一种臭氧发生器用板式电极及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种臭氧发生器用板式电极及其制备方法和应用。本发明专利技术包括电极体，电极体包括以下原料高温烧制而成：氧化铝85‑95％，碳酸钙2‑8％，碳酸锶2‑8％；电极体包括陶瓷垫片和导热基板，陶瓷垫片的一面为设有金属层的垫片金属面，另一面为垫片裸露面，导热基板的一面为设有金属层的基板金属面，另一面为基板裸露面，陶瓷垫片的垫片金属面和导热基板的基板金属面连接。本发明专利技术的电极体以氧化铝、碳酸钙和碳酸锶为原料，经过高温烧制而成，致密度非常高，具有优良的耐压性能，是良好的绝缘体，钙离子和锶离子取代部分铝位进入氧化铝的晶体中，增加了介电性质，体积小，介质放电效果好，能量利用率高，放电均匀，臭氧产生浓度高。

A plate electrode for ozone generator and its preparation method and Application

The invention discloses a plate electrode for an ozone generator, a preparation method and application thereof. The present invention includes an electrode body, which is made of alumina 85 95%, calcium carbonate 2 8%, strontium carbonate 2 8%; the electrode body includes a ceramic gasket and a heat conducting substrate, one side of which is a metal surface of a gasket with a metal layer, the other side is a bare surface of a gasket, the other side of which is a metal surface of a substrate with a metal layer, and the other side of the heat conducting substrate is a base. The exposed surface of the plate is connected with the gasket metal surface of the ceramic gasket and the base metal surface of the heat conductive substrate. The electrode body of the present invention is made of alumina, calcium carbonate and strontium carbonate as raw materials and fired at high temperature. It has very high density and excellent voltage resistance. It is a good insulator. Calcium ion and strontium ion replace part of the alumina position and enter the alumina crystal. The dielectric property is increased, the volume is small, the dielectric discharge effect is good, the energy utilization ratio is high, the discharge is even, and ozone is produced. High concentration.

【技术实现步骤摘要】
一种臭氧发生器用板式电极及其制备方法和应用
本专利技术属于高压电极的
，特别是指一种臭氧发生器用板式电极及其制备方法和应用。
技术介绍
臭氧发生器是利用介质阻挡放电法来生产臭氧的设备，包括有若干个臭氧发生单元，每个臭氧发生单元设置有高压电极、接地电极、绝缘介质层和放电气隙；臭氧发生器将数千伏的电压施加到高压电极和接地电极上，将通入放电气隙中的空气或氧气电离，从而产生臭氧。臭氧发生器的电极是臭氧发生器的关键部件，其加工工艺关系到臭氧发生器的性能。影响臭氧发生器性能的主要因素有介电质材料、发生器的结构、电源特性、运行条件等，目前市场上臭氧发生器多为中频电源和管式结构，存在着臭氧浓度低、效率低、电极体积庞大、稳定性差、电耗高等问题，而且，由于材料的原因，仅能在1KHz左右工作，放电间隙在0.5mm以上，放电效率低，在控制高压电极与接地电极同轴度和放电间隙等技术上存在较大困难。
