一种基体表面镀层的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种基体表面镀层的制备方法，所述制备方法包括：将二氧化硅、金属氧化物和溶剂混合配制成浆料，再将浆料涂覆在基体表面，形成浆料层；将涂覆浆料层的基体进行固化处理，得到含有表面镀层的基体。本发明专利技术所述方法通过浆料涂覆及固化处理的操作工艺，在基体表面形成镀层，对基体起到保护作用，避免应用时可能造成的化学腐蚀及表面裂纹的产生，提高基体的使用寿命；本发明专利技术浆料除了耐高温的二氧化硅，还选择高强度的金属氧化物，有助于提高镀层的强度、韧性及耐温性等性能；所述方法操作简便，成本较低，应用范围较广。应用范围较广。

【技术实现步骤摘要】
一种基体表面镀层的制备方法


[0001]本专利技术属于产品表面加工
，涉及一种基体表面镀层的制备方法。

技术介绍

[0002]石英作为一种重要的陶瓷材料，由于其优良的性能可广泛应用于化工生产领域，例如使用石英舟承载生产原料，使用石英管隔绝环境创造密闭反应空间等，作为光伏、半导体等领域中的容器或载具，上述石英制品加工成形后，通过喷砂或火抛调节制品表面的粗糙度或光洁度，同时去除表面残余应力，但上述表面处理的方式无法对石英制品的表面形成有效保护。
[0003]石英制品在应用时，如使用石英舟直接承载原料，高温条件下石英中杂质会扩散进原料中，造成原料污染；石英炉管在使用时若原料中有磷酸或硼酸，容易对适应表面造成腐蚀而产生裂纹，影响使用寿命；也有可能反应中生成的副产物沉积在石英管内壁上，影响其后续使用或引起表面张力而容易形成裂纹。基于此，需要对石英制品的表面进行保护，通常可采用形成镀层或镀膜的方式，既能隔绝反应原料，还可改善石英制品表面性能，提高石英制品的使用寿命。
[0004]CN 113651542A公开了一种石英舟或石英管表面镀膜的方法，该方包括以下步骤：将液态SiCl4分批加入纯水中，每次加入后搅拌均匀，全部加完后静止，再搅拌均匀，完成配制溶液；将待镀石英舟或石英管腐蚀处理后洗净，氮气吹干，然后浸入SiCl4溶液中，捞出沥干，固定在可旋转装置上；启动可旋转装置，点燃氢氧焰，使外焰煅烧；将煅烧后的石英舟或石英管放置于管式炉内，通氢气或氮气；使用可移动电阻加热器加热，从石英舟或石英管的头部加热到尾部，后关闭加热，冷却；重复加热步骤多次，取出，完成镀膜。该方法镀膜时采用前驱体浸渍的方式，煅烧时因反应容易造成膜层较薄且厚度不均匀，也可能会产生含氯气体，造成二次污染；该方法操作步骤众多，工艺复杂。
[0005]CN 109576630A公开了一种高温稳定热障涂层的制备方法，该方法包括：将置于火焰喷涂设备中的金属粘结涂层喷涂至预热后的镍铬高温合金上，得含粘结层的镍铬高温合金；再将置于火焰喷涂设备中的锆合金陶瓷粉体，喷涂至含粘结层的镍铬高温合金上，得喷涂完毕的镍铬高温合金；将喷涂完毕的镍铬高温合金高温煅烧，得到高温稳定热障涂层；该方法中的涂层包括金属粘结层和锆合金陶瓷层，主要适用于镍铬合金的涂层保护，不一定能够适用于石英制品表面的涂覆保护，应用领域不同。
[0006]综上所述，对于基体产品，尤其是石英类制品的表面镀层的形成，还需要对涂层组成、涂覆工艺进行改进，以制备厚度均匀、性能稳定的镀层，提高石英制品的使用寿命。

