一种高发射率涂层及其应用制造技术

本发明专利技术属于涂料技术领域，具体涉及一种高发射率涂层及其应用。本发明专利技术提供了一种高发射率涂层，所述高发射率涂层的制备方法包括以下步骤：将高熵陶瓷材料造粒，得到球形高熵陶瓷材料；以球形高熵陶瓷材料为原料采用等离子喷涂法在基体表面制备高发射率涂层。本发明专利技术以高熵陶瓷材料制备高发射率涂层，通过高熵化得到的高构型熵可以稳定高熵固溶体相，促进金属元素间的相容性，从而得到在高温下稳定的单相结构，保证其在高温下不会发生相变。同时，高熵陶瓷材料的高温稳定性能使高发射率涂层的发射率在高温下保持稳定，不会随着温度的升高而显著降低。显著提高了高发射率涂层的高温稳定性进而保证高发射率涂层的高温发射率。进而保证高发射率涂层的高温发射率。进而保证高发射率涂层的高温发射率。

【技术实现步骤摘要】
一种高发射率涂层及其应用


[0001]本专利技术属于涂料
，具体涉及一种高发射率涂层及其应用。

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。在军用领域，制备高发射率涂层已经成为降低高超声速飞行器表面温度的有效途径。在民用领域，在工业窑炉的内壁制备发射率涂层可以减少热量损失，达到节能减排的需求。
[0003]LaMgAl
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陶瓷因具有红外发射率高、熔点高、密度小、热导率低和热膨胀系数大，以及断裂韧性大等特点成为制备红外高发射率陶瓷涂层的主要原料。但是利用LaMgAl
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陶瓷材料制备得到的高发射率涂层的高温稳定性较差，在高温下难以保证较长的工作时间。利用LaMgAl
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陶瓷材料制备得到的高发射率涂层的在高温下会大幅降低其红外发射率，难以对基体进行有效防护。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种高发射率涂层及其应用，本专利技术提供的高发射率涂层具有良好的高温稳定性，在高温下能够保持较高的红外发射率。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种高发射率涂层，所述高发射率涂层的制备方法包括以下步骤：
[0006]将高熵陶瓷材料造粒，得到球形高熵陶瓷材料；
[0007]以球形高熵陶瓷材料为原料采用等离子喷涂法在基体表面制备高发射率涂层。
[0008]优选的，等离子喷涂前还包括：对所述基体进行喷砂处理。
[0009]优选的，所述喷砂处理的压力为2～6MPa，所述喷砂处理的时间为2～5s。
[0010]优选的，所述等离子喷涂包括如下工艺参数：
[0011]电流：500～1000A；主气：40～100SCFH；辅气：5～20SCFH；载气：3～12SCFH；喷枪与基体之间的距离：70～150mm；送粉量：2～6r/min；功率：30～60kW；主气为Ar，辅气为H2，载气为Ar。
[0012]优选的，所述造粒为喷雾造粒；
[0013]所述喷雾造粒包括以下步骤：
[0014]将高熵陶瓷材料、分散剂和粘结剂混合，得到浆料；
[0015]将所述浆料进行喷雾造粒，得到球形高熵陶瓷材料。
[0016]优选的，所述喷雾造粒的进口温度为240～280℃，出口温度为140～160℃，蠕动泵转速为30～50r/min，喷头转速为30～50r/s。
[0017]优选的，所述高熵陶瓷材料包括REMgAl
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；其中RE为La、Nd、Gd、Sm、Pr、Dy、Ce和Eu中的一种或多种。
[0018]优选的，所述高熵陶瓷材料为(La
0.2
Nd
0.2
Gd
0.2
Sm
0.2
M
0.2
)MgAl
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，其中M为Pr、Dy、Ce或Eu。
[0019]优选的，所述高熵陶瓷材料的制备方法包括以下步骤：
[0020]将稀土元素氧化物、镁源和铝源混合，得到混合物料；所述镁源包括氧化镁或氢氧化镁，所述铝源包括氧化铝或氢氧化铝；
[0021]将所述混合物料进行焙烧，得到所述高熵陶瓷材料。
[0022]本专利技术还提供了上述技术方案所述高发射率涂层在超高声速飞行器外表面或热工炉内表面的应用。
