一种涂料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于涂料技术领域，具体涉及一种涂料及其制备方法和应用。本发明专利技术提供的涂料，包括氧化物陶瓷材料和非氧化物陶瓷材料；所述非氧化物陶瓷材料中含有硅元素；所述氧化物陶瓷材料的分子式如式1所示：La1‑

【技术实现步骤摘要】
一种涂料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于涂料
，具体涉一种涂料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]红外高发射率陶瓷涂层是一种以红外辐射换热为主要散热途径的热防护涂层。制备高发射率涂层已经成为降低高超声速飞行器温度的有效途径。但是随着飞行器飞行速度的不断提高，其速度可以达到甚至超过3
‑
5马赫，高速飞行使飞行器与大气产生剧烈摩擦，产生的气动热会使飞行器表面的温度达到1000
‑
1200℃，从而对制备在飞行器表面的红外高发射率陶瓷涂层材料造成一定的损坏，进而损坏飞行器结构，降低飞行器的使用寿命。现有的红外高发射率陶瓷涂层材料大多用于温度在800℃以下的环境；现有的涂层材料具有较低的抗烧蚀性，限制了其应用范围。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术提供了一种涂料及其制备方法和应用，本专利技术提供的涂料具有较高红外发射率的同时具有较高的抗烧蚀能力，作为涂层材料能够提高涂层的抗烧蚀性。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种涂料，包括氧化物陶瓷材料和非氧化物陶瓷材料；
[0005]所述非氧化物陶瓷材料中含有硅元素；
[0006]所述氧化物陶瓷材料的分子式如式1所示：
[0007]La1‑
x
A
x
Cr1‑
y
M
y
O3式1；
[0008]其中，A包括Ca和/或Sr，M包括Mg、Co和Mn中的一种或多种；
[0009]0.05≤x≤0.4，0.05≤y≤0.4。
[0010]优选的，所述非氧化物陶瓷材料在涂料中的质量百分含量为50％以下。
[0011]优选的，所述非氧化物陶瓷材料包括SiC、Si3N4和SiB6中的一种或多种。
[0012]本专利技术提供了上述技术方案所述涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0013]将La2O3、Cr2O3、A的氧化物、M的氧化物按照化学计量比混合，得到混合物；所述A包括Ca和/或Sr，M包括Mg、Co和Mn中的一种或多种；
[0014]将所述混合物进行焙烧，得到氧化物陶瓷材料；
[0015]将氧化物陶瓷材料和非氧化物陶瓷材料进行第一混合，得到所述涂料。
[0016]优选的，所述第一混合前还包括以下步骤：
[0017]将氧化物陶瓷材料、第一分散剂和第一粘结剂进行第二混合，得到氧化物陶瓷材料浆料；
[0018]将所述氧化物陶瓷材料浆料进行第一造粒后第一烧结，得到氧化物陶瓷颗粒；
[0019]将非氧化物陶瓷材料、第二分散剂和第二粘结剂进行第三混合，得到非氧化物陶瓷材料浆料；
[0020]将所述非氧化物陶瓷材料浆料进行第二造粒后第二烧结，得到非氧化物陶瓷颗
粒。
[0021]优选的，所述第一分散剂和第二分散剂独立的包括水或乙醇。
[0022]优选的，所述第一粘结剂和第二粘结剂独立的包括酚醛树脂、聚乙二醇或聚乙烯醇。
[0023]优选的，第一烧结和第二烧结独立包括低温烧结和高温烧结，所述低温烧结的温度为500～600℃，所述低温烧结的时间为2.5～3.5h；所述高温烧结的温度为1100～1300℃，所述高温烧结的时间为1.5～2.5h。
[0024]优选的，所述焙烧的温度为1400～1600℃；升温至焙烧所需温度的升温速率为2～5℃/min；所述焙烧的时间为2～3h。
[0025]本专利技术还提供了上述技术方案所述涂料或上述技术方案所述制备方法制备得到涂料在制备防护涂层中的应用。
[0026]本专利技术提供了一种涂料，包括氧化物陶瓷材料和非氧化物陶瓷材料；
[0027]所述非氧化物陶瓷材料中含有硅元素；所述氧化物陶瓷材料的分子式如式1所示：La1‑
x