技术实现思路
本专利技术提供一种臭氧发生器用板式电极及其制备方法和应用，解决了现有技术中臭氧发生器的管式电极存在组装技术难度大、放电效率低和能耗高的问题。本专利技术的一种臭氧发生器用板式电极，其主要是通过以下技术方案加以实现的：包括呈平面设置的电极体，所述电极体包括以下质量百分含量的原料高温烧制而成：氧化铝85-95％，碳酸钙2-8％，碳酸锶2-8％；所述电极体包括陶瓷垫片和导热基板，所述陶瓷垫片的一面为设有金属层的垫片金属面，所述陶瓷垫片上在所述基体金属面相对的另一面为垫片裸露面，所述导热基板的一面为设有金属层的基板金属面，所述导热基板上在所述基板金属面相对的另一面为基板裸露面，所述陶瓷垫片的垫片金属面和所述导热基板的基板金属面对接连接。本专利技术的电极体以氧化铝、碳酸钙和碳酸锶为原料，经过高温烧制而成，其致密度非常高，具有优良的耐压性能，是良好的绝缘体，得到了一种具备一定介电性而又具备高的耐压特性的陶瓷电极体，这是一种固溶相低介电陶瓷电极体；通过氧化铝与碳酸锶和碳酸钙的掺杂，氧化铝晶体中的铝位被钙离子和锶离子取代，其不仅具备氧化铝的高强度耐压性，也具备一定的介电性质，介质放电效果好，能量利用率高，放电均匀，臭氧产生浓度高；本专利技术的电极体由陶瓷垫片和导热基板对接连接而成，陶瓷垫片的厚度较薄，而导热基板的厚度较大，两者通过中间金属层链接并一起与高压电源一端连接；导热基板另一侧直接与金属地电极相连，金属地电极形成一个密封的腔体，电极体位于该腔体的一侧，导热基板与该腔体直接连接，陶瓷垫片与该腔体具有一定气流间隙；因为导热基板厚度较大又具有强的绝缘性，防止该电极体被高压直接击穿；而陶瓷垫片的另一侧在与金属地电极形成一个气流间隙，而在高压电源的作用下，在这个陶瓷垫片和金属地电极之间的间隙中产生放电电弧，电离氧气而产生臭氧。作为一种优选的实施方案，所述金属层为银镀层、金镀层、铜镀层、锡镀层中的任意一种。本专利技术的金属层可以为多种，金镀层的导电效果最好，价格高，银镀层的导电效果和价格可以兼顾，铜镀层的导电效果略差，锡镀层的应用也比较广。本专利技术的一种臭氧发生器用板式电极的制备方法，其主要是通过以下技术方案加以实现的：包括以下步骤：1)陶瓷基体的烧制取氧化铝、碳酸钙和碳酸锶，混合，研磨成细粉，得混合粉末，添加混合粉末总质量的5-10％的粘结剂，造粒，压制，烧结，烧结温度为1680-1720℃，烧结时间为3-4h，烧结温度是采用程序升温的方法达到的，得陶瓷基体；2)表面处理对步骤1)所得的陶瓷基体的表面进行打磨，加工，分别得到陶瓷垫片和导热基板；3)去应力处理对步骤2)所得的陶瓷垫片和导热基板，进行高低温冲击去应力处理；4)表面金属化对步骤3)所得的陶瓷垫片和导热基板的一面分别进行金属化处理，在陶瓷垫片的一面形成含有金属层的垫片金属面，垫片金属面相对的另一面为垫片裸露面，导热基板的一面形成含有金属层的基板金属面，基板金属面相对的另一面为基板裸露面；5)电极体的组装取步骤4)所得的陶瓷垫片和导热基板，将垫片金属面和基板金属面对准连接，得电极体。本专利技术以氧化铝为主要成分，并掺杂碳酸钙和碳酸锶，经过1680-1720℃的高温烧制，表面打磨，去应力，表面金属化，并组装而成，这种高温烧制大大提高了其致密度，使其具有优良的耐压性能，是良好的绝缘体，机械强度高；这种表面打磨提高了陶瓷基体表面的平行度和光泽度，保证了放电间隙的精度和放电的均匀度；氧化铝晶体中的铝位被钙离子和锶离子取代，增加其介电性质，使其介质放电效果更佳，能量利用效率更高，这种具有一定介电性质的电极体更能适应高频电源信号；原料来源广泛，成本低廉，制备过程无污染，易于实现产业化；本专利技术的陶瓷垫片和导热基板对接紧密连接，保持固定不能出现错位，其之间不能留有空隙，不允许有气泡，通常情况下，陶瓷垫片和导热基板采用粘接连接，陶瓷垫片和导热基板之间形成粘结层。作为一种优选的实施方案，所述步骤1)中烧结温度采用的程序升温方法为：在10-12h内由室温升温到900-1100℃，保温1-2h，接着，在8-10h内升温到1680-1720℃，保温3-4h。烧结的过程中刚开始温度上升特别缓慢，从而更加充分的去除粘结剂，随着温度的升高，碳酸钙和碳酸锶逐渐开始分解，最后熔化，并与熔化后的氧化铝发生固溶反应，使氧化铝晶体中的铝位被钙离子和锶离子取代，形成一种氧化铝钙锶化合物，是一个具有紧密结构的整体。