CN104928672B - 电真空陶瓷管表面冷喷涂铝铜复合涂层的制备方法 - Google Patents

电真空陶瓷管表面冷喷涂铝铜复合涂层的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104928672B
CN104928672B CN201510287972.8A CN201510287972A CN104928672B CN 104928672 B CN104928672 B CN 104928672B CN 201510287972 A CN201510287972 A CN 201510287972A CN 104928672 B CN104928672 B CN 104928672B
Authority
CN
China
Prior art keywords
powder
coating
cold spraying
aluminum bronze
composite coating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510287972.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104928672A (zh
Inventor
冯胜强
马冰
崔烺
刘光
郑子云
刘红伟
李娜
贾利
陈杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chinese Academy of Ordnance Science Ningbo Branch
Original Assignee
Chinese Academy of Ordnance Science Ningbo Branch
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chinese Academy of Ordnance Science Ningbo Branch filed Critical Chinese Academy of Ordnance Science Ningbo Branch
Priority to CN201510287972.8A priority Critical patent/CN104928672B/zh
Publication of CN104928672A publication Critical patent/CN104928672A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104928672B publication Critical patent/CN104928672B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)

Abstract

一种电真空陶瓷管表面冷喷涂铝铜复合涂层的制备方法，其特征在于包括如下步骤：①采用气雾方式分别制备铝粉和铜粉，并对进行筛分，得到粒度均在10μm至30μm范围内的两种粉末；②将铝合金基体表面用白刚玉砂对其表面进行喷砂粗化处理；再用丙酮进行超声清洗，吹干，去除表面杂质；③采用冷喷涂将前述的铝粉末喷涂于铝合金基体表面，获得铝涂层；④再以铝涂层作为基体，采用冷喷涂将前述铜粉末喷涂于铝涂层表面。本发明制备方法简单，所得涂层性能好，涂层结合强度高；本发明所制备的涂层可以有效解决后续电真空陶瓷管与铜金属的焊接问题。

