一种耐高温低发射率涂层的结合强度测试方法技术

本发明专利技术涉及一种耐高温低发射率涂层的结合强度测试方法，包括以下步骤：步骤1：准备多个不同质量的圆形试柱；步骤2：使用无机粘结剂将耐高温低发射率涂层与第一个试柱相粘接，完成样品制备；步骤3：将样品固化后，再将样品倒扣于试验架上；步骤4：将试验架置于热处理装置中，升温至400℃以上进行热处理30min，观测试柱是否掉落；步骤5：当试柱掉落时，计算耐高温低发射率涂层的抗拉伸断裂强度；当所述试柱不掉落时，将下一个试柱与耐高温低发射率涂层相粘结，完成样品制备，重复步骤3‑5。本发明专利技术所述方法可以用于表征耐高温涂层在高温下的附着力，解决了传统附着力只能在400℃以下测试的问题，且操作简单、方便，具有广泛地运用前景和实用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温低发射率涂层的结合强度测试方法
本专利技术属于材料高温力学性能测试
，具体涉及一种耐高温低发射率涂层的结合强度测试方法。
技术介绍
在耐高温低发射率材料体系当中，有机耐高温低发射率涂层具有实用性广、制造成本低、易施工、易维护和红外反射性能优异等优势。因而，有机低发射率涂层在红外隐身等诸多领域具有广阔的应用前景。同时，在军事装备领域，有机红外低发射率涂层是唯一技术相对成熟、并且实现装备应用的红外隐身材料。通过在装备蒙皮表面涂覆低发射率涂层的方式，可显著抑制装备表面的红外热辐射强度，使其与背景环境的红外辐射强度相接近，降低被各类红外探测器发现和识别的概率。但是对在高速飞行环境下的飞行器而言，其飞行器表面与空气摩擦形成激波，进而产生气动加热过程；由于空气压缩，在局部位置可形成高温气团使得飞行器表面蒙皮的温度急剧升高，且存在大量高温气流冲刷的现象。在该环境下，涂层的耐温性能和高温下的力学机械性能相当重要。目前常规的机械设备无法直接检测涂层在400℃以上的高温力学性能，因此涂层在高温下的力学性能测试成为当前研究的难点和重点。在有机耐高温涂层方面，现有中国专利《一种耐高温红外低发射率涂料及其制备方法》(授权号：CN108913018A)中公开了一种耐高温低发射率涂料的制备方法，通过添加低熔点玻璃粉的方式，成功制备了能耐500℃的低发射率涂层。不足之处在于，其高温力学性能是将涂层在高温热处理后，再按照色漆和清漆附着力测试标准GB/T5210-2006进行测试，该测试方式是将涂层热处理后，对涂层进行附着力测试。该测试方式虽然能够表征涂层在高温处理后的附着力变化趋势，但是实际测试环境与涂层在高温下的测试环境相差较大，因而其结果差异较大。测试结果差异大的主要原因在于：1.作为主要有机成膜物质的高分子树脂在高温下会发生受热分解，交联的高分子链逐渐解离、断裂，最终完全转变为CO2等气体。成膜物质的分解过程致使涂层发生高温开裂、粉化、脱落，力学性能发生变化，这些变化均是随温度变化的动态变化过程。2.作为主要的无机成膜剂的低熔点玻璃粉，在高温下会经历软化和熔化等过程，替代有机高分子成膜。在不同的温度环境下涂层的内部成膜不同，且高温下不同玻璃粉含量涂层与基板的热膨胀系数差异较大，从而导致涂层的内部结合力不同。因而，涂层处于高温和常温下，其内部各组分的物理状态完全不同，进而使得涂层在两种环境下的内部结合强度产生较大差异。有机低发射率涂层的高温力学性能测试，目前是耐高温低发射率涂层性能表征的重点，测试方法也是研究的难点。由于受到现有测试方法和测试仪器的限制，各类测试仪器的最高测试温度均难以达到本项目指标的测试要求，如对涂层高温附着力测试的最高温度也仅可达到400℃。目前采用的高温附着力测试方法是将样品经过预先高温处理，待冷却至常温后再进行测试。该方法的测试结果与样品的实际高温性能测试结果出现的差异，导致对低发射率涂层样品的性能评估出现偏差。因此，亟需一种操作简单、方便、可以广泛运用于涂层类高温性能结合强度测试的方法，以便于得到更有参考价值的实验数据，对高温环境下涂层性能的检测具有较强的实用价值，在工程上具有更为广泛的运用前景。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术存在的问题，提供一种耐高温低发射率涂层的结合强度测试方法。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种耐高温低发射率涂层的结合强度测试方法，包括以下步骤：步骤1：准备多个不同质量的圆形试柱；步骤2：使用无机粘结剂将耐高温低发射率涂层与第一个试柱相粘接，完成样品制备；步骤3：将所述样品固化后，再将样品倒扣于试验架上；步骤4：将所述试验架置于热处理装置中，升温至400℃以上进行热处理30min，观测所述试柱是否掉落；步骤5：当所述试柱掉落时，计算所述耐高温低发射率涂层的抗拉伸断裂强度；当所述试柱不掉落时，将下一个试柱与耐高温低发射率涂层相粘结，完成样品制备，重复步骤3-5。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。进一步的，所述圆形试柱的质量为50～175g。进一步的，所述试柱为砝码。进一步的，所述无机粘结剂包括质量比为5g∶14～20g的磷酸溶液和氧化铜粉，且所述无机粘结剂可拉成10～20mm的丝状。进一步的，所述固化的步骤，包括：将所述样品放置于室温下2～4小时待其凝固，再置于60～80℃下3～8小时。进一步的，所述热处理装置为马弗炉，所述升温的速率为8～10℃/min。进一步的，在所述将耐高温低发射率涂层与所述试柱相粘接的步骤之前，还包括，清洗所述试柱。进一步的，所述耐高温低发射率涂层由涂料涂布而成。进一步的，所述涂料包括如下质量份的组分：有机溶剂60～70g，固体含量为50％的甲基有机硅树脂55～65g，低熔点玻璃粉8～12g和片状铝粉43～47g。进一步的，所述有机溶剂包括乙酸乙酯、乙酸丁酯、二甲苯，其中乙酸乙酯：乙酸丁酯：二甲苯的质量比为(4～6)：(1～3)：(3～5)。在相同环境条件下，溶剂的挥发速率对涂层的成膜效果影响较大；为此可通过调节不同挥发速率的溶剂量，进而控制涂料在基材上的成膜过程。进一步的，所述涂层的厚度为50～70μm。进一步的，所述低熔点玻璃粉的粒径为3～5μm；所述低熔点玻璃粉的熔点435℃。进一步的，所述涂料的制备方法，包括以下步骤：在所述有机溶剂中添加固体含量为50％的甲基有机硅树脂和低熔点玻璃粉，并在搅拌分散机中搅拌分散均匀后，添加片状铝粉，搅拌分散均匀后得到涂料。进一步的，所述在搅拌分散机中搅拌分散均匀后，添加片状铝粉，搅拌分散均匀后得到涂料的步骤，包括：在搅拌分散机中以1500～2000r/min的速度搅拌分散110～130min；待低熔点玻璃粉完全分散后，加入片状铝粉，再以1500～1600r/min的速度搅拌分散5～10min得到涂料。进一步的，所述耐高温低发射率涂层由所述涂料涂布于金属基材上并干燥、固化得到。进一步的，所述干燥、固化的步骤，包括：将样品放置于室温下4～6h，再放入200℃的烘箱中固化2～3h。进一步的，在将所述涂料涂布于金属基材上之前，使用有机溶剂将打磨好的金属基材(12cm*5cm*0.3cm)清洗干净。本专利技术的有益效果是：本专利技术所述方法是在色漆和清漆拉开法附着力试验方法的基础上进行改进，使用的样品尺寸和拉开法测附着力的粘结模具一致。在涂层表面与试柱间，通过添加无机粘结剂粘结。将制备好的样品倒扣于试验架上，置于热处理装置内，升温至一定温度后再降温，观测试柱是否掉落。该方法可以用于表征耐高温涂层在高温下的附着力，解决了传统附着力只能在400℃以下测试的问题。另外，该方法操作简单、方便，实现了高温下涂层在恒定外力时的附着力表征，具有更为广泛地运用前景和实用价值。附图说明图1为热处理装置及试验架的结构示意图，其中(a)为热处理装置及试验架的侧视图，(b)为试验架的俯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐高温低发射率涂层的结合强度测试方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1：准备多个不同质量的圆形试柱；/n步骤2：使用无机粘结剂将耐高温低发射率涂层与第一个试柱相粘接，完成样品制备；/n步骤3：将所述样品固化后，再将样品倒扣于试验架上；/n步骤4：将所述试验架置于热处理装置中，升温至400℃以上进行热处理30min，观测所述试柱是否掉落；/n步骤5：当所述试柱掉落时，计算所述耐高温低发射率涂层的抗拉伸断裂强度；/n当所述试柱不掉落时，将下一个试柱与耐高温低发射率涂层相粘结，完成样品制备，重复步骤3-5。/n

