一种陶瓷表面金属化的方法技术

本发明专利技术公开了一种陶瓷表面金属化的方法，包括：将陶瓷基板前处理后放入装有铝溶液的石墨坩埚中进行镀铝处理、第一次镀镍、第二次镀镍，将e所得基板用无水乙醇进行脱水处理20‑30s，然后于50‑70℃干燥2min，再于120‑210℃真空干燥120‑240min，将f所得基板进行高温氧化封闭处理后，最后于50‑70℃干燥2min，即得。通过上述方式，本发明专利技术的陶瓷表面金属化的方法，本发明专利技术中铝或铝合金晶粒与陶瓷晶粒直接生长在一起，形成的薄膜内部组织致密，具有高强度、高耐磨性，且牢固不易脱落。

A METHOD FOR METALLIZATION OF CERAMIC SURFACE

The invention discloses a method for metallization of ceramic surface, which includes: putting the ceramic substrate before and after treatment into a graphite crucible with aluminium solution for aluminium plating, first nickel plating and second nickel plating, dehydrating the e-obtained substrate with anhydrous ethanol for 20 30s, then drying at 50 70C for 2 minutes, then vacuum drying at 120 210 C for 120 240 minutes, and then drying the f-obtained substrate. After high temperature oxidation and sealing treatment, the final product is dried at 50 70 C for 2 minutes. By the above way, the ceramic surface metallization method of the present invention has the advantages of direct growth of aluminium or aluminium alloy grains and ceramic grains, compact internal structure of the film formed, high strength, high wear resistance, and firm and not easy to fall off.

