红外辐射材料及其聚合物基复合涂层的制备研究

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1、山东轻Tqk学院硕十学位论史摘要红外辐射材料是一种用途广泛的新型功能材料，在医疗保健、新型建筑材料、工业炉窑加热等领域已得到了极其广泛的应用。当前制备高发射率红外辐射材料多数采用过渡金属氧化物。实验对各种过渡金属氧化物从原料成本、红外发射性能等方面进行了筛选，采用一定的工艺，与天然矿物合成的堇青石进行复合，制备出低成本、具有较高发射率的红外辐射材料。红外辐射涂层是由辐射粉体基料与载体粘结剂组成。本实验用高分子粉末作粘结剂，采取比较简便的筛涂工艺，在烘箱中通过低温固化制得了红外复合涂层。通过对红外粉不同种类、不同制备工艺、不同加入量等的调试，在较低成本的条件下制备出具

2、有较高红外发射率的复合涂层，这在当前无论是工农业生产中、科学研究中，还是日常生活中都具有一定的现实意义。论文分析了红外辐射机理，根据基尔霍夫定律，反射率+吸收率+透射率=100％，处于某一温度下的材料的吸收率与发射率相等。故对于试样的红外发射性能，可以通过试样的红外吸收光谱或红外发射光谱曲线的上下移动、某些波段和某些峰值的变化来比较其红外发射率的变化状况。论文对不透明涂层的红外反射光谱图和粉末试样的红外吸收光谱图进行了较详细的研究，探讨了其与材料红外发射率之间的关系。实验首先对氧化物红外发射粉料的制备进行了探索，从氧化物的选择、复合手段、制备工艺等多方面进行试验。结

3、果表明，浅色配方红外粉料中Zr02与Ti02的不同配比对粉料的红外发射率有一定的影响，但影响不很大；Z幻2和Ti02按一定配比混合煅烧后得到的锆钛烧结体红外发射率比zr02和Ti02的简单混合粉有较大幅度的提高。深色配方红外粉料煅烧后由棕红色变为黑色，生成了强磁性铁氧体；煅烧后试样在2200～750cm。1波段的红外吸收明显增强，从提高其红外辐射性能来说，此配方的最佳烧成温度为1220℃。其次，实验采用两种方案将堇青石材料和高发射率铁氧体进行复合：第一种方案是将铁氧体生料和堇青石生料按比例混合，然后煅烧制得铁氧体和堇青石的复合体；第二种方案是先分别合成铁氧体和堇青石

4、的熟料，然后将铁氧体熟料和堇青石熟料混合，再次煅烧制得铁氧体和堇青石的复合体。结果表明，用滑石、苏州土、工业三氧化二铝合成堇青石的烧成温度在1350℃左右；用铁氧体和堇青石的生料或熟料复合以后，复相烧结体的全波段红外吸收率均得到了一定程度的提高；生料配方中铁氧体生料和堇青石生料的不同配比对产物红外性能的影响分波段不同；在生料和熟料配方中，铁氧体占10％时试样的红外吸收率较高，这一规律二者相同；从整体红外波段来看，在煅烧之前，熟原料的红外吸收率远远高于生原料；在煅烧之后，熟料烧成试样的红外吸收率在1500cm‘1～400cm以波段高于摘要生料烧成试样；堇青石．铁氧体复

5、合粉与单纯的堇青石相比，在4000～1250cm。1波段红外吸收率明显提高；在工业常用的粒度范围内，所制粉料的颗粒度对其红外发射率基本没有影响。最后，实验对高发射率红外复合涂层的制备进行了研究。用高分子粉未作粘结剂，对涂层的制备工艺进行了摸索；从涂层表面的微观结构来看，无机粉料的部分外露增大了涂层的表面粗糙度，这有利于涂层红外发射率的提高；从涂层断面的微观结构来看，无机粉料在涂层内层和外层的分布以及结合紧密程度是不一样的；实验对红外粉用量、组成、测试温度等与红外发射率的关系进行了研究，较详细分析了所设计配方涂层的红外反射光谱和红外吸收光谱。结果发现，在一定温度下，样

6、片红外发射率随试样中红外粉料含量的增加而增大，但超过一定限度不再增大，复合涂层中红外粉料的最佳加入量应在lO～15％之间；用自制红外粉料制成的红外复合涂层片从总体上来说，其红外发射率要高于市售的两种红外粉制成的红外复合涂层片；涂层的红外发射率随测试温度的提高而减小，同一种配方涂层固化后的红外吸收率较固化前粉料的红外吸收率略有下降。这些对进一步制备低成本高发射率的红外复合涂层具有较高的参考价值。关键词：红外辐射材料；聚合物；复合涂层；机理；发射率II山东轻T业学院硕卜学何论文ABSTRACTThein舶redramatingmaterialisakindofnew‰c

7、tionmaterialswitllwidemgeof印plication．IthasalreadygotextensiveapplicationsinmaIlyrealms，suchaSmedicaltreatmentandhealthprotectioIl，thenewbuildingmaterials，heatingofindustrykiln，aIldsoon．Atpresentthemetaloxidesalwaysbeusedinthemabngofthein行aredradiatingmaterialswith址gIlemissivi田．Inthe