[发明专利]一种提高热辐射系数的AT13～AT40涂层的制备方法

说明书

本发明提供了一种提高热辐射系数的AT13～AT40涂层的制备方法，包括对将Al₂O₃、TiO₂、CaF₂、CoO原料粉末除杂、配料；对基体进行预处理；进行等离子喷涂形成符合涂层；对制备好的涂层进行表面性能优化处理；本发明在AT13～AT40中添加了少量的CaF₂和CoO作为改进，利用CoO来改善涂层的热辐射系数，而加入的CaF₂能够使得涂层中的孔隙率逐渐增加，从而使得接触角随孔隙率的增加而逐渐增大，因此更利于CoO包裹在空隙中，最终形成具有热辐射系数≥0.80的复合热喷涂涂层。

技术领域

本发明属于热喷涂材料技术领域，具体涉及一种提高热辐射系数的 AT13～AT40涂层的制备方法。

背景技术

X射线广泛用于CT扫描仪，产生X射线的核心部件是X射线球管。X射线管包含有阳极和阴极两个电极，分别用于用于接受电子轰击的靶材和发射电子的灯丝。两级均被密封在高真空的玻璃或陶瓷外壳内。X射线管供电部分至少包含有一个使灯丝加热的低压电源和一个给两极施加高电压的高压发生器。当钨丝通过足够的电流使其产生电子云，且有足够的电压(千伏等级)加在阳极和阴极间，使得电子云被拉往阳极。此时电子以高能高速的状态撞击钨靶，高速电子到达靶面，运动突然受到阻止，其动能的一小部分便转化为辐射能，以X射线的形式放出，以这种形式产生的辐射称为轫致辐射。改变灯丝电流的大小可以改变灯丝的温度和电子的发射量，从而改变管电流和X射线强度的大小。改变X光管激发电位或选用不同的靶材可以改变入射X射线的能量或在不同能量处的强度。由于受高能电子轰击，X射线管工作时温度很高，需要对阳极靶材进行强制冷却。

因此通常会在X射线管的转子铜套外表面进行电镀或热喷涂而形成涂层来传递热量；现有技术中，普遍采用合金表面镀黑铬或热喷涂方法来提高热辐射系数，但是现有技术普遍存在以下缺陷：涂层结合力不够导致易脱落问题和涂层热辐射系数较大导致热量传递效果较差的问题。

发明内容

本发明提供一种提高热辐射系数的AT13～AT40涂层的制备方法，其制备的涂层具备热辐射系数高、结构稳定、与基体粘结牢固的优点。

本发明的技术方案为：一种提高热辐射系数的AT13～AT40涂层的制备方法，包括以下步骤：

(1)原料的纯化：将Al₂O₃、TiO₂、CaF₂、CoO原料粉末分别放入不同的刚玉坩埚，以10℃/min的升温速率升温至300℃保温1.5～5h，除去原料粉末中的吸附水、结晶水以及易挥发的杂质；

(2)配粉：按照质量百分比进行配料，具体：TiO₂ 13～40％，CaF₂ 3～5％， CoO 2～3％，Al₂O₃余量；并将配好的原料通过机械球磨法制备得到 AT13～AT40/CaF₂/CoO复合粉末；机械球磨法的具体步骤为:将混合后的配料转入密封的球磨罐中，进行球磨转速为100～500rpm/min的机械球磨条件下交替正反转球磨15～20h得到球磨产物；CaF₂的加入能够使得涂层中的孔隙率逐渐增加，导致接触角随孔隙率的增加而逐渐增大，因此更利于CoO包裹在空隙中，而CoO 能够有效地提高热辐射系数；

(3)基体处理：对基体进行预处理；

(4)等离子喷涂：将预处理后的基体放置于夹具体上，利用等离子喷涂设备在基体表面制备涂层；其中：喷涂用粉为步骤(2)所得AT13～AT40/CaF₂/CoO 复合粉末；主气、辅气分别为氩气、氢气，主气：氩气2300～2500L/h，辅气：氢气1100～1200L/h；喷涂速度20～25mm/s；喷涂电流为350A；喷涂距离110mm；喷涂角度90°；送粉率50～75g/min；