A
x
Cr1‑
y
M
y
O3式1；其中，A包括Ca和/或Sr，M包括Mg、Co和Mn中的一种或多种；0.05≤x≤0.4，0.05≤y≤0.4。在本专利技术中，所述氧化物陶瓷材料具有较小的禁带宽度、较高的载流子浓度；所述非氧化物陶瓷材料具有较高的红外发射率；因此本专利技术提供的涂料具有较高的红外发射率。本专利技术提供的La1‑
x
A
x
Cr1‑
y
M
y
O3熔点较高，相稳定性好，在1400℃高温条件下具有良好的稳定性，在烧蚀时，La1‑
x
A
x
Cr1‑
y
B
y
O3会与非氧化陶瓷材料中的Si反应生成La2Si2O7，La2Si2O7在高温下呈熔融态，可对裂纹和孔洞进行填补，阻止氧的进入，提高涂层抗烧蚀能力。本专利技术提供的涂料可以用于制备高温环境下的防护涂层。
[0028]本专利技术提供了上述技术方案所述涂料的制备方法，包括以下步骤：将La2O3、Cr2O3、A的氧化物、M的氧化物按照化学计量比混合，得到混合物；所述A包括Ca和/或Sr，M包括Mg、Co和Mn中的一种或多种；将所述混合物进行焙烧，得到氧化物陶瓷材料；将氧化物陶瓷材料和非氧化物陶瓷材料进行第一混合，得到所述涂料。本专利技术提供的制备方法简单易行，可工业化生产。
附图说明
[0029]图1为实施例1制备得到的氧化物陶瓷颗粒的XRD谱图；
[0030]图2为实施例1中非氧化物陶瓷颗粒的XRD谱图；
[0031]图3为实施例1制备得到的氧化物陶瓷颗粒的SEM图，其中a为在250倍放大倍率下的形貌，b为在4500倍放大倍率下单个颗粒的形貌；
[0032]图4为实施例1制备得到的非氧化物陶瓷颗粒体的SEM图，其中c为在250倍放大倍率下的形貌，d为在5000倍放大倍率下单个颗粒的形貌；
[0033]图5为实施例3、4和对比例1制备得到的防护涂层的实物图；
[0034]图6为实施例3、4和对比例1制备得到的防护涂层的XRD谱图；
[0035]图7为实施例3、4和对比例1制得的防护涂层纵截面的SEM图；
[0036]图8为实施例3、4和对比例1制备得到的防护涂层在2.5～14μm波段内的红外发射率图谱；
[0037]图9为实施例3、4和对比例1制备得到的防护涂层经1400℃烧蚀180s后的实物图；
[0038]图10为对比例1制备得到的防护涂层经1200℃烧蚀180s后的实物图。
具体实施方式
[0039]本专利技术提供了一种涂料，包括氧化物陶瓷材料和非氧化物陶瓷材料；
[0040]所述非氧化物陶瓷材料中含有硅元素；
[0041]所述氧化物陶瓷材料的分子式如式1所示：
[0042]La1‑
x
A
x
Cr1‑
y
M
y
O3式1；
[0043]其中，A包括Ca和/或Sr，优选包括Ca或Sr，更优选为C本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种涂料，包括氧化物陶瓷材料和非氧化物陶瓷材料；所述非氧化物陶瓷材料中含有硅元素；所述氧化物陶瓷材料的分子式如式1所示：La1‑
x
A
x
Cr1‑
y
M
y
O
3 式1；其中，A包括Ca和/或Sr，M包括Mg、Co和Mn中的一种或多种；0.05≤x≤0.4，0.05≤y≤0.4。2.根据权利要求1所述涂料，其特征在于，所述非氧化物陶瓷材料在涂料中的质量百分含量为50％以下。3.根据权利要求1或2所述涂料，其特征在于，所述非氧化物陶瓷材料包括SiC、Si3N4和SiB6中的一种或多种。4.权利要求1～3任一项所述涂料的制备方法，包括以下步骤：将La2O3、Cr2O3、A的氧化物、M的氧化物按照化学计量比混合，得到混合物；所述A包括Ca和/或Sr，M包括Mg、Co和Mn中的一种或多种；将所述混合物进行焙烧，得到氧化物陶瓷材料；将氧化物陶瓷材料和非氧化物陶瓷材料进行第一混合，得到所述涂料。5.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，所述第一混合前还包括以下步骤：将氧化物陶瓷材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玲，马壮，柳彦博，孟铭煜，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：