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷表面金属化的方法
本专利技术涉及陶瓷制备加工领域，特别是涉及一种陶瓷表面金属化的方法。
技术介绍
陶瓷具有耐高温、高强度、高耐磨性、高抗腐蚀等许多优良的性能，金属铝具有高比强度、高电导率和塑性好的优点，一般需要在陶瓷表面金属化才能综利用两者的优点，因此在电子封装、汽车工业以及真空工业等领域有着广泛的应用前景，而现有的氧化铝的连接非常困难，且在氧化铝-铝界面上存在非晶态的氧化膜，界面容易形成未连接缺陷。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种陶瓷表面金属化的方法，金属层与陶瓷基结合良好，且膜层的厚度更加均匀，操作性好，可以实现批量制造。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：一种陶瓷表面金属化的方法，包括以下步骤:a.设计并制造石墨坩埚；b.将纯铝置于石墨坩埚中，在真空或惰性气体保护条件下，以5~20℃/min的升温速率加热到730℃~850℃，得到熔融的铝溶液；c.将陶瓷基板前处理后放入装有铝溶液的石墨坩埚中进行镀铝处理；d.第一次镀镍：将c所得基板置于镀液I中，电流1-3A/dm2，镀液温度控制在35-45℃范围内，反应8-15min，控制镀膜厚度在1.5-3um；e、第二次镀镍：将d所得基板置于镀液II中，电流1-5A/dm2，镀液温度控制在45-55℃范围内，反应2-5min，控制镀膜厚度在2-4.5um，镀镍结束后，取出基板；f.将e所得基板用无水乙醇进行脱水处理20-30s，然后于50-70℃干燥2min，再于120-210℃真空干燥120-240min，即得。在本专利技术一个较佳实施例中，步骤c中，镀铝处理条件为：在真空条件下，温度650-730℃，时间18-25min，膜厚：铝1.5-3um。在本专利技术一个较佳实施例中，所述陶瓷基板为氧化物陶瓷、氮化物陶瓷或碳化物陶瓷。在本专利技术一个较佳实施例中，所述陶瓷基板前处理在10%-20%的氢氧化钠溶液中处理3-5分钟，自然风干后烘烤0.5-1小时，然后在室温下超声清洗，取出后用去离子水冲洗。在本专利技术一个较佳实施例中，步骤d中，所述镀液I由以下质量分数的各组分组成：氨基磺酸镍45-55份、氯化镍35-45份、柠檬酸20-30份、润湿剂2-6份、开缸剂1.5-5份、水60-80份。在本专利技术一个较佳实施例中于，所述镀液I的pH值为3-4.5。在本专利技术一个较佳实施例中，步骤e中，所述镀液II由以下质量分数的各组分组成：氨基磺酸镍48-60份、柠檬酸钾12-18份、硼酸4-6份、润湿剂1.5-5份、含磷添加剂0.5-3份、水65-85份。在本专利技术一个较佳实施例中，所述镀液II的pH值为3.5-5。在本专利技术一个较佳实施例中，步骤c中间歇性的来回移动和翻转陶瓷基板，促进金属化层的铺展。在本专利技术一个较佳实施例中，将e所得基板进行高温氧化处理，在350-400℃的温度下烘烤1-3小时，将厚度为2-4.5um的镍层氧化，生成氧化镍层。本专利技术的有益效果是：本专利技术的陶瓷表面金属化的方法，铝或铝合金晶粒与陶瓷晶粒形成的薄膜内部组织致密，具有高强度、高耐磨性，且牢固不易脱落，金属层与陶瓷基结合良好，且膜层的厚度更加均匀，操作性好，可以实现批量制造。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一：一种陶瓷表面金属化的方法，包括以下步骤:a.设计并制造石墨坩埚；b.将纯铝置于石墨坩埚中，在真空或惰性气体保护条件下，以5℃/min的升温速率加热到730℃，得到熔融的铝溶液；c.在镀铝前将氧化物陶瓷基板用10%的氢氧化钠溶液中处理3分钟，自然风干后烘烤0.5小时，然后在室温下超声清洗，取出后用去离子水冲洗，然后在真空条件下，将处理后的陶瓷基板放入装有铝溶液的石墨坩埚中进行镀铝，温度控制在650℃，时间18min，膜厚1.5um，镀铝过程中间歇性的来回移动和翻转陶瓷基板，促进金属化层的铺展；d.第一次镀镍：将c所得基板置于镀液I中，电流1A/dm2，镀液温度控制在35℃范围内，反应8min，控制镀膜厚度在1.5um，镀液I由以下质量分数的各组分组成：氨基磺酸镍45份、氯化镍35份、柠檬酸20份、润湿剂2份、开缸剂1.5份、水60份，镀液I的pH值为3。e、第二次镀镍：将d所得基板置于镀液II中，电流1A/dm2，镀液温度控制在45℃范围内，反应2min，控制镀膜厚度在2um，镀镍结束后，取出基板，镀液II由以下质量分数的各组分组成：氨基磺酸镍48份、柠檬酸钾12份、硼酸4份、润湿剂1.5份、含磷添加剂0.5份、水65份，所述镀液II的pH值为3.5；将二次镀镍后所得基板进行高温氧化处理，在350℃的温度下烘烤1小时，将厚度为2um的镍层氧化，生成氧化镍层。f.将e所得基板用无水乙醇进行脱水处理20s，然后于50℃干燥2min，再于120℃真空干燥120min，即得。实施例二：一种陶瓷表面金属化的方法，包括以下步骤:a.设计并制造石墨坩埚；b.将纯铝置于石墨坩埚中，在真空或惰性气体保护条件下，以12℃/min的升温速率加热到800℃，得到熔融的铝溶液；c.在镀铝前将氧化物陶瓷基板用15%的氢氧化钠溶液中处理4分钟，自然风干后烘烤0.8小时，然后在室温下超声清洗，取出后用去离子水冲洗，然后在真空条件下，将处理后的陶瓷基板放入装有铝溶液的石墨坩埚中进行镀铝，温度控制在700℃，时间20min，膜厚2um，镀铝过程中间歇性的来回移动和翻转陶瓷基板，促进金属化层的铺展；d.第一次镀镍：将c所得基板置于镀液I中，电流2A/dm2，镀液温度控制在40℃范围内，反应12min，控制镀膜厚度在2.5um，镀液I由以下质量分数的各组分组成：氨基磺酸镍50份、氯化镍40份、柠檬酸23份、润湿剂4份、开缸剂2.5份、水70份，镀液I的pH值为3.5。e、第二次镀镍：将d所得基板置于镀液II中，电流3A/dm2，镀液温度控制在50℃范围内，反应4min，控制镀膜厚度在3um，镀镍结束后，取出基板，镀液II由以下质量分数的各组分组成：氨基磺酸镍50份、柠檬酸钾16份、硼酸5份、润湿剂2.5份、含磷添加剂1.5份、水72份，所述镀液II的pH值为4；将二次镀镍后所得基板进行高温氧化处理，在380℃的温度下烘烤1.5小时，将厚度为3um的镍层氧化，生成氧化镍层。f.将e所得基板用无水乙醇进行脱水处理25s，然后于55℃干燥2min，再于150℃真空干燥180min，即得。实施例三：一种陶瓷表面金属化的方法，包括以下步骤:a.设计并制造石墨坩埚；b.将纯铝置于石墨坩埚中，在真空或惰性气体保护条件下，以20℃/min的升温速率加热到850℃，得到熔融的铝溶液；c.在镀铝前将氧化物陶瓷基板用20%的氢氧化钠溶液中处理5分钟，自然风干后烘烤1小时，然后在室温下超声清洗，取出后用去离子水冲洗，然后在真空条件下，将处理后的陶瓷基板放入装有铝溶液的石墨坩埚中进行镀铝，温度控制在730℃，时间25min，膜厚3um，镀铝过程中间歇性的来回移动和翻转陶瓷基板，促进金属化层的铺展；d.第一次镀镍：将c所得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种陶瓷表面金属化的方法，其特征在于，包括以下步骤:a. 设计并制造石墨坩埚；b.将纯铝置于石墨坩埚中，在真空或惰性气体保护条件下，以 5~20℃ /min 的升温速率加热到 730℃ ~850℃，得到熔融的铝溶液；c. 将陶瓷基板前处理后放入装有铝溶液的石墨坩埚中进行镀铝处理；d. 第一次镀镍：将c所得基板置于镀液I中，电流1‑3A/dm 2 ，镀液温度控制在35‑45℃范围内，反应8‑15min，控制镀膜厚度在1.5‑3 um；e、第二次镀镍：将d所得基板置于镀液II中，电流1‑5A/dm 2 ，镀液温度控制在45‑55℃范围内，反应2‑5min，控制镀膜厚度在2‑4.5 um，镀镍结束后，取出基板；f. 将e所得基板用无水乙醇进行脱水处理20‑30s，然后于50‑70℃干燥2min，再于120‑210℃真空干燥120‑240min，即得。