作为一种优选的实施方案，所述步骤2)中表面经过打磨加工之后的厚度误差不超过0.02mm，表面光洁度不大于0.8。烧制后的陶瓷基体机械强度高，可以采用高精度双面磨床的方式或者是机加工的方式对其进行表面加工，控制其表面的平行度和光洁度，充分保住了放电间隙的精度和放电的均匀度，提高了电极体的综合性能。作为一种优选的实施方案，所述步骤1)中造粒是采用喷雾造粒的方式进行的，喷雾造粒时，混合粉末和粘结剂组成的混合物与水的质量比为1:1-2，进风温度为230-250℃，出风温度为70-90℃。研磨后的细粉，球形度小，造粒之后，可以提高颗粒的球形度，压制过程中颗粒与颗粒之间的距离小，有利于烧结成型，避免了烧结成型后陶瓷基体内部的残留空隙；喷雾造粒操作简单，造粒方便，效率高，造粒后的颗粒球形度好。作为一种优选的实施方案，所述步骤4)中的金属层为银镀层，所述银镀层是利用丝网印刷技术将银浆分别印刷在陶瓷垫片和导热基板的一个面上，然后，经过预烘干和烧银，得银镀层；所述银镀层所用的银浆包括以下质量百分含量的原料：银粉75-85％，环氧树脂10-15％，固化剂2-5％，稀释剂3-5％，玻璃相0-2％，促进剂0-1％，附着力促进剂0-1％，防沉降剂0-1％。采用丝网印刷技术在陶瓷垫片和导热基板上印刷银浆的方法简单，成本低，对设备无特殊要求，印刷后的银镀层厚度均匀一致，提高了电极体的性能。通常情况下，所述银粉的粒径D90不超过2μm，所述环氧树脂为双酚环氧树脂，所述固化剂为酸酐类固化剂，所述稀释剂为乙酸丁酯，所述玻璃相为硅酸盐玻璃粉，所述促进剂为甲基咪唑，所述附着力促进剂为钛酸四乙酯，所述防沉降剂为聚酰胺蜡。本专利技术中，促进剂的作用主要是改善形成镀层的银粉与环氧树脂、固化剂和稀释剂等组成的浆料本身的状态如表面的状态和固化促进等，而附着力促进剂则是改变陶瓷基体表面的状态本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种臭氧发生器用板式电极，其特征在于：包括呈平面设置的电极体，所述电极体包括以下质量百分含量的原料高温烧制而成：氧化铝85‑95％，碳酸钙2‑8％，碳酸锶2‑8％；所述电极体包括陶瓷垫片和导热基板，所述陶瓷垫片的一面为设有金属层的垫片金属面，所述陶瓷垫片上在所述垫片金属面相对的另一面为垫片裸露面，所述导热基板的一面为设有金属层的基板金属面，所述导热基板上在所述基板金属面相对的另一面为基板裸露面，所述陶瓷垫片的垫片金属面和所述导热基板的基板金属面对接连接。

【技术特征摘要】
1.一种臭氧发生器用板式电极，其特征在于：包括呈平面设置的电极体，所述电极体包括以下质量百分含量的原料高温烧制而成：氧化铝85-95％，碳酸钙2-8％，碳酸锶2-8％；所述电极体包括陶瓷垫片和导热基板，所述陶瓷垫片的一面为设有金属层的垫片金属面，所述陶瓷垫片上在所述垫片金属面相对的另一面为垫片裸露面，所述导热基板的一面为设有金属层的基板金属面，所述导热基板上在所述基板金属面相对的另一面为基板裸露面，所述陶瓷垫片的垫片金属面和所述导热基板的基板金属面对接连接。2.根据权利要求1所述的臭氧发生器用板式电极，其特征在于：所述金属层为银镀层、金镀层、铜镀层、锡镀层中的任意一种。3.根据权利要求1或2所述的臭氧发生器用板式电极的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1)陶瓷基体的烧制取氧化铝、碳酸钙和碳酸锶，混合，研磨成细粉，得混合粉末，添加混合粉末总质量的5-10％的粘结剂，造粒，压制，烧结，烧结温度为1680-1720℃，烧结时间为3-4h，烧结温度是采用程序升温的方法达到的，得陶瓷基体；2)表面处理对步骤1)所得的陶瓷基体的表面进行打磨，加工，分别得到陶瓷垫片和导热基板；3)去应力处理对步骤2)所得的陶瓷垫片和导热基板，进行高低温冲击去应力处理；4)表面金属化对步骤3)所得的陶瓷垫片和导热基板的一面分别进行金属化处理，在陶瓷垫片的一面形成含有金属层的垫片金属面，垫片金属面相对的另一面为垫片裸露面，导热基板的一面形成含有金属层的基板金属面，基板金属面相对的另一面为基板裸露面；5)电极体的组装取步骤4)所得的陶瓷垫片和导热基板，将垫片金属面和基板金属面对准连接，得电极体。4.根据权利要求3所述的臭氧发生器用板式电极的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁香鹏，胡汉秋，
申请(专利权)人：青岛国林环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37