[发明专利]耐高热、高电压的石英或高氧化铝管镀金方法,及应用在臭氧发生器的镀金石英或高氧化铝管

说明书

本发明涉及石英管及高氧化铝材质管的涂覆金膜的方法，及利用该方法生产的石英管或高氧化铝管，该石英管或高氧化铝管适合用在以微放电原理制造臭氧的臭氧发生器上。

一般用于商业及工业界的臭氧机多以微放电的方法来制造臭氧。这类臭氧机的工程设计是根据下列的方程式(Manley’s formula)： P = 4 f C v U d [ U m - U d ( 1 + C a C v ) ] ]]>其中：

P代表储存于介电材料间的能量；

f代表电源的频率；

C_v代表电容介电常数；

U_d代表放电电压值；

U_m代表加于电极板的工作电压；

C_a代表空间介电常数。

根据上述方程式可知，电源频率越高则储存于介电材料间的能量越大。在实际上，通常亦以增高电源频率的方式来增加臭氧浓度及产量。

图1为利用微放电产生臭氧的示意图。它包括一对电极2，其中一电极上覆有介电质4，该对电极2连结一交流电源6。当带有氧气(O₂)的气体按图中箭头所示方向通过位于两电极2间的高压放电区时，其中的氧气(O₂)在经过高压放电后会产生臭氧(O₃)。

在微放电过程中所使用的介电材料必须能承受高压电子的冲击及抗臭氧氧化，更重要的是必须能承受高频、高电压的微放电电能耗损所产生的高热。

这类利用高频、高压的微放电产生臭氧的臭氧发生器，其内部通常包含有一重要元件，即臭氧生成管。一般臭氧生成管多以工业上称为pyrex的材质所制成，其管体内圈以硅铁片或不锈钢来导电。这样的结构与介电质(即管壁)的接触不好且电传导不良，因而使臭氧生成管形成局部高热而导致损毁；这是一般臭氧机被诟病不堪长期使用的原因。改进的方法是在管壁镀上金属材料，而如何镀上金属，而且所镀金属为何种材质都是技术的关键所在。由于一般以蒸镀方式镀在臭氧生成管表面的金属膜无法承受高频、高电压电子的冲击，加上管壁上所产生的高热，造成臭氧生成管的使用寿命不长，无法得到令人满意的品质。

本发明的目的是选择较好的管料材质及涂覆金属的种类，并改良如何在该管材上涂覆金属，使管体本身及涂布在管壁上的金属膜都能耐高温，当该涂有金属膜的管体应用在臭氧发生器时能达到延长该臭氧发生器寿命的目的。

本发明涉及商业及工业界以微放电方式产生臭氧的臭氧机中的臭氧生成管金属膜的涂覆方法，是针对臭氧生成管不耐高温的缺点而作的改进。

本发明选择石英管或高氧化铝管作为臭氧生成管的管体材质，并选择黄金作为涂覆于管体材料的涂布材料，主要基于石英或高氧化铝材质可耐高温达1400℃以上及黄金的高导电性，再以炉烧方式将金膜烧成于管体盘。利用此方法所镀成的金膜，因为镀膜的附着力高，在高温及高频、高电压的电子冲击下仍不易毁损及脱落。前述高频的定义是在15KHz至40KHz之间；高电压是峰对峰值10千伏至18千伏之间。

归纳本发明主要特点如下：一、以石英管或高氧化铝管作为介电质，其耐温可达1400℃以上；二、黄金导电性高，结构稳定，可耐高电压电子冲击，并兼具耐高热和抗氧化的特性；三、使用炉烧金膜的方法可在石英管及高氧化铝管镀上厚度在0.06μm以上的黄金膜，同时其附着力高于一般真空蒸镀方法所形成的金膜，且更能耐高热和耐高电压电子冲击而不会产生局部脱落现象；四、制备过程简单。

附图的简单说明：

图1为利用微放电原理产生臭氧的示意图；及