[发明专利]一种兼具低热导率和高红外发射率的陶瓷材料、陶瓷涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种兼具低热导率和高红外发射率的陶瓷材料，其特征在于，它由基料通过高温固相反应合成所得；所述基料包括HfO₂和Sm₂O₃；按质量百分比计分别为HfO₂ 55％~75％，Sm₂O₃25％~45％。

2.权利要求1所述的兼具低热导率和高红外发射率的陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将各基料烘干后，与水和研磨球混合后球磨得到均匀的浆料，然后将浆料通入喷雾造粒塔进行喷雾干燥，得到混合粉末；

（2）将混合粉末置于高温电炉进行高温固相反应，待所述高温固相反应结束后，得到合成粉末，即为兼具低热导率和高红外发射率的陶瓷材料。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述高温固相反应的烧结温度为1300~1600℃，烧结时间为9h~24 h。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，水、研磨球与基料的质量比为（2~2.5）：（2~2.5）：1。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，喷雾造粒塔的工艺参数包括：入风口温度为200~220℃，排风口温度为110~130℃，雾化器频率为25~28 Hz。

6.一种兼具低热导率和高红外发射率的陶瓷涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将权利要求1所述兼具低热导率和高红外辐射的陶瓷材料中加入水和粘结剂进行配浆后球磨，然后将浆料通入喷雾造粒塔进行喷雾造粒，得到球形粉末，筛分备用；

（2）采用等离子喷涂技术将筛分后的球形粉末喷涂在基体表面，在基体表面制得兼具低热导率和高红外发射率的陶瓷涂层。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述筛分后的球形粉末的粒径范围为32~125 μm；在等离子喷涂过程中，喷涂电流550~620 A，喷涂功率37~42 KW，氩气30~35NLPM，氢气8~12 NLPM，载气氩气1~3 NLPM，送粉率6~15%，搅拌率50~60%，前冷却2~5 bar，喷枪X方向移动速度800~1100 mm/s。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，基体为洁净干燥的高温合金、不锈钢和铝合金中的一种。

9.权利要求6所述方法制备的陶瓷涂层，其特征在于，它在室温至1000℃范围，热导率为0.60~0.75 W/(m ·K)，200~1500℃范围内，平均热膨胀系数为8.5×10^-6~10.5×10^-6 K^-1，在室温至600℃范围内在8~14 μm波段的中红外波段的发射率为0.90~0.95。