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷表面金属化的方法，其特征在于，包括以下步骤:a.设计并制造石墨坩埚；b.将纯铝置于石墨坩埚中，在真空或惰性气体保护条件下，以5~20℃/min的升温速率加热到730℃~850℃，得到熔融的铝溶液；c.将陶瓷基板前处理后放入装有铝溶液的石墨坩埚中进行镀铝处理；d.第一次镀镍：将c所得基板置于镀液I中，电流1-3A/dm2，镀液温度控制在35-45℃范围内，反应8-15min，控制镀膜厚度在1.5-3um；e、第二次镀镍：将d所得基板置于镀液II中，电流1-5A/dm2，镀液温度控制在45-55℃范围内，反应2-5min，控制镀膜厚度在2-4.5um，镀镍结束后，取出基板；f.将e所得基板用无水乙醇进行脱水处理20-30s，然后于50-70℃干燥2min，再于120-210℃真空干燥120-240min，即得。2.根据权利要求1所述的陶瓷表面金属化的方法，其特征在于，步骤c中，镀铝处理条件为：在真空条件下，温度650-730℃，时间18-25min，膜厚：铝1.5-3um。3.根据权利要求1所述的陶瓷表面金属化的方法，其特征在于，所述陶瓷基板为氧化物陶瓷、氮化物陶瓷或碳化物陶瓷。4.根据权利要求3所述的陶瓷表面金属化的方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张熙茹，杨丽珠，
申请(专利权)人：苏州工业园区职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32