Description

电真空陶瓷管表面冷喷涂铝铜复合涂层的制备方法
技术领域
本发明涉及一种电真空陶瓷管表面金属化方法，属于表面加工与改性技术领域。
背景技术
电真空陶瓷管在当前的电力电子工业生产中应用非常广泛，如用作高频大功率电子管、电真空开关、X-光管等。这些陶瓷管壳具有机械强度高、绝缘性能好、高频损耗小、耐电强度高、耐高温、抗热震等一系列优点，如在真空开关管上基本取代了玻璃外壳成为首选外部绝缘介质，更为关键的是作为真空开关管的外壳能保证更高的气密性，为真空开关管的真空度及相关技术参数的稳定提供了重要保障。由于这些陶瓷管核心材料均由氧化铝陶瓷构成，在与其他金属件焊接时比较困难。
为了实现陶瓷与金属之间的焊接，需要在陶瓷的表面牢固地粘附一层金属膜，这一过程称为陶瓷的金属化。传统的电真空陶瓷管金属化是以钼、锰为主要原料，加入活化剂、粘结剂制成膏剂敷涂于电真空陶瓷管的两端面(称之为金属化层)，通过高温气氛炉烧结，实现金属化层与陶瓷管两端面的烧结。
然而这一工艺过程中会出现金属化层龟裂、金属化后瓷件表面釉水飞掉、瓷件有花斑、发灰，烧结金属化层起泡、掉粉、起皮，金属化层表面粘铝垫板或刚玉砂等缺陷。相关文献可以参考《江苏陶瓷》2000年第4期中孙栋所著的“电真空陶瓷管金属化生产中常见的缺陷分析”，该文献就出现的各种问题进行了分析，并提出了自己的建设性意见。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种涂层结合强度大的电真空陶瓷管表面冷喷涂铝铜复合涂层的制备方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种电真空陶瓷管表面冷喷涂铝铜复合涂层的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
①采用气雾方式分别制备铝粉和铜粉，并对进行筛分，得到粒度均在10μm至30μm范围内的两种粉末；
②将氧化铝基体表面用白刚玉砂对其表面进行喷砂粗化处理；再用丙酮进行超声清洗，吹干，去除表面杂质；
③采用冷喷涂将前述的铝粉末喷涂于铝合金基体表面，获得铝涂层；
④再以铝涂层作为基体，采用冷喷涂将前述铜粉末喷涂于铝涂层表面，获得铝铜涂复合涂层。
作为优选，步骤②所述的冷喷涂条件如下：工作气体和送粉气体均为N2，工作气体压力为2.0MPa～3.0MPa，工作气体温度为400℃～600℃，喷涂距离为10mm～30mm，喷枪行走速度为100mm/s～400mm/s。
作为优选，步骤③所述的冷喷涂条件如下：工作气体和送粉气体均为N2，工作气体压力为2.0MPa～3.0MPa，工作气体温度为300℃～500℃，喷涂距离为10mm～30mm，喷枪行走速度为100mm/s～400mm/s。
作为优选，所述的铝铜涂复合涂层550μm～650μm。
作为优选，所述的铝铜涂复合涂层与氧化铝基体的结合强度的结合强度大于45MPa。
与现有技术相比，本发明的优点在于：为了增加铜涂层与氧化铝基体的结合强度，需要增加铝涂层作为中间层，即首先在氧化铝基体上喷涂铝涂层，再以铝涂层作为基体喷涂铜涂层，并结合冷喷涂工艺，可以有效解决上述在电真空陶瓷管氧化铝基体上制备金属化层所出现的诸多缺陷，同时可以大大增加铜涂层的结合强度。本发明制备方法简单，所得涂层性能好，涂层结合强度高；本发明所制备的涂层可以有效解决后续电真空陶瓷管与铜金属的焊接问题。
附图说明
图1为实施例1中铜粉末形貌的显微照片；
图2为实施例1中铝粉末形貌的显微照片；
图3为实施例1中涂层微观组织的显微照片；
图4为实施例1中带有复合涂层的氧化铝陶瓷宏观照片。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
(a)对通过气雾化方式所制备的铝粉和铜粉进行筛分，分别得到粒度在10μm至20μm范围内的两种粉末。这里的气雾化方式通过采用电极重熔气雾化装置实现。
(b)将铝合金基体表面用白刚玉砂对其表面进行喷砂粗化处理；再用丙酮进行超声清洗、吹干，去除其表面的油污等杂质。
(c)将(a)步骤所得到的纯铝粉末放入冷喷涂送粉器中进行喷涂，冷喷涂工艺为：工作气体和送粉气体均为N2，工作气体压力为2.0MPa，工作气体温度为600℃，喷涂距离为10mm，喷枪行走速度为100mm/s。
(d)清除送粉器中在(c)步骤中没有喷完的铝粉，再将(a)步骤所得到的纯铜粉末放入冷喷涂送粉器中进行喷涂。以(c)步骤所得到的铝涂层作为基体，采用冷喷涂将纯铜粉末喷涂其表面，冷喷涂工艺为：工作气体和送粉气体均为N2，工作气体压力为2.0MPa，工作气体温度为500℃，喷涂距离为10mm，喷枪行走速度为100mm/s。
本实施例中铝涂层平均厚度为290μm，铜涂层平均厚度为317μm，铝铜复合涂层厚度为607μm。
该实例制备的样品性能测试结果
实施例2：
(a)对通过气雾化方式所制备的铝粉和铜粉进行筛分，分别得到粒度在15μm至25μm范围内的两种粉末。
(b)将铝合金基体表面用白刚玉砂对其表面进行喷砂粗化处理；再用丙酮进行超声清洗、吹干，去除其表面的油污等杂质。
(c)将(a)步骤所得到的纯铝粉末放入冷喷涂送粉器中进行喷涂，冷喷涂工艺为：工作气体和送粉气体均为N2，工作气体压力为2.5MPa，工作气体温度为550℃，喷涂距离为15mm，喷枪行走速度为200mm/s。
(d)清除送粉器中在(c)步骤中没有喷完的铝粉，再将(a)步骤所得到的纯铜粉末放入冷喷涂送粉器中进行喷涂。以(c)步骤所得到的铝涂层作为基体，采用冷喷涂将纯铜粉末喷涂其表面，冷喷涂工艺为：工作气体和送粉气体均为N2，工作气体压力为2.5MPa，工作气体温度为450℃，喷涂距离为15mm，喷枪行走速度为200mm/s。
本实施例中铝涂层平均厚度为293μm，铜涂层平均厚度为301μm，铝铜复合涂层厚度为594μm。
该实例制备的样品性能测试结果
实施例3：
(a)对通过气雾化方式所制备的铝粉和铜粉进行筛分，分别得到粒度在15μm至30μm范围内的两种粉末。
(b)将铝合金基体表面用白刚玉砂对其表面进行喷砂粗化处理；再用丙酮进行超声清洗、吹干，去除其表面的油污等杂质。
(c)将(a)步骤所得到的纯铝粉末放入冷喷涂送粉器中进行喷涂，冷喷涂工艺为：工作气体和送粉气体均为N2，工作气体压力为2.8MPa，工作气体温度为500℃，喷涂距离为15mm，喷枪行走速度为300mm/s。
(d)清除送粉器中在(c)步骤中没有喷完的铝粉，再将(a)步骤所得到的纯铜粉末放入冷喷涂送粉器中进行喷涂。以(c)步骤所得到的铝涂层作为基体，采用冷喷涂将纯铜粉末喷涂其表面，冷喷涂工艺为：工作气体和送粉气体均为N2，工作气体压力为2.8MPa，工作气体温度为400℃，喷涂距离为20mm，喷枪行走速度为300mm/s。
本实施例中铝涂层平均厚度为315μm，铜涂层平均厚度为298μm，铝铜复合涂层厚度为613μm。
该实例制备的样品性能测试结果
实施例4：
(a)对通过气雾化方式所制备的铝粉和铜粉进行筛分，分别得到粒度在15μm至30μm范围内的两种粉末。
(b)将铝合金基体表面用白刚玉砂对其表面进行喷砂粗化处理；再用丙酮进行超声清洗、吹干，去除其表面的油污等杂质。
(c)将(a)步骤所得到的纯铝粉末放入冷喷涂送粉器中进行喷涂，冷喷涂工艺为：工作气体和送粉气体均为N2，工作气体压力为3.0MPa，工作气体温度为600℃，喷涂距离为40mm，喷枪行走速度为400mm/s。
(d)清除送粉器中在(c)步骤中没有喷完的铝粉，再将(a)步骤所得到的纯铜粉末放入冷喷涂送粉器中进行喷涂。以(c)步骤所得到的铝涂层作为基体，采用冷喷涂将纯铜粉末喷涂其表面，冷喷涂工艺为：工作气体和送粉气体均为N2，工作气体压力为3.0MPa，工作气体温度为300℃，喷涂距离为30mm，喷枪行走速度为400mm/s。
本实施例中铝涂层平均厚度为322μm，铜涂层平均厚度为302μm，铝铜复合涂层厚度为324μm。
该实例制备的样品性能测试结果

