一种玻璃表面陶瓷涂层的制备方法[发明专利]

*CN103253872A*

(10)申请公布号(10)申请公布号 CN 103253872 A(43)申请公布日 2013.08.21

(12)发明专利申请

(21)申请号 201310153782.8(22)申请日 2013.04.27

(71)申请人北京工业大学

地址100124 北京市朝阳区平乐园100号(72)发明人李红 滕海柱 栗卓新 李辉

杨海鑫(74)专利代理机构北京思海天达知识产权代理

有限公司 11203

代理人刘萍(51)Int.Cl.

C03C 17/23(2006.01)C23C 4/10(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页 附图1页权利要求书1页 说明书3页 附图1页

(54)发明名称

一种玻璃表面陶瓷涂层的制备方法(57)摘要

一种玻璃表面陶瓷涂层的制备方法，属于表面处理技术领域。其特征在于，该制备方法包括如下步骤：a）喷涂粉料准备，b）玻璃前处理，c）喷涂陶瓷层；所述的步骤a）中，喷涂粉料为氧化钇部分稳定氧化锆或氧化铝；所述的步骤b）中，玻璃基体选用钢化玻璃，玻璃前处理包括喷砂处理、超声波洗涤、去离子水清洗以及烘干处理；所述的步骤c）中，采用大气等离子喷涂工艺，采用喷枪垂直于竖直装卡玻璃的送粉方式。该制备方法工序安排合理，制备成本适中，制得陶瓷涂层与玻璃基体结合强度较高，热匹配性较好，成功实现对玻璃材料和金属材料进行匹配过渡的目的。CN 103253872 ACN 103253872 A

权 利 要 求 书

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1.一种玻璃表面陶瓷涂层的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：a）喷涂粉料准备，b）玻璃前处理，c）喷涂陶瓷层；

所述的步骤a）中，喷涂粉料为氧化钇部分稳定氧化锆或氧化铝；所述的步骤b）中，玻璃基体选用钢化玻璃，玻璃前处理包括喷砂处理、超声波洗涤、去离子水清洗以及烘干处理；

所述的步骤c）中，采用大气等离子喷涂工艺，采用喷枪垂直于竖直装卡玻璃的送粉方式；

所述的玻璃需预热至100℃-200℃，喷枪移动速度为500mm/s，喷枪喷口与玻璃表面距离控制在80-120mm，喷涂电流为550-650A，喷涂电压为60-70V；

喷枪喷射喷涂粉料时，送粉气体选用Ar，流量为32-40L/min，送粉率为30-40g/min，涂层每沉积40-50μm需对玻璃进行停枪风冷。

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说 明 书

一种玻璃表面陶瓷涂层的制备方法

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技术领域

本发明涉及一种陶瓷涂层的制备方法，尤其涉及一种玻璃表面陶瓷涂层的制备方

法，属于表面处理技术领域。

[0001]

背景技术

玻璃作为一种传统脆性材料，具有优良的透明性和折光性，硬度高，抗压强度高，化学稳定性佳，特制玻璃还具有吸热、耐热、防爆、防弹、导电、防辐射等一系列特殊性能。在日用器皿、建筑工程、仪器仪表、汽车、机电、国防、电子行业等领域应用广泛。[0003] 然而玻璃材料的延性和冲击韧性低、耐热冲击能力弱、加工性能差、突发事故多等缺点增大了在制作加工中的难度，妨碍了其在工程结构中的广泛应用。因此在许多场合下，玻璃材料通常需要同塑性、韧性高，抗冲击能力强的金属材料组成复合结构形式来满足应用要求。

[0004] 由于建筑、汽车行业越来越多使用的安全玻璃如钢化玻璃，使用温度不得高于200 ~300℃，且传统胶接技术存在易老化、受温度、湿度等环境因素影响接头强度下降，结构失效的缺点，人们开始考虑通过玻璃表面预金属化以冶金结合的方式与金属形成连接。但是金属材料与玻璃材料的化学成分和物理性能有很大差别，有必要使用化学成分和物理性能介于二者之间的材料进行匹配过渡。

