過渡金屬氧化物摻雜Ni-Cr基紅外陶瓷涂層的制備及性能研究.pdf

1、高溫紅外輻射材料區(qū)別于日常生活中經(jīng)常見到的常溫紅外輻射材料，后者輻射波段集中在遠(yuǎn)紅外區(qū)域，主要用于織物和食品干燥等。而高溫紅外輻射材料在高溫條件下長(zhǎng)期服役，要求材料本身在近紅外和中遠(yuǎn)紅外波段具有較高的輻射率，并能滿足一定的使用性能。目前，關(guān)于紅外輻射材料的研究熱點(diǎn)主要集中在尖晶石結(jié)構(gòu)這類物質(zhì)上，本文也是主要針對(duì)這類結(jié)構(gòu)材料研究制備高性能陶瓷涂層。
　　本實(shí)驗(yàn)室以Cr2O3、NiO作為主要成分制備紅外輻射材料，并陸續(xù)分別研究制備了非

2、金屬氧化物和稀土摻雜的復(fù)合材料。結(jié)合實(shí)驗(yàn)室以往的研究方向，本次實(shí)驗(yàn)將繼續(xù)以Cr2O3、NiO作為所選材料討論添加物對(duì)體系結(jié)構(gòu)及紅外輻射率的影響，并制備出性能更加完善的新型復(fù)合材料。實(shí)驗(yàn)主要分為三個(gè)部分，第一部分是探究造粉工藝，優(yōu)化團(tuán)聚粉末的流動(dòng)性，第二部分是制備陶瓷涂層并初步探討Co3O4、MnO2、TiO2單種材料對(duì)體系紅外輻射率的影響，第三部分是實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及性能檢測(cè)，通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，確定了涂層中各組成物對(duì)紅外輻射率的影響。<

3、br>　　本文制備涂層主要工藝流程為：先將配好的粉末制備成料漿，經(jīng)過砂磨工藝減小原始顆粒尺寸，然后將最終料漿送入霧化盤霧化，在干燥塔內(nèi)高溫作用下得到復(fù)合團(tuán)聚粉末。之后將團(tuán)聚粉末在不同溫度段下處理，最后得到噴涂粉末。采用等離子噴涂工藝，通過送粉器將最終得到的復(fù)合團(tuán)聚粉末沉積在基片表面，獲得滿足使用要求的高溫紅外輻射涂層。
　　利用馬爾文粒度分析儀測(cè)試料漿粒度范圍分布，采用FL4-1霍爾流速計(jì)測(cè)量團(tuán)聚粉末的流動(dòng)性及松裝密度，綜合分析得

4、到最優(yōu)的砂磨時(shí)間范圍在45min左右。對(duì)噴霧干燥后的粉末樣品進(jìn)行SEM電鏡掃描發(fā)現(xiàn)，噴涂前的焙燒工藝對(duì)粉末的流動(dòng)性產(chǎn)生了一定的影響，粉末顆粒雖同樣呈現(xiàn)球形，但表面有許多凹凸不平的區(qū)域出現(xiàn)，另外，采用等離子淬火工藝制備的粉末球形度完好，顆粒更加密實(shí)，表面也更加光滑，流動(dòng)性最佳。采用TG-DSC測(cè)試方法，確定了焙燒粉末的兩個(gè)重要溫度點(diǎn)，450℃為本次實(shí)驗(yàn)所采取的第一溫度點(diǎn)，主要用于粘接劑的揮發(fā)，1400℃為第二溫度點(diǎn)，此溫度下保溫得到實(shí)驗(yàn)所