[发明专利]一种提高难熔金属制品发射率的处理方法

说明书

本发明属于金属制品表面处理领域，特别涉及一种提高难熔金属制品发射率的处理方法，该方法通过预处理后的难熔金属基体材料的表面进行等离子体喷涂处理和热处理，提高难熔金属制品的发射率。本发明在使金属基体材料与金属涂层具有良好的结合，可提高材料的发射率；对喷涂后的制品进行热处理，消除内应力，并进一步提高涂层附着力。各个步骤间协同作用，并选用适当的参数，共同提高了产品质量：提高了难熔金属制品发射率，加强了涂层和基体间的结合力。

技术领域

本发明属于金属制品表面处理领域，特别涉及一种提高难熔金属制品发射率的处理方法，该方法通过预处理后的难熔金属基体材料的表面进行等离子体喷涂处理和热处理，提高难熔金属制品的发射率。

背景技术

对难熔金属制品表面进行处理，可以增加难熔金属制品的发射率。这种处理后的难熔金属制品在用作发热或者吸热用途时，具有较处理前更高的效率。

热量从空间一物体向另一物体，或者同一物体的一部分向另一部分的传递过程称为传热或者热交换。热量总是从温度高的部分向温度低的部分传递。热交换的方式非常复杂，一般将其分为三种基本形式，即热传导，对流放热和辐射换热。辐射换热是指不相接触的两物体间，以辐射波的形式传播热量的过程。只要物体温度大于热力学温度零度，物体总是将自身热能的一部分以辐射波的形式向周围辐射。对于大多数固体材料，在单位时间内向空间辐射的热量为：

式中：C₀绝对黑体的辐射系数；ε：发射率；F：物体表面积；T：物体表面热力学温度。

从式中可以看到，热流与物体的表面积、温度以及发射率成正比。发射率指物体的辐射能力与相同温度下黑体的辐射能力之比称为该物体的发射率或黑度，也成为比辐射率。物体的发射率不仅和材料种类相关，也和材料的表面状态有很大关系。金属材料的发射率随表面温度的上升而增大，而非金属材料的发射率一般是随表面温度的上升而减小。金属材料的发射率比非金属材料的小得多。对于难熔金属，其室温时的发射率一般在0.1左右。

目前常用的提高金属制品表面发射率的方式主要有：机械加工、化学蚀刻和增加涂层。

通过机械加工对材料的表面进行处理，例如打磨、喷砂、滚压等方式。机械加工的主要缺点在于增大效果不稳定，难以达到批次稳定性，而且发射率增加的效果非常有限，在高温下作用不明显。

化学蚀刻则采用无机酸等强的腐蚀剂对材料进行表面处理。例如：中国专利申请“用来提高材料的发射率的系统和方法”(申请号：200480043268.8)，记载了一种用来提高固体材料的发射率的系统和方法，首先对所述材料的表面进行机械处理，以形成微型缺陷，然后进行蚀刻，以形成深的微型粗糙表面结构。通过这种方式，当这些经改良的材料被用于加热元件的时候，可以获得较高的效率和较低的能耗。因此根据该方法制造的改进的加热元件在用于各种加热装置的时候,能够在较低温度下操作，具有较长的寿命。由于难熔金属一般具有良好的耐腐蚀性能，因此用来做化学蚀刻的腐蚀剂一般毒性较强，对环境污染较为严重。此外无机酸在常温下蚀刻比较缓慢，为了加速反应进行，通常采用强的混合酸或加热酸液促进反应进行，这进一步加剧了环境污染的发生，在蚀刻完成后，废液的处理也会对环境问题造成严重的挑战。