[发明专利]一种耐高温高红外发射率涂层的制备方法

说明书

本发明提供一种耐高温高红外发射率涂层的制备方法，步骤包括：将不同比例的MoSi₂和SiC粉末与粘结剂、消泡剂、分散剂混合均匀后加水研磨，得到一定粘度的均匀料浆；将料浆进行喷雾造粒，得到球形度较好的喷雾粉末；将所得粉末置于1400℃、Ar气气氛下进行焙烧2小时，得到致密化的球形粉末；采用大气等离子喷涂技术在经过粗化处理后的不锈钢表面得到耐高温高红外发射率涂层。本发明采用热喷涂方法制备红外辐射涂层，涂层与基体间产生了冶金结合，具有涂层结合力强、不易发生龟裂与剥落问题，解决了红外辐射陶瓷与金属基体之间难以附着的难题；同时解决了现有高温红外辐射涂层存在的短波段红外辐射率低、涂层抗热震性能差的技术问题。

技术领域

本发明属于热喷涂制备功能性涂领域，具体涉及一种耐高温高红外发射率涂层的制备方法。

背景技术

随着现代工业技术的进一步发展，材料的性能和功能需求正面临愈加严格的挑战。材料表面作为材料性能与功能的重要载体，利用热喷涂技术对其表面进行改性与防护已成为当今装备制造领域中倍受关注的重点发展方向。耐高温红外辐射涂层因其较好的耐高温性能、优异的红外辐射性能，而被广泛应用于航空航天、冶炼化工、热力发电、核工业等领域。

目前常用的耐高温红外辐射材料主要有氧化物尖晶石、堇青石、钙钛矿、六铝酸盐及碳硼硅化物体系。然而上述氧化物体系仍然存在短波段红外辐射率较低、高温热震性能较差等问题；在实际使用过程中，存在涂层使用寿命短、辐射散热能力低下等问题，极大地限制了涂层对内层材料的保护作用。因此，有必要设计一种新型耐高温高红外发射率涂层的制备方法。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明为解决现有技术中存在的问题采用的技术方案如下：

一种耐高温高红外发射率涂层的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1、原始粉末的制备：将按一定比例混合后的MoSi₂、SiC粉末与粘结剂、消泡剂、分散剂加水研磨，得到具有一定粘度的均匀料浆；然后将料浆泵入喷雾干燥设备中造粒，得到球形度良好的原始粉末；

步骤2、粉末烧结：将所得热喷涂粉末置于气氛炉内高温烧结，筛分后得到致密化的球形粉末；

步骤3、涂层制备：采用热喷涂技术将高温烧结后的热喷涂粉末喷涂到经预处理的不锈钢基片上制备得到耐高温高红外发射率涂层。

所述步骤1中MoSi₂和SiC的质量比为1:0.11～0.67，每500g粉体对应粘结剂用量为5～10g，消泡剂为1～2g，分散剂为1～2g；

所述步骤1中喷雾造粒法主要工艺参数为：进风口温度为180～200℃，出风口温度为140～160℃，浆料送料速度45ml·min^-1，雾化盘转速为25000～30000r·min^-1。

所述步骤2中气氛保护烧结采用高纯Ar气氛，烧结温度为1400℃，保温时间为2h。

所述步骤2中筛分规格为250～350目。

所述步骤3中不锈钢基片的预处理过程具体为：首先采用60目的刚玉砂对基板进行喷砂，然后利用等离子喷涂技术在基板上喷涂一层NiCoCrAlY粘结层。

所述步骤3中制得的耐高温高红外发射率涂层主要化学成分为MoSi₂、SiC和Mo_4.8Si₃C_0.6，厚度约为30μm。

所述步骤2中所得到的球形粉末为SiC/MoSi₂复合热喷涂粉末，利用该粉末制备复合涂层，所采用的热喷涂方法包括等离子喷涂、超音速火焰喷涂和爆炸喷涂等方法。