一种防污自洁超疏水的陶瓷的制作方法

本实用新型属于陶瓷技术领域，具体涉及一种防污自洁超疏水的陶瓷。

背景技术：

陶瓷材料大多是氧化物、氮化物、硼化物和碳化物等。常见的陶瓷材料有粘土、氧化铝、高岭土等。日用陶瓷如餐具、茶具；艺术陶瓷如花瓶、雕塑品等，应用领域较为广泛。

对于建筑-卫生陶瓷、化工陶瓷、电瓷、特种陶瓷等行业来说，常常会遇到附着较多污垢等问题，而且时间久了，难以清洗彻底；特别是卫浴产品，用一段时间后，上面附着有很多污垢，需要及时清洁，如果需要清洁彻底，就需要费很大的功夫；而且，卫浴很容易留下水珠，使得房间潮气较重。

在化工陶瓷中，比如管道、泵和阀门等由陶瓷材料制成，如果其表面污垢累积，不及时清理，则会容易发生堵塞等问题，给企业生产带来阻碍。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种防污自洁超疏水的陶瓷，它不但具有防污、自动清洁的功能，而且具有超疏水性，能够保证陶瓷表面始终处于干净状态。

本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

包括本体，所述本体表面涂覆有多孔陶瓷涂层，所述多孔陶瓷涂层表面形成有氧化铝膜，所述氧化铝膜表面形成有玻璃粉层，还包括铜层，所述玻璃粉层位于氧化铝膜和所述铜层中间，所述铜层上形成有类荷叶结构铜膜；

其中：

所述玻璃粉层渗入氧化铝膜内形成莫来石相；

所述玻璃粉层包括玻璃粉；

所述多孔陶瓷涂层厚度为1μm～15μm。

进一步的，所述多孔陶瓷涂层的孔隙率是40％～70％。

进一步的，所述多孔陶瓷涂层为二氧化硅涂层、三氧化二铝涂层、氮化硅涂层或碳化硅涂层。

进一步的，所述多孔陶瓷涂层为氮化硅涂层。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1.由于本实用新型中铜层上形成有类荷叶结构铜膜，而类荷叶结构铜膜具有优异的超疏水性和自清洁能力，使得陶瓷表面具备防污、自洁功能；其具体的原理是：因为类荷叶结构铜膜表面具有类荷叶三级分级结构，即具有微米级的乳突结构、亚微米级的凸起结构、纳米级的晶粒结构，其功能与荷叶效应相同。

2.由于本实用新型中多孔陶瓷涂层的孔隙率是40％～70％，一方面多孔陶瓷涂层能够稳定的与本体结合在一起；另一方面，使得玻璃粉层和氧化铝膜在高温下能够进一步与陶瓷本体结合，进而使铜层与陶瓷本体更紧密的结合，提高陶瓷整体强度。

以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型整体结构示意图。

图中：1.铜层；2.玻璃粉层；3.本体；4.氧化铝膜；5.多孔陶瓷涂层；6.类荷叶结构铜膜。

具体实施方式

为进一步阐述本实用新型达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本实用新型的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

现有的管道、卫浴等，在用到陶瓷材料的位置，一旦污垢积累，发生堵塞，很难清理；另一方面，清理时，容易破坏陶瓷，使得管道整体密封性降低。基于此，在现有技术的基础上，合理利用“荷叶效应”相关技术，构成本实用新型方案，具体方案为。

实施例1：

参见图1，一种防污自洁超疏水的陶瓷，包括本体3，所述本体3表面涂覆有多孔陶瓷涂层5，所述多孔陶瓷涂层5为二氧化硅涂层、三氧化二铝涂层、氮化硅涂层或碳化硅涂层。本实施例中，多孔陶瓷涂层5为氮化硅涂层，其主要作用是，为氧化铝膜4与本体3较好的结合提供基础，使其与本体3结合的更好。

