防污陶瓷及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种防污陶瓷及其制备方法。该防污陶瓷包括依次层叠的陶瓷层、打底单元、过渡层和防污层，打底单元的致密度小于陶瓷层的致密度，且从靠近陶瓷层的一侧到远离陶瓷层的一侧，打底单元的致密度逐渐减小，打底单元包括层叠于陶瓷层上的第一打底层，第一打底层的材料与陶瓷层的材料相同，过渡层的材料包含纳米二氧化硅，防污层的材料为含氟化合物。上防污陶瓷的防污层不易脱落。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发电
，特别涉及一种防污陶瓷及其制备方法。
技术介绍
目前，防污陶瓷是将防污膜材料真空蒸镀与陶瓷表面上，这样使得陶瓷表面不容易脏污，但是长时间使用后，防污膜容易脱落。这是因为陶瓷表面和防污膜是通过范德华力连接的，这种作用力极弱，容易被破坏，从而导致防污膜的脱落。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种防污层不易脱落的防污陶瓷。此外，还涉及一种防污陶瓷的一种防污陶瓷，包括依次层叠的陶瓷层、打底单元、过渡层和防污层，所述打底单元的致密度小于所述陶瓷层的致密度，且从靠近所述陶瓷层的一侧到远离所述陶瓷层的一侧，所述打底单元的致密度逐渐减小，所述打底单元包括层叠于所述陶瓷层上的第一打底层，所述第一打底层的材料与所述陶瓷层的材料相同，所述过渡层的材料包含纳米二氧化硅，所述防污层的材料为含氟化合物。在其中一个实施例中，所述陶瓷层的材料选自二氧化锆、三氧化二铝及三氧化二钇中的至少一种。在其中一个实施例中，所述含氟化合物为氟硅烷、全氟聚醚、全氟烷基磺酸盐或氟碳树脂。在其中一个实施例中，所述第一打底层的厚度为1～1000纳米。在其中一个实施例中，所述打底单元还包括层叠于所述第一打底层上的第二打底层，所述第二打底层的材料选自氧化铝、氮化铝、氮化硅、碳化硅、钛酸钡、氧化钛、氧化锆及氧化钇中的至少一种，其中，所述过渡层层叠于所述第二打底层上。一种防污陶瓷的制备方法，包括如下步骤：在陶瓷层上形成打底单元，其中，靠近所述陶瓷层的一侧到远离所述陶瓷层的一侧，所述打底单元的致密度逐渐减小，所述打底单元包括层叠于所述陶瓷层上的第一打底层，所述第一打底层的材料与所述陶瓷层的材料相同；在所述打底单元上形成过渡层，其中，所述过渡层的材料包含纳米二氧化硅；在所述过渡层上形成防污层，其中，所述防污层的材料为含氟化合物。在其中一个实施例中，在所述陶瓷层上形成所述打底单元的步骤之前，还包括对所述陶瓷层的表面进行抛光，以使所述陶瓷层的抛光后的表面的粗糙度为0.1～50纳米。在其中一个实施例中，在所述陶瓷层上形成所述打底单元的方法为真空溅射或真空蒸镀；当在所述陶瓷层上真空溅射形成所述打底单元时，功率为2000～4000W，且所述功率逐渐增大，溅射气压为0.1～1.5Pa，靶基距30～100毫米，氩气流量为100～250sccm，；当在所述陶瓷层上真空蒸镀形成所述打底单元时，真空度为10-1～10-6Pa，蒸镀电流为100～350毫安，蒸镀速率为0.3～30nm/s，且所述蒸镀速率逐渐增大。在其中一个实施例中，在所述打底单元上形成所述过渡层的方法为真空溅射或真空蒸镀；当在所述打底单元上真空溅射形成所述过渡层时，功率为3000～4000W，溅射气压为0.5～2Pa，靶基距30～100毫米，氩气流量为150～300sccm；当在所述打底单元上真空蒸镀形成所述过渡层时，真空度为10-1～10-6Pa，蒸镀电流为150～400毫安，蒸镀速率为0.1～30nm/s。在其中一个实施例中，在所述过渡层上形成所述防污层的方法为真空蒸镀；且所述真空蒸镀的工艺参数为：真空度为10-2～10-7Pa，蒸镀电流为250～600毫安，蒸镀速率为0.1～30nm/s。上述防污陶瓷通过在陶瓷层上设置打底单元，打底单元具体层叠于陶瓷层上的第一打底层，打底单元的致密度小于陶瓷层的致密度，且为了缓解镀层应力，从靠近陶瓷层的一侧到远离陶瓷层的一侧，打底单元的致密度逐渐减小，且第一打底层的材料相同与陶瓷层的材料相同，使得第一打底层能够与陶瓷层牢固的结合，而过渡层的材料包含纳米二氧化硅，由于纳米二氧化硅的分子状态呈三维网状结构，其表面存在着大量不同键合状态的羟基(一般纳米二氧化硅的表面有3种羟基：单身自由硅羟基、连生缔合硅羟基和双生硅羟基)，由于打底单元的材料为陶瓷材料，而陶瓷材料本身就含有金属氧化物，即打底单元含有金属阳离子，纳米二氧化硅表面的羟基能够与打底单元的金属阳离子牢固的结合，使过渡层和打底单元之间通过化学键连接，使得过渡层与打底单元牢固的结合，同时，由而于防污层的材料为含氟化合物，含氟化合物能够与含纳米二氧化硅的过渡层发生脱水反应以结合成含硅官能团，且过渡层中的纳米二氧化硅上的羟基也会与含氟化合物通过脱氢反应形成含硅官能团，即防污层与过渡层之间也是通过化学键连接的，大大提高防污层与过渡层的结合力，换而言之，上述防污陶瓷的相邻两层都是牢固结合在一起的，使得防污层不易脱落。附图说明图1为一实施方式的防污陶瓷的结构示意图；图2为一实施方式的防污陶瓷的制备方法的流程图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳的实施例。