高温高发射率涂层的制备及性能研究

【摘要】：高发射率材料在超高速飞行器和工业窑炉领域得到了广泛的应用,发挥了日益重要的作用。飞行器高速飞行时,由于强烈的气动加热导致表面温度升高,使用高发射率涂层作为飞行器的防热结构,能够以红外辐射形式将基体热量辐射出去,抑制飞行器表面温度的升高。在工业炉内壁涂覆高发射率涂料能提高炉内参与辐射传热物质的表面辐射系数,从而改善传热过程,提高能量的利用率。本文以氧化镧、氧化铬、碳酸锶、氧化钛、氧化钐、氧化铥为原料,分别根据分子式La_(0.8)Sr_(0.2)CrO_3、La_(0.8)Sr_(0.2)Ti_(0.2)Cr_(0.8)O_3、La_(0.8)Sm_(0.2)CrO_3、La_(0.8)Tm_(0.2)CrO_3进行配料球磨,采用固相合成法、喷雾干燥工艺制备喷涂用粉末,通过等离子喷涂法在高温合金基体上制备高发射率涂层,并对涂层的全波段发射率、结合强度及抗热震性能进行测试和分析。结果表明,制备的La_(0.8)Sr_(0.2)CrO_3涂层结合强度为21.3MPa,在600和800℃时其全波段发射率可达0.89;制备的La_(0.8)Sr_(0.2)Ti_(0.2)Cr_(0.8)O_3涂层结合强度为22.5MPa,在600和800℃时其全波段发射率可达0.89;制备的La_(0.8)Sm_(0.2)CrO_3涂层结合强度为26.2MPa,在600和800℃时其全波段发射率可达0.88;制备的La_(0.8)Tm_(0.2)CrO_3涂层结合强度为27.5MPa,在600和800℃时其全波段发射率可达0.88。制备的四种涂层与喷涂粉末均为单一斜方钙钛矿结构,无其它相存在。四种涂层试样经1100℃～室温水淬10次后均未发生剥落失效现象,涂层具有良好的抗热震性能。