[0002]

发明内容

针对上述需求，本发明提供了一种玻璃表面陶瓷涂层的制备方法，该制备方法工

序安排合理，制备成本适中，制得的陶瓷涂层与玻璃基体结合强度较高，热匹配性较好，成功实现对玻璃材料和金属材料进行匹配过渡的目的。[0006] 本发明是一种玻璃表面陶瓷涂层的制备方法，该制备方法包括如下步骤：a）喷涂粉料准备，b）玻璃前处理，c）喷涂陶瓷层。[0007] 所述的步骤a）中，喷涂粉料为氧化钇部分稳定氧化锆或氧化铝；[0008] 所述的步骤b）中，玻璃基体选用钢化玻璃，玻璃前处理包括喷砂处理、超声波洗涤、去离子水清洗以及烘干处理；[0009] 所述的步骤c）中，采用大气等离子喷涂工艺，采用喷枪垂直于竖直装卡玻璃的送粉方式；

[0010] 所述的玻璃需预热至100℃-200℃，喷枪移动速度为500mm/s，喷枪喷口与玻璃表面距离控制在80-120mm，喷涂电流为550-650A，喷涂电压为60-70V；喷枪喷射喷涂粉料时，送粉气体选用Ar，流量为32-40L/min，送粉率为30-40g/min，涂层每沉积40-50μm需对玻璃进行停枪风冷。

[0005]

本发明揭示了一种玻璃表面陶瓷涂层的制备方法，该制备方法工序安排合理，制

备成本适中，制得陶瓷涂层与玻璃基体结合强度较高，热匹配性较好，成功实现对玻璃材料和金属材料进行匹配过渡的目的。

[0011]

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说 明 书

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附图说明

[0012]

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：图1是本发明实施例玻璃表面陶瓷涂层的制备方法的工序步骤图。

具体实施方式

[0013] 本发明选用苏尔寿美科9MB等离子喷涂设备，下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

[0014] 图1是本发明实施例玻璃表面陶瓷涂层的制备方法的工序步骤图；该制备方法包括如下步骤：a）喷涂粉料准备，b）玻璃前处理，c）喷涂陶瓷层。

实施例1

[0015] 本发明提及的玻璃表面陶瓷涂层的制备方法的具体实施步骤如下：

a）准备喷涂粉料，该喷涂粉料选择氧化钇部分稳定氧化锆粉末，颗粒度为200-325目；喷涂前需将粉料在80℃的温度下中烘干1小时；

b）玻璃前处理，玻璃基体选用钢化玻璃，玻璃前处理包括喷砂处理、超声波洗涤、去离子水清洗以及烘干处理；喷砂选用60目的棕刚玉，喷砂距离100mm，喷砂压力0.5MPa，喷砂角45°，表面粗糙度Ra值约为6.33；超声波洗涤时采用丙酮作为洗涤剂，清洗时间为15分钟，可去除玻璃表面的各类油污和油脂；烘箱内的烘干温度控制在80℃左右，时间为10分钟；

c）喷涂陶瓷层，陶瓷涂层采用大气等离子喷涂工艺进行制备；玻璃基体需预热至100℃， 采用喷枪垂直于竖直装卡玻璃的送粉方式，喷枪前和玻璃基体背面开冷却气进行冷却；喷枪移动速度为500mm/s，喷枪喷口与玻璃表面距离控制在100mm，喷涂电流600A，喷涂电压为70V，送粉气体选用Ar，流量为40L/min，送粉率为30g/min，涂层每沉积40-50μm需对玻璃进行停枪风冷。涂层孔隙率为8.9%，结合强度达到8.8MPa。

