[發(fā)明專利]一種高發(fā)射率涂層及其應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210746040.5
• 申請日: 2022-06-28
• 公開（公告）號: CN114988896A
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉玲;柳彥博;馬壯;孟銘煜
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C04B35/44;C04B35/50;C04B35/622;B64C1/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 謝春超

本發(fā)明屬于涂料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高發(fā)射率涂層及其應(yīng)用。本發(fā)明提供了一種高發(fā)射率涂層，所述高發(fā)射率涂層的制備方法包括以下步驟：將高熵陶瓷材料造粒，得到球形高熵陶瓷材料；以球形高熵陶瓷材料為原料采用等離子噴涂法在基體表面制備高發(fā)射率涂層。本發(fā)明以高熵陶瓷材料制備高發(fā)射率涂層，通過高熵化得到的高構(gòu)型熵可以穩(wěn)定高熵固溶體相，促進(jìn)金屬元素間的相容性，從而得到在高溫下穩(wěn)定的單相結(jié)構(gòu)，保證其在高溫下不會發(fā)生相變。同時，高熵陶瓷材料的高溫穩(wěn)定性能使高發(fā)射率涂層的發(fā)射率在高溫下保持穩(wěn)定，不會隨著溫度的升高而顯著降低。顯著提高了高發(fā)射率涂層的高溫穩(wěn)定性進(jìn)而保證高發(fā)射率涂層的高溫發(fā)射率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于涂料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高發(fā)射率涂層及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

紅外高發(fā)射率陶瓷涂層是一種以紅外輻射換熱為主要散熱途徑的熱防護(hù)涂層。在軍用領(lǐng)域，制備高發(fā)射率涂層已經(jīng)成為降低高超聲速飛行器表面溫度的有效途徑。在民用領(lǐng)域，在工業(yè)窯爐的內(nèi)壁制備發(fā)射率涂層可以減少熱量損失，達(dá)到節(jié)能減排的需求。

LaMgAl₁₁O₁₉陶瓷因具有紅外發(fā)射率高、熔點高、密度小、熱導(dǎo)率低和熱膨脹系數(shù)大，以及斷裂韌性大等特點成為制備紅外高發(fā)射率陶瓷涂層的主要原料。但是利用LaMgAl₁₁O₁₉陶瓷材料制備得到的高發(fā)射率涂層的高溫穩(wěn)定性較差，在高溫下難以保證較長的工作時間。利用LaMgAl₁₁O₁₉陶瓷材料制備得到的高發(fā)射率涂層的在高溫下會大幅降低其紅外發(fā)射率，難以對基體進(jìn)行有效防護(hù)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種高發(fā)射率涂層及其應(yīng)用，本發(fā)明提供的高發(fā)射率涂層具有良好的高溫穩(wěn)定性，在高溫下能夠保持較高的紅外發(fā)射率。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種高發(fā)射率涂層，所述高發(fā)射率涂層的制備方法包括以下步驟：

將高熵陶瓷材料造粒，得到球形高熵陶瓷材料；

以球形高熵陶瓷材料為原料采用等離子噴涂法在基體表面制備高發(fā)射率涂層。

優(yōu)選的，等離子噴涂前還包括：對所述基體進(jìn)行噴砂處理。

優(yōu)選的，所述噴砂處理的壓力為2～6MPa，所述噴砂處理的時間為2～5s。

優(yōu)選的，所述等離子噴涂包括如下工藝參數(shù)：

電流：500～1000A；主氣：40～100SCFH；輔氣：5～20SCFH；載氣：3～12SCFH；噴槍與基體之間的距離：70～150mm；送粉量：2～6r/min；功率：30～60kW；主氣為Ar，輔氣為H₂，載氣為Ar。

優(yōu)選的，所述造粒為噴霧造粒；

所述噴霧造粒包括以下步驟：

將高熵陶瓷材料、分散劑和粘結(jié)劑混合，得到漿料；

將所述漿料進(jìn)行噴霧造粒，得到球形高熵陶瓷材料。

優(yōu)選的，所述噴霧造粒的進(jìn)口溫度為240～280℃，出口溫度為140～160℃，蠕動泵轉(zhuǎn)速為30～50r/min，噴頭轉(zhuǎn)速為30～50r/s。

優(yōu)選的，所述高熵陶瓷材料包括REMgAl₁₁O₁₉；其中RE為La、Nd、Gd、Sm、Pr、Dy、Ce和Eu中的一種或多種。

優(yōu)選的，所述高熵陶瓷材料為(La_0.2Nd_0.2Gd_0.2Sm_0.2M_0.2)MgAl₁₁O₁₉，其中M為Pr、Dy、Ce或Eu。