[0023]本专利技术提供了一种高发射率涂层，所述高发射率涂层的制备方法包括以下步骤：将高熵陶瓷材料造粒，得到球形高熵陶瓷材料；以球形高熵陶瓷材料为原料采用等离子喷涂法在基体表面制备高发射率涂层。本专利技术以高熵陶瓷材料制备高发射率涂层，通过高熵化得到的高构型熵可以稳定高熵固溶体相，促进金属元素间的相容性，从而得到在高温下稳定的单相结构，保证其在高温下不会发生相变。同时，高熵陶瓷材料的高温稳定性能使高发射率涂层的发射率在高温下保持稳定，不会随着温度的升高而显著降低。显著提高了高发射率涂层的高温稳定性进而保证高发射率涂层的高温发射率。
附图说明
[0024]图1为实例1制得的(La
0.2
Nd
0.2
Gd
0.2
Sm
0.2
Pr
0.2
)MgAl
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球形粉体的XRD图谱；
[0025]图2为实例1制得的(La
0.2
Nd
0.2
Gd
0.2
Sm
0.2
Pr
0.2
)MgAl
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球形粉体的SEM图，其中a为放大倍率为250倍的SEM图，b为放大倍率为1200倍的SEM图；
[0026]图3为实例1制得的高发射率涂层的XRD图谱。
[0027]图4为实例1制得的高发射率涂层的SEM图，其中c为涂层表面的SEM图，d为涂层截面的SEM图；
[0028]图5为实例1制得的高发射率涂层在8～16μm波段内的常温(25℃)红外发射率；
[0029]图6为实例1制得的高发射率涂层在8～16μm波段内的1000℃下红外发射率。
具体实施方式
[0030]本专利技术提供了一种高发射率涂层，所述高发射率涂层的制备方法包括以下步骤：
[0031]将高熵陶瓷材料造粒，得到球形高熵陶瓷材料；
[0032]以球形高熵陶瓷材料为原料采用等离子喷涂法在基体表面制备高发射率涂层。
[0033]本专利技术将高熵陶瓷材料造粒，得到球形高熵陶瓷材料。在本专利技术中，所述高熵陶瓷材料优选包括REMgAl
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；其中RE为La、Nd、Gd、Sm、Pr、Dy、Ce和Eu中的一种或多种，更优选为Pr、Dy、Ce和Eu中的任一种和La、Nd、Gd、Sm。在本专利技术中，当RE为两种以上上述具体物质时，本专利技术对所述具体物质的配比无特殊要求，采用任意配比即可。在本专利技术中，所述高熵陶瓷材料优选为(La
0.2
Nd
0.2
Gd
0.2
Sm
0.2
M
0.2
)MgAl
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，其中M为Pr、Dy、Ce或Eu。
[0034]在本专利技术中，所述高熵陶瓷材料的制备方法优选包括以下步骤：
[0035]将稀土元素氧化物、镁源和铝源混合，得到混合物料；
[0036]将所述混合物料进行焙烧，得到所述高熵陶瓷材料。
[0037]本专利技术将稀土元素氧化物、镁源和铝源混合，得到混合物料。在本专利技术中，所述镁源优选包括氧化镁或氢氧化镁，更优选为氢氧化镁；所述铝源优选包括氧化铝或氢氧化铝，更优选为氢氧化铝。
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高发射率涂层，所述高发射率涂层的制备方法包括以下步骤：将高熵陶瓷材料造粒，得到球形高熵陶瓷材料；以球形高熵陶瓷材料为原料采用等离子喷涂法在基体表面制备高发射率涂层。2.根据权利要求1所述高发射率涂层，其特征在于，等离子喷涂前还包括：对所述基体进行喷砂处理。3.根据权利要求2所述高发射率涂层，其特征在于，所述喷砂处理的压力为2～6MPa，所述喷砂处理的时间为2～5s。4.根据权利要求1所述高发射率涂层，其特征在于，所述等离子喷涂包括如下工艺参数：电流：500～1000A；主气：40～100SCFH；辅气：5～20SCFH；载气：3～12SCFH；喷枪与基体之间的距离：70～150mm；送粉量：2～6r/min；功率：30～60kW；主气为Ar，辅气为H2，载气为Ar。5.根据权利要求1所述高发射率涂层，其特征在于，所述造粒为喷雾造粒；所述喷雾造粒包括以下步骤：将高熵陶瓷材料、分散剂和粘结剂混合，得到浆料；将所述浆料进行喷雾造粒，得到球形高熵陶瓷材料。6.根据权利要求5所述高发射率涂层，其特征在于，所述喷雾造粒的进口温度为240～280℃，出口温度为140～160℃，蠕动...

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