NiO-Cr2O3-SiC高發(fā)射率涂層的制備及性能優(yōu)化.pdf

1、隨著當今科技與技術(shù)的快速發(fā)展，新型的功能性輻射材料已經(jīng)在航空航天、工業(yè)建材和生產(chǎn)生活等眾多領(lǐng)域得到了普遍應用。尤其是在航天和軍事領(lǐng)域，高發(fā)射率紅外輻射涂層發(fā)揮了極其重要的作用。例如，航天飛行器在穿梭大氣層的過程中由于氣動摩擦會產(chǎn)生大量的熱，熱量累積過多將導致飛行系統(tǒng)的失效甚至癱瘓。因此當飛行器表面溫度高于某一極限值時，需要在其表面設計具有高發(fā)射率組分的隔熱涂層進行防護，從而保證機體持久和穩(wěn)定地工作。
　　本研究選用SiC、Al2O

2、3、MoSi2、Co2O3為主要原料，POSS60為粘合劑，添加適量的NiO、Cr2O3等溶膠進行改性，采用了過渡層涂覆和復合溶膠-凝膠法在高發(fā)射率涂層中引入了NiO、Cr2O3、NiO/Cr2O3復合溶膠，制備了成膜性良好，與基體結(jié)合力強的高發(fā)射率涂層，同時探討了高發(fā)射率涂層的最佳制備工藝及相應的結(jié)構(gòu)性能特征。
　　首先通過抗熱震性測試、微觀形貌測試和紅外光譜測試，選擇成膜性和抗熱震性良好的POSS60復合NiO/Cr2O3溶膠

3、作為過渡層的基本組分。通過機械球磨和復合溶膠-凝膠法制備了Si-Al-Mo-Co體系、Si-Al-Mo-Co-Ni體系、Si-Al-Mo-Co-Cr體系和Si-Al-Mo-Co-Ni-Cr體系的4種高發(fā)射率涂料，在基體上進行均勻噴涂后高溫燒結(jié)為高發(fā)射率涂層，并且對高發(fā)射率涂層進行了掃描及透射電子顯微鏡形貌觀測、輻射發(fā)射率測試、以及抗熱震性測試。研究表明，基料配比、涂覆工藝、干燥溫度和燒結(jié)工藝對涂層的表面形貌和性能均有一定程度的影響，提高

4、燒結(jié)溫度和增加燒結(jié)時間能夠增大樣品的晶粒尺寸和密度。
　　對不同溫度處理后的高發(fā)射率組分分別進行了XRD、SEM、TEM、FT-IR等表征，得到了材料結(jié)構(gòu)、形貌和性能之間的關(guān)系，由此進一步探討高發(fā)射率材料的輻射的作用機理和改進方法。隨著燒結(jié)溫度的升高，組分生成的晶型趨于完整，由于涂層的結(jié)構(gòu)完整性受損，發(fā)射率略有降低。通過輻射性能測試和抗熱震性測試，摻雜改性后的2-4號涂料在5~25μm波段范圍的平均法向發(fā)射率均有不同程度的提高，并