[发明专利]一种黑体用热辐射涂层

说明书

技术领域

本发明涉及一种黑体用热辐射涂层，更准确地说，涉及一种可以提高工业化黑体发射率的高发射率涂层，可应用于标准黑体、工业标准黑体或工业大规模应用的黑体。

背景技术

黑体是物理学上的概念，其发射率和吸收率相等均为1。实际上，真正的黑体是不存在的。因此，在工业加热中，为了提高加热效率，常在炉内安装工业化的黑体，为了使得工业化黑体的发射率最大化，多在黑体空腔内外刷上一种高发射率涂层。利用涂层对热辐射的高吸收率和高发射率的原理，提高高温黑体空腔对炉膛火焰热量的吸收，改善炉膛的热交换条件，改善炉内温度场的均匀性和受热物体的加热质量，可以达到快速加热物件的目的。

黑体用热辐射涂层通常由耐高温基料、高发射率添加剂和粘合剂组成。通常使用的耐高温基料有氧化锆、硅酸锆、氧化铝、硅酸铝、二氧化硅等等。高发射率添加剂最典型的是过渡金属氧化物，例如，氧化铬（Cr₂O₃），氧化钴（CoOx），氧化铁（Fe₂O₃）和氧化镍（NiO）。某些涂层中，耐高温基料和高发射率添加剂为同种材料。

黑体用热辐射涂层设计时应考虑如下因素：高温下具有相对稳定的高发射率；合适的颗粒尺寸；与基质的热膨胀匹配性，机械结合性，化学结合性，涂层的高温特性，耐腐蚀性及耐磨性；常温下有良好的附着力和流变性，易于施工；最后还有涂层的成本，如果涂层的成本远远高于计划的能量回收，那么这种涂料是没有任何经济意义的。

目前国内外已经研发了多种配方和用途的涂层。然而，涂层应用到工业化黑体上或的报道并不多。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够在温度超过1400℃，长期在多元气氛下工作，易于施工（可以使用喷枪进行喷涂），经济实用的黑体用热辐射涂层。该涂层可提高工业化黑体的发射率。

为实现本发明的目的采用如下技术方案：一种黑体用热辐射涂层，其特征在于：包括基料、添加剂、粘合剂、增塑剂以及溶剂，其中：

所述基料与添加剂选自锌铝尖晶石粉、 铬铝尖晶石粉、钛铁矿粉、碳化硼、氧化铁、硅微粉的五种或全部；

所述粘合剂由磷酸二氢铝和磷酸一氢镁按重量比1:1混合组成；磷酸二氢铝的密度1.1-1.4之间，磷酸一氢镁的密度在1.1-1.3之间。

优选的是，所述增塑剂选自黄糊精和羧甲基纤维素。

 优选的是，所述溶剂选自硅溶胶、水的一种或两种。

优选的是，所述基料与添加剂的重量百分比为5%-78%，粘合剂的重量百分比为5%-30%，增塑剂的重量百分比为0.5%-3%，余量为溶剂。

优选的是，所述高发射率添加剂为纳米材料。

本发明的涂层含有锌铝尖晶石粉，使得不仅提高工业化黑体的发射率，而且使得黑体可以在酸碱性气氛中长期使用。采用的钛铁矿粉，不仅可以提高涂层的发射率，还便于促进涂层的烧结，提高涂层的耐磨性。本发明所采用的添加剂为纳米材料，比表面积大，吸收各种光子的能力强，进一步增加了涂层的发射率。硅微粉是工业生产的副产品，成本低，又能提高发射率。本发明的涂层通过粉末状基料及添加剂、增塑剂、液体粘合剂及溶剂混合制成，在低温时涂刷或喷涂到工业化黑体空腔内外，经100℃干燥后即可使用，施工简单方便。本发明的涂层可以在超过1400℃的温度下使用，最高使用温度可达近1800℃。此外，本发明的涂层适用于各种高温黑体空腔基质，对基质的附着力强，适用于酸碱多元气氛，长期耐用性好，抗热冲击承受能力强，提高能源利用热效率。 

具体实施方式

为使本发明所要解决的技术问题、采取的技术方案、取得的技术效果易于理解，现结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1锌铝尖晶石粉20%， 铬铝尖晶石粉15%，钛铁矿粉10%，碳化硼5%，氧化铁3%，硅微粉2%，粘合剂25%，黄糊精0.5%，其余为溶剂，充分混合可制得本发明的涂料，然后采用喷枪喷涂在黑体内外表面，经100℃干燥即可使用。

实施例2

锌铝尖晶石粉30%，铬铝尖晶石粉5%，钛铁矿粉10%，碳化硼5%，氧化铁3%，硅微粉2%，粘合剂25%，黄糊精0.5%，其余为溶剂，充分混合可制得本发明的涂料，然后采用喷枪喷涂在黑体内外表面，经100℃干燥即可使用。

实施例3

锌铝尖晶石粉25%， 铬铝尖晶石粉10%，钛铁矿粉10%，碳化硼5%，氧化铁3%，硅微粉2%，粘合剂25%，黄糊精0.5%，其余为溶剂，充分混合可制得本发明的涂料，然后采用喷枪喷涂在黑体内外表面，经100℃干燥即可使用。