CN115305433A - 一种镍网及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种镍网及其制备方法和应用，涉及镍网技术领域，该镍网由镍网基材和陶瓷层组成，陶瓷层覆盖于镍网基材的结合面，结合面经过喷砂处理得到。该镍网通过喷砂处理的方法使镍网基材的结合面获得较高的洁净度和粗糙度，进而使镍网基材的表面更加活化，提高了陶瓷层和基材的结合强度，不用引入金属层也能使镍网基材和陶瓷层紧密结合。
Description
技术领域
本发明涉及镍网技术领域，特别是涉及一种镍网及其制备方法和应用。
背景技术
采用烧结技术制备MLCC产品时，通常会在待烧结产品下方垫上用于承接待烧结产品的托盘，同时，为了防止待烧结产品与托盘粘接或发生反应，通常会采用表面工程技术在板或垫上覆盖涂层。而表面工程是利用各种机械的、化学的或物理的方法，使材料表面的成分、组织结构或形态发生变化，从而获得所需性能或功能的系统工程。表面工程技术的发展应用对于提高产品寿命和可靠性，提升产品质量，支持高技术发展，以及节约材料、节能环保等方面具有十分重要的意义。
作为表面工程技术的一个重要分支，热喷涂技术近年来发展很快、作用明显，已经成为保护金属材料并赋予其特殊功能的重要表面涂层技术之一，其中，等离子喷涂是以等离子弧为热源的热喷涂方法。但目前市面上的带陶瓷涂层的镍网，用于承接待烧结产品时，其涂层极易局部剥落，导致涂层失效。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种镍网，该镍网通过喷砂处理的方法使镍网基材的结合面获得较高的洁净度和粗糙度，进而使镍网基材的表面更加活化，提高了陶瓷层和基材的结合强度，不用引入金属层也能使镍网基材和陶瓷层紧密结合。
为了达到上述目的，本发明提供了一种镍网，该镍网由镍网基材和陶瓷层组成，所述陶瓷层覆盖于所述镍网基材的结合面，所述结合面经过喷砂处理得到。
本发明人在研究过程中发现，虽然等离子喷涂技术具有高焰流温度、能量集中、稳定性和可控性好等优点，可用来在镍网表面涂覆陶瓷层，但因有陶瓷的热膨胀系数小、韧性差等特点，导致涂层存在孔隙率高、与镍网基材结合强度低等问题，因此，在现有技术中常会出现镍网基材表面的陶瓷层在磨损或腐蚀工况条件下局部剥落、陶瓷层失效的问题。究其原因，若要降低陶瓷层剥落，就要增强陶瓷层和镍网基材之间的结合强度。因此，本发明人在喷涂之前先进行喷砂，通过特定的喷砂工艺条件，使镍网基材表面更加活化，从而提高陶瓷层和镍网基材之间的结合强度。此外，由于使用的基材为镍丝网，其丝径较小，导致其在受热的情况下极易产生形变。本发明严格控制喷涂参数，使各参数之间相互配合，从而得到不会变形的带涂层丝网。
在其中一个实施例中，所述陶瓷层的原料包括以下成分中的至少1种：ZrO2或Al2O3。
在其中一个实施例中，所述陶瓷层的原料为ZrO2，所述ZrO2的纯度为99％，所述陶瓷层的厚度为100-150μm；
或所述陶瓷层的原料为Al2O3，所述Al2O3的纯度为99.5％。
在其中一个实施例中，所述陶瓷层的原料为纯度99％的ZrO2。
采用上述原料的陶瓷层，是因为氧化锆耐高温，而镍与其他金属相比，熔点高，为1453℃，在镍网基材上喷涂氧化锆陶瓷层，能使制备得到的镍网适用于需要在高温下烧结且会和金属反应的陶瓷产品。同时，由于托盘为丝网结构，更有利于气体流通，有利于需要气氛烧结的陶瓷产品。
在其中一个实施例中，所述喷砂处理的磨料包括以下原料中的至少1种：白刚玉砂、棕刚玉砂或锆刚玉砂。
在其中一个实施例中，所述磨料为80-120目。
在其中一个实施例中，所述镍网基材的镍丝丝径为120μm-300μm，所述镍丝的材质为N6。
镍网基材的丝网结构有利于气氛流通，有利于进行气氛烧结，但也因为如此，镍网基材的结构使其非常柔软，若采用常规技术在表面覆盖金属层来实现结合作用，则会因为金属层易卷曲，致使得到的镍网整体卷曲、不平整。
本发明还提供了所述镍网的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
预处理：将镍网基材清洗、烘干；
喷砂：通过磨料对镍网基材的结合面进行喷砂处理，所述喷砂的压力为0.2-0.8Mpa；
喷涂：采用等离子喷涂的方法将陶瓷层的原料覆盖于镍网基材的结合面，即得；所述喷涂的喷涂距离为90-130mm，喷涂电流为510-570A，粉末传送速率为1-7r/min。
采用等离子喷涂的方法，使沉积在镍网基材表面的原料处于完全熔融状态和半熔融状态，喷涂上去的陶瓷层自然具有良好的附着力，并且使镍网具有更长的使用寿命。
在其中一个实施例中，所述喷砂的压力为0.4-0.6Mpa。
在其中一个实施例中，所述喷涂的喷涂距离为100-120mm，喷涂电流为530-550A，粉末传送速率为3-5r/min。
采用上述工艺参数来进行喷砂、喷涂操作，能够使镍网基材的结合面达到较高的洁净度和表面粗糙度，增加后续喷涂涂层与基材的结合强度，且不会使镍网基材丝径变细(若丝网丝径变细，则会增加后续喷涂难度，使其更加容易变形)，正因为镍网基材是丝网结构，丝径较小，易变形，因此需要严格控制喷砂、喷涂参数，否则最终得到的镍网会出现卷曲、不平整的现象。
在其中一个实施例中，所述制备方法还包括在所述预处理步骤之前的裁剪步骤，所述裁剪包括：将镍网基材进行裁剪、折边，折边3-4层网。
在其中一个实施例中，所述预处理步骤中的烘干包括：将镍网基材放于鼓风干燥箱，在40-60℃下干燥30-60min。
本发明还提供了所述镍网的应用，用于烧结MLCC产品。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的一种镍网及其制备方法和应用，该镍网通过喷砂处理的方法使镍网基材的结合面获得较高的洁净度和粗糙度，进而使镍网基材的表面更加活化，提高了陶瓷层和基材的结合强度，不用引入金属层也能使镍网基材和陶瓷层紧密结合，使陶瓷层在后续使用中不会容易局部脱落。同时，该制备方法的制备过程无污染，得到的涂层纯度高。
附图说明
图1为实施例1镍网的平整度观察结果图；
图2为对比例1镍网的平整度观察结果图；
图3为对比例2镍网的平整度观察结果图；
图4为实施例1镍网的电子显微镜观察结果图；
图5为实施例2镍网的电子显微镜观察结果图；
图6为实施例3镍网的电子显微镜观察结果图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
本实施例所用试剂、材料、设备如无特殊说明，均为市售来源；实验方法如无特殊说明，均为本领域的常规实验方法。
实施例1
一种镍网及其制备方法。
该镍网为涂覆了氧化锆陶瓷层的镍网，其制备方法如下。
预处理：将镍网基材用酒精清洗除去其表面的污垢，然后放入鼓风干燥箱，在40℃下干燥60min；
喷砂：将预处理后的镍网基材用120目的刚玉砂，可以理解的，上述刚玉砂本领域技术人员可选择白刚玉砂、棕刚玉砂或锆刚玉砂，在压力0.6Mpa下进行喷砂；
喷涂：将喷砂后的镍网基材放置在基板上，采用等离子喷涂的方法，调整喷涂距离为100mm，喷涂电流为530A，粉末传送速率为3r/min，将氧化锆陶瓷喷涂于喷砂后的镍网基材上，使涂覆的氧化锆陶瓷层厚度为100μm，即得。
实施例2
一种镍网及其制备方法。
该镍网为涂覆了氧化锆陶瓷层的镍网，其制备方法如下。
预处理：将镍网基材用酒精清洗除去其表面的污垢，然后放入鼓风干燥箱，在50℃下干燥50min；
喷砂：将预处理后的镍网基材用100目的刚玉砂，可以理解的，上述刚玉砂本领域技术人员可选择白刚玉砂、棕刚玉砂或锆刚玉砂，在压力0.5Mpa下进行喷砂；
喷涂：将喷砂后的镍网基材放置在基板上，采用等离子喷涂的方法，调整喷涂距离为110mm，喷涂电流为540A，粉末传送速率为4r/min，将氧化锆陶瓷喷涂于喷砂后的镍网基材上，使涂覆的氧化锆陶瓷层厚度为120μm，即得。
实施例3
一种镍网及其制备方法。
该镍网为涂覆了氧化锆陶瓷层的镍网，其制备方法如下。
预处理：将镍网基材用酒精清洗除去其表面的污垢，然后放入鼓风干燥箱，在60℃下干燥30min；
喷砂：将预处理后的镍网基材用80目的刚玉砂，可以理解的，上述刚玉砂本领域技术人员可选择白刚玉砂、棕刚玉砂或锆刚玉砂，在压力0.4Mpa下进行喷砂；
喷涂：将喷砂后的镍网基材放置在基板上，采用等离子喷涂的方法，调整喷涂距离为120mm；喷涂电流为550A；粉末传送速率为5r/min，将氧化锆陶瓷喷涂于喷砂后的镍网基材上，使涂覆的氧化锆陶瓷层厚度为150μm，即得。
对比例1
一种镍网及其制备方法。
该镍网为涂覆了氧化锆陶瓷层的镍网，其制备方法如下。
预处理：将镍网基材用酒精清洗除去其表面的污垢，然后放入鼓风干燥箱，在60℃下干燥30min；
喷砂：将预处理后的镍网基材用40目的刚玉砂，可以理解的，上述刚玉砂本领域技术人员可选择白刚玉砂、棕刚玉砂或锆刚玉砂，在压力0.7Mpa下进行喷砂；
喷涂：将喷砂后的镍网基材放置在基板上，采用等离子喷涂的方法，调整喷涂距离为80mm；喷涂电流为580A；粉末传送速率为10r/min，将氧化锆陶瓷喷涂于喷砂后的镍网基材上，使涂覆的氧化锆陶瓷层厚度为150μm，即得。
其喷涂结束后丝网变形。
对比例2
一种镍网及其制备方法。
该镍网为涂覆了氧化锆陶瓷层的镍网，其制备方法如下。
预处理：将镍网基材用酒精清洗除去其表面的污垢，然后放入鼓风干燥箱，在60℃下干燥30min；
喷砂：将预处理后的镍网基材用80目的刚玉砂，可以理解的，上述刚玉砂本领域技术人员可选择白刚玉砂、棕刚玉砂或锆刚玉砂，在压力0.4Mpa下进行喷砂；
喷涂：1、将喷砂后的镍网基材放置在基板上，采用等离子喷涂的方法，调整喷涂距离为150mm；喷涂电流为530A；粉末传送速率为5r/min，将NiCrAlCoY合金喷涂于喷砂后的镍网基材上，使涂覆的NiCrAlCoY合金厚度为30μm；
2、将喷涂合金后的镍网基材放置在基板上，采用等离子喷涂的方法，调整喷涂距离为120mm；喷涂电流为550A；粉末传送速率为5r/min，将氧化锆陶瓷喷涂于喷砂后的镍网基材上，使涂覆的氧化锆陶瓷层厚度为150μm，即得。
此产品在烧结炉中升温至1000℃、氮气氛围下烧结2h后冷却1次出现网面卷曲情况。
实验例
1、对各实施例、对比例的镍网的平整度进行观察，结果如图1(实施例1)、图2(对比例1)、图3(对比例2)，并采用扫描电子显微镜观察表面形貌，结果如图4(实施例1)、图5(实施例2)、图6(实施例3)所示。各实施例制备得到的镍网，其陶瓷层致密、均匀，未见有金属基材裸露出来。
2、对各实施例的镍网进行烧结试验。
试验方法：将各实施例制备得到的镍网，在升温至1000℃、氮气氛围下烧结2h后冷却，并如此重复30次。
试验结果：各实施例的镍网未出现涂层脱落情况。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种镍网，其特征在于，该镍网由镍网基材和陶瓷层组成，所述陶瓷层覆盖于所述镍网基材的结合面，所述结合面经过喷砂处理得到。
2.根据权利要求1所述的镍网，其特征在于，所述陶瓷层的原料包括以下成分中的至少1种：ZrO2或Al2O3。
3.根据权利要求2所述的镍网，其特征在于，所述陶瓷层的原料为ZrO2，所述ZrO2的纯度为99％，所述陶瓷层的厚度为100-150μm；
或所述陶瓷层的原料为Al2O3，所述Al2O3的纯度为99.5％。
4.根据权利要求1所述的镍网，其特征在于，所述喷砂处理的磨料包括以下原料中的至少1种：白刚玉砂、棕刚玉砂或锆刚玉砂。
5.根据权利要求4所述的镍网，其特征在于，所述磨料为80-120目。
6.根据权利要求1所述的镍网，其特征在于，所述镍网基材的镍丝丝径为120μm-300μm，所述镍丝的材质为N6。
7.权利要求1-6中任一项所述镍网的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：
预处理：将镍网基材清洗、烘干；
喷砂：通过磨料对镍网基材的结合面进行喷砂处理，所述喷砂的压力为0.2-0.8Mpa；
喷涂：采用等离子喷涂的方法将陶瓷层的原料覆盖于镍网基材的结合面，即得；所述喷涂的喷涂距离为90-130mm，喷涂电流为510-570A，粉末传送速率为1-7r/min。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述喷砂的压力为0.4-0.6Mpa。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述喷涂的喷涂距离为100-120mm，喷涂电流为530-550A，粉末传送速率为3-5r/min。
10.权利要求1-6中任一项所述镍网的应用，其特征在于，用于烧结MLCC产品。
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