实施例2

[0015] 本发明提及的玻璃表面陶瓷涂层的制备方法的具体实施步骤如下：a）准备喷涂粉料，该喷涂粉料选择氧化钇部分稳定氧化锆粉末，颗粒度为200-325目；喷涂前需将粉料在80℃的温度下中烘干1小时；

b）玻璃前处理，玻璃基体选用钢化玻璃，玻璃前处理包括喷砂处理、超声波洗涤、去离子水清洗以及烘干处理；喷砂选用100目的棕刚玉，喷砂距离100mm，喷砂压力0.5MPa，喷砂角45°，表面粗糙度Ra值约为3.94；超声波洗涤时采用丙酮作为洗涤剂，清洗时间为15分钟，可去除玻璃表面的各类油污和油脂；烘箱内的烘干温度控制在80℃左右，时间为10分钟；

c）喷涂陶瓷层，陶瓷涂层采用大气等离子喷涂工艺进行制备；玻璃基体需预热至150℃， 采用喷枪垂直于竖直装卡玻璃的送粉方式，喷枪前和玻璃基体背面开冷却气进行冷却；喷枪移动速度为500mm/s，喷枪喷口与玻璃表面距离控制在110mm，喷涂电流650A，喷涂电压为65V，送粉气体选用Ar，流量为40L/min，送粉率为40g/min，涂层每沉积40-50μm

结合强度达到8.5MPa。需对玻璃进行停枪风冷。涂层孔隙率为8.1%，

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说 明 书

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实施例3

[0016] 本发明提及的玻璃表面陶瓷涂层的制备方法的具体实施步骤如下：

a）准备喷涂粉料，该喷涂粉料选择氧化铝粉末，颗粒度为200-400目；喷涂前需将粉料在80℃的温度下中烘干1小时；

b）玻璃前处理，玻璃基体选用钢化玻璃，玻璃前处理包括喷砂处理、超声波洗涤、去离子水清洗以及烘干处理；喷砂选用100目的棕刚玉，喷砂距离100mm，喷砂压力0.5MPa，喷砂角45°，表面粗糙度Ra值约为3.94；超声波洗涤时采用丙酮作为洗涤剂，清洗时间为15分钟，可去除玻璃表面的各类油污和油脂；烘箱内的烘干温度控制在80℃左右，时间为10分钟；

c）喷涂陶瓷层，陶瓷涂层采用大气等离子喷涂工艺进行制备；玻璃基体需预热至150℃， 采用喷枪垂直于竖直装卡玻璃的送粉方式，喷枪前和玻璃基体背面开冷却气进行冷却；喷枪移动速度为500mm/s，喷枪喷口与玻璃表面距离控制在80mm，喷涂电流550A，喷涂电压为65V，送粉气体选用Ar，流量为32L/min，送粉率为30g/min，涂层每沉积40-50μm需对玻璃进行停枪风冷。涂层孔隙率为6.9%，结合强度达到9.8MPa。

实施例4

[0016] 本发明提及的玻璃表面陶瓷涂层的制备方法的具体实施步骤如下：a）准备喷涂粉料，该喷涂粉料选择氧化铝粉末，颗粒度为200-400目；喷涂前需将粉料在80℃的温度下中烘干1小时；

b）玻璃前处理，玻璃基体选用钢化玻璃，玻璃前处理包括喷砂处理、超声波洗涤、去离子水清洗以及烘干处理；喷砂选用60目的棕刚玉，喷砂距离100mm，喷砂压力0.5MPa，喷砂角45°，表面粗糙度Ra值约为6.33；超声波洗涤时采用丙酮作为洗涤剂，清洗时间为15分钟，可去除玻璃表面的各类油污和油脂；烘箱内的烘干温度控制在80℃左右，时间为10分钟；

c）喷涂陶瓷层，陶瓷涂层采用大气等离子喷涂工艺进行制备；玻璃基体需预热至200℃， 采用喷枪垂直于竖直装卡玻璃的送粉方式，喷枪前和玻璃基体背面开冷却气进行冷却；喷枪移动速度为500mm/s，喷枪喷口与玻璃表面距离控制在120mm，喷涂电流600A，喷涂电压为60V，送粉气体选用Ar，流量为40L/min，送粉率为40g/min，涂层每沉积40-50μm需对玻璃进行停枪风冷。涂层孔隙率为7.4%，结合强度达到10.1MPa。

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说 明 书 附 图

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图1

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