【技术特征摘要】
1.一种耐高温低发射率涂层的结合强度测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：准备多个不同质量的圆形试柱；
步骤2：使用无机粘结剂将耐高温低发射率涂层与第一个试柱相粘接，完成样品制备；
步骤3：将所述样品固化后，再将样品倒扣于试验架上；
步骤4：将所述试验架置于热处理装置中，升温至400℃以上进行热处理30min，观测所述试柱是否掉落；
步骤5：当所述试柱掉落时，计算所述耐高温低发射率涂层的抗拉伸断裂强度；
当所述试柱不掉落时，将下一个试柱与耐高温低发射率涂层相粘结，完成样品制备，重复步骤3-5。


2.根据权利要求1所述的一种耐高温低发射率涂层的结合强度测试方法，其特征在于，所述圆形试柱的质量为50～175g。


3.根据权利要求1所述的一种耐高温低发射率涂层的结合强度测试方法，其特征在于，所述无机粘结剂包括质量比为5g∶14～20g的磷酸溶液和氧化铜粉，且所述无机粘结剂可拉成10～20mm的丝状。


4.根据权利要求1所述的一种耐高温低发射率涂层的结合强度测试方法，其特征在于，所述固化的步骤，包括：将所述样品放置于室温下2～4小时待其凝固，再置于60～80℃下3～8小时。


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【专利技术属性】
技术研发人员：黄刚，齐伦，杜兴波，刘勇，袁乐，
申请(专利权)人：四川智溢实业有限公司，电子科技大学，西华大学，
类型：发明
国别省市：四川;51