技术实现思路

[0007]针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种基体表面镀层的制备方法，所述方法以二氧化硅为主要成分结合金属氧化物配制浆料，涂覆到基体表面后经固化得到表面镀层，对基体起到很好的保护作用，避免基体应用时可能造成的化学腐蚀或残余
的应力，提高其使用寿命。
[0008]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]本专利技术提供了一种基体表面镀层的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0010](1)将二氧化硅、金属氧化物和溶剂混合配制成浆料，再将浆料涂覆在基体表面，形成浆料层；
[0011](2)将步骤(1)涂覆浆料层的基体进行固化处理，得到含有表面镀层的基体。
[0012]本专利技术中，基体产品在应用时，因原料或工艺条件的影响可能会造成腐蚀或产生裂纹而影响和使用寿命，本专利技术通过在基体表面形成镀层而起到保护作用，镀层的制备先将配制的浆料涂覆到表面，再经过固化形成硬化镀层，提高致密度，同时去除内部应力；其中浆料的组成除了耐高温的二氧化硅，还选择高强度的金属氧化物，有助于提高镀层的强度、韧性等机械性能，高性能的镀层更有利于基体使用寿命的提高；所述方法操作简便，成本较低，应用范围较广。
[0013]以下作为本专利技术优选的技术方案，但不作为本专利技术提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本专利技术的技术目的和有益效果。
[0014]作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述二氧化硅和金属氧化物均为粉末状颗粒，其粒径独立地为0.01～50μm，例如0.01μm、0.05μm、0.1μm、0.5μm、1μm、5μm、10μm、20μm、30μm、40μm或50μm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0015]本专利技术中，所述二氧化硅和金属氧化物的粉末经研磨处理得到，较小的颗粒有助于两者的均匀混合以及固化时的紧密结合，得到均一性较强的镀层。
[0016]优选地，所述金属氧化物包括氧化铝、氧化锆、氧化钇、氧化钙、氧化钠或氧化钾中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：氧化铝和氧化锆的组合，氧化锆和氧化钇的组合，氧化铝和氧化钙的组合，氧化钙和氧化钠的组合，氧化铝、氧化锆和氧化钇的组合，氧化钇、氧化钙和氧化钾的组合等。
[0017]本专利技术中，所述金属氧化物的作用在于通过与二氧化硅的反应结合生成相应的氧化物体系相，提高镀层的稳定性和致密性。
[0018]优选地，所述溶剂包括水和/或乙醇。
[0019]作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述浆料包括固相组分和液相组分，所述固相组分的质量分数为20～80wt％，例如20wt％、30wt％、40wt％、50wt％、60wt％、70wt％或80wt％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0020]所述固相组分中二氧化硅的质量分数为35～70wt％，例如35wt％、40wt％、48wt％、55wt％、60wt％、65wt％或70wt％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；金属氧化物的质量分数为30～65wt％，例如30wt％、35wt％、40wt％、45wt％、50wt％、60wt％或65wt％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0021]优选地，步骤(1)所述基体包括石英基体、碳化硅基体、石墨基体或金属基体中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：石英基体和碳化硅基体的组合，碳化硅基体和石墨基体的组合，石墨基体和金属基体的组合，石英基体、碳化硅基体和金属基体的组合等。
[0022]优选地，步骤(1)所述基体的表面为平面或弧面，所述弧面包括圆柱形侧面。
[0023]作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述涂覆的方式包括喷涂或粉刷。
[0024]优选地，步骤(1)所述浆料涂覆后烘干，得到浆料层。
[0025]优选地，所述烘干的温度为50～300℃，例如50℃、80℃、100℃、150℃、200℃、250℃或300℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；时间为10～200min，例如10min、30min、60min、90min、120min、150min、180min或200min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基体表面镀层的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)将二氧化硅、金属氧化物和溶剂混合配制成浆料，再将浆料涂覆在基体表面，形成浆料层；(2)将步骤(1)涂覆浆料层的基体进行固化处理，得到含有表面镀层的基体。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述二氧化硅和金属氧化物均为粉末状颗粒，其粒径独立地为0.01～50μm；所述金属氧化物包括氧化铝、氧化锆、氧化钇、氧化钙、氧化钠或氧化钾中任意一种或至少两种的组合；所述溶剂包括水和/或乙醇。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述浆料包括固相组分和液相组分，所述固相组分的质量分数为20～80wt％；所述固相组分中二氧化硅的质量分数为35～70wt％，金属氧化物的质量分数为30～65wt％。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述基体包括石英基体、碳化硅基体、石墨基体或金属基体中任意一种或至少两种的组合；所述基体的表面为平面或弧面，所述弧面包括圆柱形侧面。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述涂覆的方式包括喷涂或粉刷；所述浆料涂覆后烘干，得到浆料层，所述浆料层的厚度为0.03～500μm。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述固化处理包括烧制、烘烤或干燥中任意一种；所述烧制的方式包括采用烧制炉进行烧制；所述烘烤的方式包括采用火焰枪进行烘烤。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述烧制的温度为700～1350℃，时间为5～120min；所述烘烤的温度为1000～1700℃，时间为1～20min；所述干燥的温度为25～20...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱太荣，庞爱锁，林佳继，张武，
申请(专利权)人：深圳市拉普拉斯能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：