另一方面，氮化硅粉末颗粒具有超强的硬度，耐磨损性能极好，本实施例中，用于提高陶瓷本体3整体的硬度，能够避免微碰撞引起的破裂，具有很好的实用耐用性。

所述多孔陶瓷涂层5表面形成有氧化铝膜4，所述氧化铝膜4表面形成有玻璃粉层 2；还包括铜层1，所述玻璃粉层2位于氧化铝膜4和所述铜层1中间，所述铜层1表面形成有类荷叶结构铜膜6；

本实施例中，玻璃粉层2包括硅氧化物，具体的为二氧化硅颗粒；其具体的反应机理是：二氧化硅与氧化铝在高温条件下，生成莫来石相(3Al2O3·2SiO2)，使得氧化铝膜4致密化，从而提高玻璃粉层2与氧化铝膜4结合力；需要解释的是，本实施例中，莫来石相是3Al2O3·2SiO2化合物，其中，氧化铝含量在72％～78％之间波动；另外，玻璃粉层2中还包括氧化铝颗粒，在高温下，铜层1形成的铜液相与玻璃粉层2中的氧化铝共晶，相互渗透，提高了它们之间的结合力。

另外，玻璃粉层2在高温下形成液态玻璃相，液态玻璃相与铜层1之间具有较好的结合能力，液态玻璃相在中间也会形成物理结合，起到焊料的作用。从整体上增强了陶瓷本体3与铜层1之间的结合强度。

本实施例，所述多孔陶瓷涂层5厚度为1μm～15μm，更为具体的是：氮化硅涂层的厚度为10μm。

多孔陶瓷涂层5的孔隙率是40％～70％，利于氧化铝膜4附着在氮化硅涂层上，进一步，使得铜层1与本体3的结合更加稳定。

其实质是，通过热处理使铜层1、多孔陶瓷涂层5与本体3结合一体，整体的结合强度提高。

本实施例，所述铜层1上电刷镀有类荷叶结构铜膜6；由于本实用新型中多孔陶瓷涂层5上电刷镀有类荷叶结构铜膜6，又因为类荷叶结构铜膜6表面具有类荷叶三级分级结构，即具有微米级的乳突结构，亚微米级的凸起结构，纳米级的晶粒结构，所以其具有优异的超疏水性和自清洁能力。参见论文，“孟可可，《仿生超疏水金属表面的制备与性能研究》”。

由上述文献可知，铜层1上电刷镀有类荷叶结构铜膜6，其工艺为通过合理地控制电刷镀工艺参数在光滑的基体铜箔表面制备出具有类荷叶的三级分级结构的表面结构与形貌的类荷叶结构铜膜6，刷镀电压(2.5～4.5V)，并合理控制其他的电刷镀工艺参数，比如电流密度(0.6～2.2mA/mm2)、镀笔移动速度(1～8m/min)、阴阳极间接触压力(1～12KPa)以及刷镀时间(15～40min)，最终实现铜层1表面形成类荷叶结构铜膜6。本实施例中，铜层1厚度为0.2mm～0.5mm；

进一步说明，多孔陶瓷涂层5的孔隙率是40％～70％。由于本实用新型中多孔陶瓷涂层5的孔隙率是40％～70％，一方面多孔陶瓷涂层5能够稳定的与本体3结合在一起；另一方面，通过莫来石相使得铜层1更好的与本体结合为一体，提高其整体性。还需要说明的是本体3为氮化铝陶瓷。

同时，类荷叶结构铜膜6具有很好的导热性能，进而散热效果有所提高，在实际生活中具有较好的实用性能。

本实用新型的陶瓷，在化工陶瓷中比较适用，特别对于具有陶瓷材料的管道、泵、阀门等具备实施条件。

实施例2：

与实施例1不同的是：本实施例不具有多孔陶瓷涂层5，而是，氧化铝膜4直接与本体3结合；在高温下，玻璃粉层2中的二氧化硅颗粒与氧化铝形成莫来石相，进而紧密的与陶瓷本体结合，提高了整体结合强度；当然，应对陶瓷本体表面事先粗糙处理，进一步提高结合强度。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。