪瓷管臭氧发生器的金属管，被赋予了三个作用:一是一个电极；二是电介质的附着体；三是通冷却水冷却气的管道，是一个散热器。
[0004]目前，大面积的搪瓷体崩裂现象在臭氧发生器的工作中有广泛存在。崩裂导致绝缘介电体损坏，进而使绝缘介电体烧毁，是臭氧产量下降和停机现象的一个重要原因。国内为此有专门厂家针对这一现象而研制出一一高压快速熔断管，将烧毁的部分与电源断开，来保护设备其它部分正常工作的一种补救办法。所以，搪瓷体崩裂是臭氧发生器存在的一个很重要的不可靠性隐患。据使用情况反馈资料表明:在工作中搪瓷铁管电极损坏率高达5%。臭氧设备是一个高价值的商品，存在着这样高的损坏率代价是很高的。
[0005]搪瓷崩裂产生的原因来源于对铁管表面进行喷砂处理。我国在操作搪瓷工艺时，一般要对搪瓷基底金属进行一定的处理，也就是俗称的粗化处理，或用喷砂工艺进行处理，将金属表面粗化。增大金属表面的面积，这样使搪瓷粉与金属表面更牢固。喷砂工艺处理后，表面的凸凹虽然会增加金属表面与搪瓷的接触面积，达到增加两者的结合力的目的，但不平的表面也会给搪瓷烧结时带来气泡。特别是当这些气泡在一定的小面积上的聚集，反而使搪瓷体与金属铁管表面的结合出现问题。现时，大量存在的气体与搪瓷热膨胀系数差别较大，这些不和谐因素将导致搪瓷电极在工作运行中发生崩裂而损坏。搪瓷电极失去介电电压而彻底损坏。这是影响臭氧发生器可靠性的一个很重要因素，需要得到彻底的克服。
[0006]搪瓷工业只所以要对铁表面进行喷砂处理，所要解决的问题无非是增加搪瓷体与铁表面的结合力。这个结合力弱的根源在于搪瓷体与铁金属元素之间不是化学键结合力，所以结合力不高。喷砂处理工艺是一种物理方法，以增加铁与搪瓷之间的接触面积，来达到增强结合力的目的。但这种方法并不能改善铁元素与搪瓷体原子之间的化学键结合力。并不是一种根本上的改善方法。
【发明内容】
[0007]为克服上述现有技术的缺陷与不足，本发明提供一种种搪瓷绝缘介电体中金属表面的处理方法本发明的技术方案是:
一种搪瓷绝缘介电体中金属表面的处理方法，在金属表面进行离子注入处理，所注入的离子为铜离子。
[0008]优选的，所述离子注入处理包括步骤:
51、先将金属表面进行磨光处理；
52、然后将磨光后的金属进行超声去油污处理，并进行清洗；
53、将清洗好的金属放入离子注入机内进行铜离子的注入。
[0009]具体的，根据权利要求2所述搪瓷绝缘介电体中金属表面的处理方法，其特征在于，离子注入处理完成后将金属转入搪瓷粉喷涂工序。
[0010]进一步优选的，所述金属为金属管。
[0011]进一步优选的，所述金属为平面型的金属板。
[0012]本发明的优点是:
1.本发明所提供搪瓷绝缘介电体中金属表面的处理方法，放弃沿用的搪瓷工艺中对铁管的喷砂处理工艺，改用离子注入方法，在磨光的铁管表面上注入分布一定浓度的铜元素；铜元素是与搪瓷材料亲和性好的金属，可以与搪瓷体中的氧化物(Si02，Pb2 O 3)形成类似氧化铜的化学键结构，同时，氧化铜本身又是很好的耐高温无机粘合剂材料。采用这种新方法既改变了表面金属材料的属性，又可增强金属管表面的机械强度，也提高了金属管表面金属元素与搪瓷体的亲和力，进而解决了臭氧发生器中绝缘介电体与基体金属管在经过烧成工艺处理后存在的结合不牢或分层现象。
[0013].本发明采用的离子注入法对基体金属不存在加工应力，不会在加工过程中发生物理尺寸的变形。
[0014].本发明离子注入后的基体金属可以直接进入下道工艺，不需要进行另外的处理，简化了工序的操作步骤。
【具体实施方式】
[0015]下面结合实施例对本发明作进一步描述:
本发明所揭示的搪瓷绝缘介电体中金属表面的处理方法，是在金属表面进行离子注入处理。
[0016]离子注入技术就是将待注入的金属原子用电的方法形成离子化，将产生的离子经加速后高速射向材料表面，将离子射进表面里，与固体中的原子碰撞，并挤进内部。实际上，这些离子一旦到达表面，离子本身就被中和，并成为材料的整体部分，所以注入层不会像常规那样有可能脱落或剥离。注入的离子能够与固体原子，或者彼此之间，甚至与真空室内的残余气体化合生成常规合金或化合物。
[0017]离子注入法另外的好处是对基体金属不存在加工应力，不会在加工过程中发生物理尺寸的变形；且离子注入后的基体金属可以直接进入下道工艺，不需要进行另外的处理，简化了工序的操作步骤。
[0018]与搪瓷亲和性好的金属元素有许多，可以与其形成类化学键结构，其结合力要比铁元素大得多。象铜元素就是其中一种。铜与搪瓷的亲和力好，铜与搪瓷体中的氧化物(Si02，Pb2 0 3)可以形成类氧化铜(CuO)化学键结构，而且氧化铜又是非常好的无机粘合剂材料，适于无机材料之间的粘接。所以，在铁表面上如何分布上一层与铁结合力好的铜元素，是改善和提高搪瓷与铁表面结合力的关键。
[0019]具体的，所述离子注入处理包括步骤:
51、先将金属表面进行磨光处理；
52、然后将磨光后的金属进行超声去油污处理，并进行清洗；
53、将清洗好的金属放入离子注入机内进行铜离子的注入。
[0020]完成离子注入处理后将金属转入搪瓷粉喷涂工序。
[0021]本发明的搪瓷绝缘介电体中金属表面的处理方法，所处理的基体金属除了圆管型的金属管外，还适用于所述金属为平面型的金属板。
[0022]上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种搪瓷绝缘介电体中金属表面的处理方法，其特征在于，在金属表面进行离子注入处理，所注入的离子为铜离子。
2.根据权利要求1所述的搪瓷绝缘介电体中金属表面的处理方法，其特征在于，所述离子注入处理包括步骤: 51、先将金属表面进行磨光处理； 52、然后将磨光后的金属进行超声去油污处理，并进行清洗； 53、将清洗好的金属放入离子注入机内进行铜离子的注入。
3.根据权利要求2所述搪瓷绝缘介电体中金属表面的处理方法，其特征在于，离子注入处理完成后将金属转入搪瓷粉喷涂工序。
4.根据权利要求1或2所述的搪瓷绝缘介电体中金属表面的处理方法，其特征在于，所述金属为金属管。
5.根据权利要求1或2所述的搪瓷绝缘介电体中金属表面的处理方法，其特征在于，所述金属为平面型的金属板。
【专利摘要】本发明公开了一种搪瓷绝缘介电体中金属表面的处理方法，是在金属表面进行离子注入处理。所述离子注入处理包括步骤：S1、先将金属表面进行磨光处理；S2、然后将磨光后的金属进行超声去油污处理，并进行清洗；S3、将清洗好的金属放入离子注入机内进行铜离子的注入。本发明所提供搪瓷绝缘介电体中金属表面的处理方法，在磨光的铁管表面上注入分布一定浓度的铜元素；铜元素是与搪瓷材料亲和性好的金属，可以与搪瓷体中的氧化物（SiO2，Pb2O3）形成类似氧化铜的化学键结构，本方法既改变了表面金属材料的属性，又可增强金属表面的机械强度，也提高了金属表面与搪瓷体的亲和力，进而解决了绝缘介电体与基体金属结合不牢或分层现象的问题。
【IPC分类】C23C14-48
【公开号】CN104630732
【申请号】CN201510048531
【发明人】曹祚
【申请人】惟能科技（上海）有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年1月30日