Claims (2)

1.一种电真空陶瓷管表面冷喷涂铝铜复合涂层的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
①采用气雾方式分别制备铝粉和铜粉，并对铝粉和铜粉进行筛分，得到粒度均在10μm至30μm范围内的两种粉末；
②将氧化铝陶瓷表面用白刚玉砂对其表面进行喷砂粗化处理；再用丙酮进行超声清洗，吹干，去除表面杂质；
③采用冷喷涂将步骤①制得的铝粉末喷涂于氧化铝陶瓷表面，获得铝涂层；
④再以铝涂层作为基体，采用冷喷涂将步骤①制得的铜粉末喷涂于铝涂层表面，获得铝铜复合涂层；
步骤③中的冷喷涂条件如下：工作气体和送粉气体均为N2，工作气体压力为2.0MPa～3.0MPa，工作气体温度为400℃～600℃，喷涂距离为10mm～30mm，喷枪行走速度为100mm/s～400mm/s；
步骤④中的冷喷涂条件如下：工作气体和送粉气体均为N2，工作气体压力为2.0MPa～3.0MPa，工作气体温度为300℃～500℃，喷涂距离为10mm～30mm，喷枪行走速度为100mm/s～400mm/s；
所述的铝铜复合涂层的厚度550μm～650μm。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的铝铜复合涂层与氧化铝陶瓷基体的结合强度大于45MPa。
CN201510287972.8A 2015-05-29 2015-05-29 电真空陶瓷管表面冷喷涂铝铜复合涂层的制备方法 Active CN104928672B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510287972.8A CN104928672B (zh) 2015-05-29 2015-05-29 电真空陶瓷管表面冷喷涂铝铜复合涂层的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510287972.8A CN104928672B (zh) 2015-05-29 2015-05-29 电真空陶瓷管表面冷喷涂铝铜复合涂层的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104928672A CN104928672A (zh) 2015-09-23
CN104928672B true CN104928672B (zh) 2017-11-03