但是，本专利技术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专利技术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专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术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，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。如图1所示，一种防污陶瓷100，包括依次层叠的陶瓷层110、打底单元120、过渡层130和防污层140。陶瓷层110的材料选自氧化铝、氮化铝、氮化硅、碳化硅、钛酸钡、氧化钛、氧化锆及氧化钇中的至少一种。陶瓷层110的致密度为96％以上。打底单元120的致密度小于陶瓷层110的致密度，打底单元120的材料为陶瓷材料。其中，从靠近陶瓷层110的一侧到远离陶瓷层110的一侧，打底单元120的致密度逐渐减小，最靠近陶瓷层110的打底单元120与陶瓷层110致密度接近，是为了更好的结合；致密度减小是为了与过渡层130更好的嵌合。最靠近陶瓷层110的一侧的致密度为95％以上，打底单元120离陶瓷层110最远的一侧的致密度为90％以上。其中，打底单元120的厚度为1～1000纳米。其中，打底单元120包括层叠于陶瓷层110上的第一打底层122和层叠于第一打底层122上的第二打底层124。第一打底层122与陶瓷层110的材料相同，以使打底单元120能够与陶瓷层110牢固的粘结在一起。即第一打底层122靠近陶瓷层110的一侧的致密度为95％以上。第二打底层124的材料选自氧化铝、氮化铝、氮化硅、碳化硅、钛酸钡、氧化钛、氧化锆及氧化钇中的至少一种。其中，第二打底层124可以为一个，也可以为多个。多个第二打底层的材料可以相同也可以不相同。离第一打底层122最远的一个第二打底层124远离第一打底层122的一侧的致密度为90％以上。过渡层130层叠于第二打底层124上。过渡层130的材料包含纳米二氧化硅。且过渡层130的材料中的纳米二氧化硅的质量百分含量为95～100％。由于纳米二氧化硅的分子状态呈三维网状结构，其表面存在着大量不同键合状态的羟基(一般纳米二氧化硅的表面有3种羟基：单身自由硅羟基、连生缔合硅羟基和双生硅羟基)，而纳米二氧化硅表面的羟基能够与打底单元120的金属阳离子牢固的结合。另外，纳米二氧化硅在制备过程中也不可能完全脱水，且其本身也易吸附水，也使得纳米二氧化硅的表面有大量的羟基。其中，纳米二氧化硅的粒本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防污陶瓷，其特征在于，包括依次层叠的陶瓷层、打底单元、过渡层和防污层，所述打底单元的致密度小于所述陶瓷层的致密度，且从靠近所述陶瓷层的一侧到远离所述陶瓷层的一侧，所述打底单元的致密度逐渐减小，所述打底单元包括层叠于所述陶瓷层上的第一打底层，所述第一打底层的材料与所述陶瓷层的材料相同，所述过渡层的材料包含纳米二氧化硅，所述防污层的材料为含氟化合物。

【技术特征摘要】
1.一种防污陶瓷，其特征在于，包括依次层叠的陶瓷层、打底单元、过渡层和防污层，所述打底单元的致密度小于所述陶瓷层的致密度，且从靠近所述陶瓷层的一侧到远离所述陶瓷层的一侧，所述打底单元的致密度逐渐减小，所述打底单元包括层叠于所述陶瓷层上的第一打底层，所述第一打底层的材料与所述陶瓷层的材料相同，所述过渡层的材料包含纳米二氧化硅，所述防污层的材料为含氟化合物。2.根据权利要求1所述的防污陶瓷，其特征在于，所述陶瓷层的材料选自氧化铝、氮化铝、氮化硅、碳化硅、钛酸钡、氧化钛、氧化锆及氧化钇中的至少一种。3.根据权利要求1所述的防污陶瓷，其特征在于，所述含氟化合物为氟硅烷、全氟聚醚、全氟烷基磺酸盐或氟碳树脂。4.根据权利要求1所述的防污陶瓷，其特征在于，所述第一打底层的厚度为1～1000纳米。5.根据权利要求1所述的防污陶瓷，其特征在于，所述打底单元还包括层叠于所述第一打底层上的第二打底层，所述第二打底层的材料选自氧化铝、氮化铝、氮化硅、碳化硅、钛酸钡、氧化钛、氧化锆及氧化钇中的至少一种，其中，所述过渡层层叠于所述第二打底层上。6.一种防污陶瓷的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在陶瓷层上形成打底单元，其中，靠近所述陶瓷层的一侧到远离所述陶瓷层的一侧，所述打底单元的致密度逐渐减小，所述打底单元包括层叠于所述陶瓷层上的第一打底层，所述第一打底层的材料与所述陶瓷层的材料相同；在所述打底单元上形成过渡层，其中，所述过渡层的材料包含纳米二氧化硅；在所述过渡层上形成防污层，其中，所述防污层的材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：马艳红，
申请(专利权)人：潮州三环集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44