[发明专利]一种用于防雷的金属半导瓷片及其制备方法

摘要

本发明涉及一种用于防雷的金属半导瓷片及其制备方法，属于半导瓷片制备技术领域。本发明以牡蛎壳为原料，利用钟乳石形成原理在干冰的作用下，先和牡蛎壳中碳酸钙反应生成水溶性的碳酸氢钙并溶于冷凝形成的水珠中滴在纳米二氧化钛表面，在碰撞的瞬间受热分解成碳酸钙沉淀包覆在二氧化钛表面，得到陶瓷基料，再经富含羟基的凤梨汁发酵改性，增加其表面活性沉积位点，最后再在陶瓷基料表面原位沉积镍离子，高温煅烧后即得防雷材料，本发明制备的用于防雷的金属半导瓷片抗腐蚀能力强，防腐蚀率为0.0010～0.0030mm/a，使用寿命长达40年以上；且其防雷效果好，电阻小于2.5Ω。

主权项

一种用于防雷的金属半导瓷片及其制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取1～2kg牡蛎壳用浓度为10%氯化钙溶液反复冲洗2～3h后放入烘箱干燥，将干燥后的牡蛎壳放入气流粉碎机中粉碎20～30min，再将粉碎后的牡蛎壳碎块用刚玉研钵研磨30～40min后过200目筛，得到牡蛎壳粉末；（2）向布氏漏斗的漏斗瓶中加入50～100g纳米二氧化钛粉末，并在布氏漏斗瓶通气口密封的情况下向漏斗瓶中注满干冰，将200～300g上述牡蛎壳粉末放置在布氏漏斗的滤纸上，再将布氏漏斗转入装有1～2L去离子水的无菌手套箱中并密闭手套箱；（3）在手套箱中打开布氏漏斗通气孔，让漏斗瓶中的干冰升华使无菌箱中的水蒸气冷凝成水珠润湿滤纸上的牡蛎壳粉末，润湿牡蛎壳粉末中含有的碳酸钙和升华后的干冰接触，反应生成溶于水的碳酸氢钙，沿着滤纸滴入漏斗瓶中纳米二氧化钛粉末表面，在碰撞的瞬间受热分解成碳酸钙沉淀包覆在纳米二氧化钛粉末表面，如此反应3～4h；（4）待反应结束后取出布氏漏斗瓶中粉末，按固液比为1:5将粉末和凤梨汁混合后装入陶瓷罐中，在30～40℃下自然发酵10～12天后离心分离得到下层沉淀，依次用无水乙醇和去离子水分别冲洗3～5遍后放入烘箱，在55～65℃下干燥30～40min得到钛酸钙粉末，备用；（5）称取30～40g氯化镍和3～5g聚乙烯吡咯烷酮分散于800～900mL质量浓度为70%的乙醇溶液中，用浓度为1mol/L氢氧化钠溶液调节pH至8.5～9.0，放置在摇床上振荡浸渍1～2h得到含镍沉积液；（6）向上述含镍沉积液中加入20～30g备用的钛酸钙粉末，放入高分散乳化剪切机中以4000～5000r/min转速剪切分散30～40min得分散悬浮液，再向悬浮液中加入10～12g次亚磷酸钠在75～85℃下保温搅拌反应过夜，将过夜后的反应液装入布氏漏斗，用去离子水抽滤洗涤20～30min得到滤渣；（7）将上述得到的滤渣先放入烘箱在105～110℃下干燥3～5h，再将干燥后的滤渣注入直径为1～2cm、厚度为3～5mm的不锈钢模具中，用热压机以5～10MPa的压力压制成型，再将其放入箱式电阻炉，在氩气保护下以1000～1100℃的温度保温煅烧2～4h后拆模即得用于防雷的金属半导瓷片。