Family

ID=54116090

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510287972.8A Active CN104928672B (zh) 2015-05-29 2015-05-29 电真空陶瓷管表面冷喷涂铝铜复合涂层的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104928672B (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106367750B (zh) * 2016-09-29 2019-04-12 西安交通大学 一种可控气氛冷喷涂制备铜薄膜的方法
US20190364667A1 (en) * 2017-01-17 2019-11-28 Shinshu University Method for manufacturing ceramic circuit board
CN110976893B (zh) * 2019-12-27 2022-05-20 深圳市欣天科技股份有限公司 陶瓷基材表面复合金属层的制备方法
CN111005018B (zh) * 2019-12-27 2021-12-24 深圳市欣天科技股份有限公司 喷涂金属粉末在陶瓷基材表面形成金属涂层的制备方法
CN114075664B (zh) * 2020-08-17 2022-10-11 中国科学院金属研究所 一种冷喷涂制备图形化陶瓷覆铜板的方法
CN114507838A (zh) * 2021-12-29 2022-05-17 海洋石油工程股份有限公司 一种长寿命静态防海生物处理方法
CN115007848B (zh) * 2022-07-01 2023-07-18 长安大学 一种减缓铝铜连接体缝隙腐蚀的涂层及其制备方法和应用
CN116240484A (zh) * 2022-12-15 2023-06-09 江苏鑫华能环保工程股份有限公司 一种铝铜复合焊接材料的制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102059218A (zh) * 2010-12-14 2011-05-18 北京科技大学 一种聚合物基复合材料表面金属化涂层的制备方法及装置
CN103648766A (zh) * 2011-07-11 2014-03-19 日本发条株式会社 层叠体和层叠体的制造方法
CN103828040A (zh) * 2011-09-28 2014-05-28 日本发条株式会社 散热结构体、功率模块、散热结构体的制造方法以及功率模块的制造方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080061792A (ko) * 2006-12-28 2008-07-03 한양대학교 산학협력단 저온 분사 코팅 공정을 이용한 세라믹 ｄｂｃ 기판의제조방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102059218A (zh) * 2010-12-14 2011-05-18 北京科技大学 一种聚合物基复合材料表面金属化涂层的制备方法及装置
CN103648766A (zh) * 2011-07-11 2014-03-19 日本发条株式会社 层叠体和层叠体的制造方法
CN103828040A (zh) * 2011-09-28 2014-05-28 日本发条株式会社 散热结构体、功率模块、散热结构体的制造方法以及功率模块的制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104928672A (zh) 2015-09-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104928672B (zh) 电真空陶瓷管表面冷喷涂铝铜复合涂层的制备方法
TWI240015B (en) Electrostatic chuck member and method of producing the same
KR101932429B1 (ko) 내 플라즈마 코팅막, 이의 제조 방법 및 내 플라즈마성 부품
CN109336647B (zh) 一种用于陶瓷基复合材料的热/环境障涂层及其制备方法
CN109266997B (zh) 一种适用于高温环境的金属工件双层涂层及其制作方法
CN108715988B (zh) 一种兼具热障及抗cmas腐蚀附着的热障涂层及其制备工艺
JP2009235558A (ja) 窒化アルミニウム溶射部材及びその製造方法
WO2011038406A3 (en) Highly electrically conductive surfaces for electrochemical applications and methods to produce same
CN108300959A (zh) 一种喷涂于金属表面的绝缘陶瓷涂层的制备方法
JP2015175285A (ja) 断熱層の形成方法
US11473181B2 (en) Yittrium granular powder for thermal spray and thermal spray coating produced using the same
CN113122795A (zh) 一种半导体用石英的氧化钇涂层的制备方法
CN108554746A (zh) 一种半导体刻蚀腔体用梯度陶瓷溶射层的制备方法
RU2016147509A (ru) Распыляемая мишень
CN105931932B (zh) 一种氮化铝绝缘层阴极热丝的制备方法
CN103253872B (zh) 一种玻璃表面陶瓷涂层的制备方法
CN109554656B (zh) 一种常温大气氛围下致密陶瓷涂层的制备方法和系统
CN101927586B (zh) 一种金属基体表面复合涂层及其制备方法
JP2019515853A (ja) 銅−セラミックス複合材料
CN106929793A (zh) 一种复合材料、在金属基体上喷涂涂层的方法和防腐涂层
JP6661269B2 (ja) コーティング膜を備える構造体およびその製造方法
CN116463628A (zh) 一种树脂基复合材料表面电磁屏蔽涂层及制备方法
CN110735115B (zh) 一种基于电子束辐照的三氧化二铝陶瓷涂层与金属基体的连接方法
JPS61159566A (ja) 金属又はセラミツク基材のコ−テイング方法
TW201927724A (zh) 熱噴塗材料、其熱噴塗皮膜及其製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant