專利名稱：耐高熱、高電壓的石英或高氧化鋁管鍍金方法,及應用在臭氧發(fā)生器的鍍金石英或高氧化鋁管的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及石英管及高氧化鋁材質管的涂覆金膜的方法，及利用該方法生產的石英管或高氧化鋁管，該石英管或高氧化鋁管適合用在以微放電原理制造臭氧的臭氧發(fā)生器上。
一般用于商業(yè)及工業(yè)界的臭氧機多以微放電的方法來制造臭氧。這類臭氧機的工程設計是根據下列的方程式(Manley’s formula)P=4fCvUd[Um-Ud(1+CaCv)]]]>其中P代表儲存于介電材料間的能量；f代表電源的頻率；Cv代表電容介電常數；Ud代表放電電壓值；Um代表加于電極板的工作電壓；Ca代表空間介電常數。
根據上述方程式可知，電源頻率越高則儲存于介電材料間的能量越大。在實際上，通常亦以增高電源頻率的方式來增加臭氧濃度及產量。


圖1為利用微放電產生臭氧的示意圖。它包括一對電極2，其中一電極上覆有介電質4，該對電極2連結一交流電源6。當帶有氧氣(O2)的氣體按圖中箭頭所示方向通過位于兩電極2間的高壓放電區(qū)時，其中的氧氣(O2)在經過高壓放電后會產生臭氧(O3)。
在微放電過程中所使用的介電材料必須能承受高壓電子的沖擊及抗臭氧氧化，更重要的是必須能承受高頻、高電壓的微放電電能耗損所產生的高熱。
這類利用高頻、高壓的微放電產生臭氧的臭氧發(fā)生器，其內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業(yè)上稱為pyrex的材質所制成，其管體內圈以硅鐵片或不銹鋼來導電。這樣的結構與介電質(即管壁)的接觸不好且電傳導不良，因而使臭氧生成管形成局部高熱而導致?lián)p毀；這是一般臭氧機被詬病不堪長期使用的原因。改進的方法是在管壁鍍上金屬材料，而如何鍍上金屬，而且所鍍金屬為何種材質都是技術的關鍵所在。由于一般以蒸鍍方式鍍在臭氧生成管表面的金屬膜無法承受高頻、高電壓電子的沖擊，加上管壁上所產生的高熱，造成臭氧生成管的使用壽命不長，無法得到令人滿意的品質。
本發(fā)明的目的是選擇較好的管料材質及涂覆金屬的種類，并改良如何在該管材上涂覆金屬，使管體本身及涂布在管壁上的金屬膜都能耐高溫，當該涂有金屬膜的管體應用在臭氧發(fā)生器時能達到延長該臭氧發(fā)生器壽命的目的。
本發(fā)明涉及商業(yè)及工業(yè)界以微放電方式產生臭氧的臭氧機中的臭氧生成管金屬膜的涂覆方法，是針對臭氧生成管不耐高溫的缺點而作的改進。
本發(fā)明選擇石英管或高氧化鋁管作為臭氧生成管的管體材質，并選擇黃金作為涂覆于管體材料的涂布材料，主要基于石英或高氧化鋁材質可耐高溫達1400℃以上及黃金的高導電性，再以爐燒方式將金膜燒成于管體盤。利用此方法所鍍成的金膜，因為鍍膜的附著力高，在高溫及高頻、高電壓的電子沖擊下仍不易毀損及脫落。前述高頻的定義是在15KHz至40KHz之間；高電壓是峰對峰值10千伏至18千伏之間。
歸納本發(fā)明主要特點如下一、以石英管或高氧化鋁管作為介電質，其耐溫可達1400℃以上；二、黃金導電性高，結構穩(wěn)定，可耐高電壓電子沖擊，并兼具耐高熱和抗氧化的特性；三、使用爐燒金膜的方法可在石英管及高氧化鋁管鍍上厚度在0.06μm以上的黃金膜，同時其附著力高于一般真空蒸鍍方法所形成的金膜，且更能耐高熱和耐高電壓電子沖擊而不會產生局部脫落現象；四、制備過程簡單。
元組件編號的說明2電極4介電質6交流電源10 臭氧生成管12 管體14 金膜優(yōu)選實施例說明圖2為臭氧生成管10的示意圖，其中該管體12使用的較好的材質為石英或高氧化鋁，主要取其耐高溫的特性，約可達1400℃以上，管體12表面涂布有金膜14。
將金膜14鍍在管體12表面的步驟主要為涂膜材料的準備；被鍍管體12的清洗及干燥；將涂膜材料涂刷在管體12的表面上；涂刷后再予以干燥；置于爐中燒成至預定的時間后，由爐中取出在室溫下冷卻后即完成本發(fā)明的鍍金步驟。
在本發(fā)明的鍍金方法中，首先需注意工作環(huán)境清潔，避免任何雜質，如空氣中的灰塵、漂浮微粒等沾在被鍍管體12的表面上，這類雜質對后續(xù)鍍膜的附著情況產生不利的影響。
本方法所使用的含金涂料優(yōu)選為含金10～11％的氯化金(AuCl3)，稀釋液可采用含硫的揮發(fā)性油，俗稱油香膏。該兩種原料在市面上都有銷售，材料的取得相當容易。
石英管或高氧化鋁管需經過清洗以去除管體表面上的油污、雜質，再經過干燥的程序即可進行涂刷。將準備好的氯化金(AuCl3)溶液涂刷在管體12表面上。涂刷金膜后的管體12需在室溫下干燥約三十分鐘，方可入爐燒成。入爐燒成之前還須特別注意涂刷的金膜是否均勻。入爐燒成是采用高溫的上釉陶瓷燒成方法，爐內溫度需維持在780～880℃，燒成時間需10至14小時，最優(yōu)選的燒成時間仍需視實際燒成管徑大小及爐大小而定。燒成后當爐內溫度降至110℃以下，或更優(yōu)選為100℃以下時，將燒成的管體12由爐中取出，并在室溫下冷卻。形成的金膜14厚度需在0.06μm以上時才算合格品，因為厚度不足將影響其使用的壽命。
上述本發(fā)明的方法和特征，經詳細說明及例示后，將更為具體，需要強調的是，該實施例僅作為例示用以說明本發(fā)明的較好操作狀態(tài)，而非用以限制本發(fā)明的范圍，其他任何不脫離本發(fā)明實質的改良或變更，都應仍屬本發(fā)明保護的范圍。
權利要求
1.一種耐高熱、高電壓的石英或高氧化鋁管鍍金方法，包括調制含金涂料；清洗石英或高氧化鋁管；將該石英或高氧化鋁管干燥；將調制好的含金涂料涂刷在該石英或高氧化鋁管上形成涂膜；將該石英或高氧化鋁管干燥；檢查干燥后的該石英或高氧化鋁管涂漠是否均勻，并剔除有缺陷者；將該干燥后的石英或高氧化鋁管放入爐中進行燒成10至14小時，并使爐中溫度保持780至880℃之間及待爐中溫度降為110℃以下時，將該石英或高氧化鋁管取出，并在室溫下冷卻。
2.根據權利要求1所述的方法，其中使用的含金涂料為含10～11％的氯化金(AuCl3)，稀釋液為含硫的揮發(fā)性油，即油香膏。
3.根據權利要求2所述的方法，其中該石英或高氧化鋁管在涂刷金膜后在室溫下的干燥時間為30分鐘。
4.根據權利要求3所述的方法，其中在爐中燒成的時間為12小時。
5.根據權利要求4所述的方法，其中待爐中溫度降為100℃以下時，將石英或高氧化鋁管取出，并在室溫下冷卻。
6.根據權利要求5所述的方法，其中管體表面燒成的金膜厚度大于0.06μm。
7.一種應用在臭氧發(fā)生器的鍍金石英或高氧化鋁管，其管壁表面上的金膜是用權利要求1所述的方法形成的。
8.一種應用在臭氧發(fā)生器的鍍金石英或高氧化鋁管，其管壁表面上的金膜是用權利要求5所述的方法形成的。
9.根據權利要求8所述的鍍金石英或高氧化鋁管，其金膜的厚度至少為0.06μm。
全文摘要
本發(fā)明涉及廣泛用于商業(yè)及工業(yè)界以微放電方式產生臭氧的臭氧機中的臭氧生成管金屬膜的涂覆方法。本方法主要是以石英或高氧化鋁作為臭氧生成管的材質,并在管面上涂以含金涂料,再經過溫度及時間控制的爐燒等步驟在管表面上鍍上一層金膜。利用本發(fā)明的方法制造的臭氧生成管,可以改善常用臭氧生成管在微放電時不耐高熱的缺點,以延長臭氧生成管的使用壽命。
文檔編號C04B41/51GK1370762SQ01104080
公開日2002年9月25日 申請日期2001年2月20日 優(yōu)先權日2001年2月20日
發(fā)明者劉輝堂, 黃寬朗 申請人:劉輝堂, 黃寬朗