[發明專利]陶瓷基材表面復合金屬層的制備方法

有效

• 申請號: 201911382063.7
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN110976893B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 石偉平;王忠偉;王一超
• 申請（專利權）人: 深圳市欣天科技股份有限公司
• 主分類號: B22F9/08
• 分類號: B22F9/08;B22F1/052;C23C24/04;C25D5/24;C23C28/02
• 代理公司: 北京國坤專利代理事務所(普通合伙) 11491
• 代理人: 趙紅霞

本發明揭示了陶瓷基材表面復合金屬層的制備方法，通過氣霧化法制備金屬粉末，將篩選好的金屬粉末混合得到混合金屬粉末；對陶瓷基材表面進行粗化打磨形成粗化面并進行超聲清洗；將陶瓷基材設置在1200℃～2500℃高溫空間內，向陶瓷基材的粗化面進行混合金屬粉末的超音速噴涂，沉積形成致密的金屬涂層，再通過電鍍工藝在金屬涂層上進行鍍層成型。本發明采用冷噴涂與高溫空間相配合的方法，滿足在陶瓷基材上形成屏蔽金屬涂層的需求，涂層無貫通孔隙，沉積結構穩定且平整度較優，再在其上進行電鍍作業，具備非常優異地屏蔽性能、耐腐蝕性能、牢固特性。采用該方法制得的陶瓷濾波器，信噪比高，幅頻、相頻性特性好。

技術領域

本發明涉及陶瓷基材表面復合金屬層的制備方法，屬于金屬涂層噴涂成型工藝的技術領域。

背景技術

陶瓷材料具備高硬度，高強度，高韌性、耐腐蝕、耐磨損以及低密度、低重量的優點,廣泛應用于工業、軍事等領域中，而陶瓷基材表面需要形成金屬層，傳統陶瓷基材上金屬層形成采用粘接法、壓合法、覆膜法制備，其結合力較差，易脫落和刮傷。化學法制備的金屬層結構疏松、粒子分布不均勻,且制備過程污染較大，需要高溫烘烤，銀漿和金屬混合漿液會有異味和污染氣體溢出。

而現有技術中存在冷噴涂技術，冷噴涂是一種創新的噴涂技術，不將粉末材料溶融或氣化以超音速流保持原來固相狀態使其沖擊向基材而形成皮膜的一種技術，在超音速沖擊下的粉末材料，超越臨界速度的粒子本體會產生塑性變形而形成皮膜。材料不會受熱的影響而產生氧化、相變、晶粒長大等熱影響，同時，較高的粒子速度有助于粒子在沉積過程中發生充分的塑性變形從而獲得組織致密的沉積體,金屬噴涂厚度從0.001mm～0.5mm。

冷噴涂是基于空氣動力學原理的一種噴涂技術，冷噴涂主要由高壓氣體縮放管、送粉器、氣體加熱器、噴槍等組成。高壓氣體經過一定溫度的預熱，攜帶粉末顆粒軸向送入氣流中，與加熱器加熱的氣體在縮放噴管相遇產生超音速兩相流，粉末顆粒以固體狀態高速撞擊基體，通過劇烈的強塑性變形而沉積于基體表面形成涂層。

在冷噴涂過程中，粒子的速度是冷噴涂技術的主要工藝參數。冷噴涂過程中，在粉末顆粒和基體材料一定的情況下，只有當粒子的速度達到一定的值時，才能使粒子碰撞后沉積在基體上形成涂層，這個速度稱為臨界速度，否則粒子會對基體產生噴丸或沖蝕作用。當粒子速度小于臨界速度時，顆粒被基體反彈，發生沖蝕現象；大于臨界速度時，能實現沉積形成涂層；而當粒子速度遠高于臨界速度時，粒子則對基板產生侵蝕作用。相對于其他熱噴涂工藝，冷噴涂主要依賴于粒子的動能而不是熱能，冷熱噴涂粉末顆粒是否形成涂層主要取決于粉末顆粒撞擊基體前的速度，所以當粒子以不同速度撞擊基體表面時，會發生如下現象：被基體反彈、沉積在基體上或者穿過基體。

傳統冷噴涂的粒子速度很難精確控制，或多或少存在一些反彈及沖蝕現象，導致基材表面金屬層存在缺陷。傳統冷噴涂金屬層無法滿足作為陶瓷濾波器的屏蔽性需求。

發明內容

本發明的目的是解決上述現有技術的不足，針對傳統冷噴涂過程中或多或少存在反彈及沖蝕現象影響到金屬層形成的問題，提出陶瓷基材表面復合金屬層的制備方法。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案為：

陶瓷基材表面復合金屬層的制備方法，包括如下步驟：

S1金屬粉末制備，

通過氣霧化法制備金屬粉末，金屬粉末包括不銹鋼、銅、鋁、鋅、銀中的至少兩種混合，將篩選好的金屬粉末進行充分攪拌均勻混合得到混合金屬粉末，當混合金屬粉末中含有不銹鋼粉末時需進行加熱消磁；

S2陶瓷基材表面處理，

對陶瓷基材表面進行粗化打磨形成粗化面，并進行超聲清洗；

S3陶瓷基材環境溫度設定，

將陶瓷基材設置在高溫空間內，高溫空間的溫度維持1200℃～2500℃；