[发明专利]喷涂静电耗散陶瓷及其制备技术

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷材料和喷涂技术，具体为一种喷涂静电耗散陶瓷及其制备技术。

相关技术

静电在人们的日常生活和生产工作中无处不在，只要存在相互摩擦、接触和分离，就必然会产生静电和静电释放。

在科学技术高速发展的时代，各种微电子、光电子器件的应用日益广泛。静电释放(ESD)会改变半导体元件的电性能，降低其性能甚至造成破坏。静电释放会引起电子系统的紊乱，造成仪器设备故障或失灵。此外，静电释放产生静电火花，成为易燃易爆品生产中的安全隐患，静电电荷还吸附灰尘，污染环境。静电释放在各工业领域造成巨大的经济损失，椐统计，世界上每年仅电子工业中因静电释放所造成的经济损失就达千亿美元。

目前，静电危害已引起人们的高度重视，对静电保护的要求也越来越高。目前应用和研究最多的防静电材料，大多是在聚合物中添加金属或碳黑等导电物质制成，无法满足一些工装、工具等对制造材料的强度和硬度要求，也难以解决这些材料自身存在的易老化、耐磨性差、耐腐蚀性差等问题。静电耗散陶瓷是目前最先进、最安全可靠的防静电材料。而目前销售的静电耗散陶瓷制品，都是在氧化锆基体中添加氧化物导体或半导体作为电阻调节剂，采用传统的粉末冶金方法制造的，不仅工艺复杂，技术要求高，产品机械物理性能较差，生产技术难度较高，成本较高，导致产品价格极为昂贵，而且难以制造大尺寸或形状复杂的产品。

发明内容

本发明提高了一种静电耗散陶瓷及其制备技术。由于静电电荷积累或静电放电都发生在零件或物体表面，因此，只要零件表面具有静电耗散性能，就能起到安全防静电效果。本发明采用等离子喷涂(或其它热喷涂)方法，将静电耗散陶瓷材料喷涂在零件表面，在零件表面形成0.1～2mm的静电耗散陶瓷涂层，所用静电耗散陶瓷为氧化锆10～35％，氧化铝30～85％，氧化钛5～35％。

如图1所示，本发明是在零件基体1表面采用等离子喷涂方法喷涂静电耗散陶瓷涂层3，还可以在基体1和涂层3之间喷涂一层或多层金属过度层，以提高基体和涂层之间的结合强度。静电耗散陶瓷涂层3的厚度为0.1～2mm，表面电阻率为10⁵～10⁹Ω/

所述静电耗散陶瓷涂层的制备方法包括如下步骤：

第一步：将喷涂用氧化锆、氧化铝、氧化钛(或其中2种或3种材料的混合物)粉末按10～35∶30～85∶5～35重量比例混合均匀。

第二步：对零部件表面进行喷砂处理，去掉油污，露出新鲜表面。

第三步：根据零部件基体材料的性能(如硬度、热膨胀系数等)和使用要求确定是否先喷涂一层金属过渡层。

第四步：将混合好的陶瓷粉料放入喷涂送料器中，采用等离子喷涂或其它热喷涂方法把陶瓷粉料尽可能均匀地喷涂在处理后的零件表面。

第五步：根据零件的精度和使用要求，对喷涂表面进行加工，所用加工方法为金刚石砂轮磨削或研磨。

本发明与现有的静电耗散陶瓷制造技术相比，具有如下优点和效果：

(1)产品静电耗散(防静电)性能稳定、长效。

(2)生产技术和工艺比较简单，产品合格率极高。

(3)能大量节约静电耗散陶瓷材料。

(4)能比较方便地制造大尺寸或形状较复杂的防静电产品。

(5)降低制造成本。

本发明不仅保证产品具有优良的防静电性能，还能够极大地提高产品的耐磨性，耐腐蚀性，大大提高产品的使用性能和寿命。本发明可以用于制造各种防静电工具、工装和设备装置，及各领域要求防静电零部件的防静电处理。

附图说明

图1是本发明的静电耗散陶瓷结构示意图

具体实施方法

实施例

(1)按重量比例将喷涂用氧化锆17％，氧化铝65％，氧化钛18％放在一起混合均匀。

(2)加工尺寸为300×400×12铸铁板或钢板，并对一表面进行喷沙处理。

(3)在处理后表面喷涂镍、铬、铝、钇混合金属过渡层0.1mm。

(4)在金属过渡层上采用等离子喷涂方法，喷涂静电耗散陶瓷，涂层厚度为0.2～1mm。

(5)用金刚石砂轮在平面磨床上将静电耗散陶瓷涂层磨平。

经电性能检测，产品表面电阻率为6.8×10⁶Ω/设产品可用做防静电工作台。