硅酸盐基耐高温涂层的制备及发射率研究_郭腾超

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1、第32卷第12期红外技术Vol.32No.122010年12月InfraredTechnologyDec.2010〈材料与器件〉硅酸盐基耐高温涂层的制备及发射率研究郭腾超，徐国跃，陈砚朋，王雅君（南京航空航天大学材料科学与技术学院，江苏南京211100）摘要：以水溶性无机硅酸盐为基料，以不锈钢粉为填料，制备了硅酸盐基耐高温涂层，通过正交试验，优化了获得最低发射率涂层的制备工艺。对涂层的发射率和耐热性能进行了测试，采用IR和SEM表征了涂层的结构和微观形貌。结果表明：涂层的耐热温度达600℃主要因为高键能的Si-O键及Si-O-Si键的形成，600℃热老化前后涂层在3～5μm波段的发射

2、率分别为0.40和0.50，发射率的升高是因为热老化后涂层表面致密度的降低。关键词：硅酸盐；耐高温；正交试验；红外发射率中图分类号：TQ325.12；TN976文献标识码：A文章编号：1001-8891(2010)12-0696-05ResearchonPreparationandInfraredEmissivityPropertyofSilicateHeat-resistantCoatingsGUOTeng-chao，XUGuo-yue，CHENYan-peng，WANGYa-jun(NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Col

3、legeofMaterrialScience&Engineering,Nanjing211100,China)Abstract：Heat-resistantcoatingwaspreparedwithwater-solublesilicateandstainlesssteelpowderasbinderandpigment，respectively.Thecoatingpreparationprocessthathasthelowestemissivitywasoptimizedbyorthogonaltest.Meanwhile,theemissivityandheatresist

4、ancepropertiesofcoatingsweretested,andthenthestructureandthesurfacemorphologyofthecoatingswerecharacterizedbyinfraredabsorptionspectrum(IR)andscanningelectronmicroscope(SEM).Theanalysisresultsindicatedthattheheat-resistingtemperaturecanbeupto600℃becausetheformedSi-OandSi-O-Sibondshavehighbond-e

5、nergy.Theinfraredemissivityofthecoatingis0.40beforethermalagingand0.50afterthermalagingatroomtemperaturein3～5μmwaveband.Duetothedecreaseofthecoatingstructurecompactnessafterthermalaging,theinfraredemissivityincreases.Keywords：silicate，heat-resistant，orthogonalexperimentation，infraredemissivity[

6、5-7]合剂。飞机发动机的理论温度在750～900K（约引言477～627℃）间，又由维恩位移定律：λmΤ＝(2897.820世纪70年代以来，随着红外探测器的广泛应±0.4)μm·K，其热辐射的能量主要分布在红外3～5μm[8,9]用及图像处理过程的日益精确，以降低和削弱敌方红范围内，因此研制在该波段低发射率耐高温涂层用外探测设备效能为目的的红外隐身技术越来越受到以降低飞机发动机的红外辐射具有重要的意义。目[1-4]世界各国政府和科研人员的重视，红外隐身涂料具前，大部分高红外透明有机黏合剂无法在高温条件有控制、转移目标红外辐射特性、制造施工方便、成下使用，因此对于航空发动机，只能采

7、用耐热烘干[10]本低、应用不受几何形状限制、对武器主体结构与性涂料，而国内外对于能在750～900K下工作的低能影响最小等优点，一直是国内外研究较多的红外隐发射率涂料的研究相对较少。身方法。一般红外隐身涂层主要是由黏合剂和填料组硅酸盐基耐热涂料因具有优异的耐高温性、力成，多选用在大气窗口波段具有高红外透明的有机黏学性能优良、耐候性、耐老化性、耐化学品性良好，收稿日期：2010-11-17.作者简介：郭腾超（1984-），男，河南汝州人，硕士研究生，主要研